L'infection par Helicobacter pylori provoque une inflammation qui peut persister de façon asymptomatique ou évoluer vers de nombreuses pathologies gastroduodénales sévères telles que les ulcères gastroduodénaux, le lymphome du MALT et le cancer gastrique. L'îlot de pathogénicité cag est l'un des facteurs de virulence majeurs de cette bactérie. Plusieurs cytokines et peptides antimicrobiens sont impliqués dans la modulation de la réponse inflammatoire de la muqueuse épithéliale gastrique lors de l'infection par H. pylori. Ce travail a porté sur l'étude des interactions entre H. pylori et les cellules épithéliales gastriques. L'étude in vivo sur un modèle murin d'infection a permis de décrire un profil de la réponse antimicrobienne liée à cette bactérie. Une production accrue de S100A9 pourrait être impliquée dans l'échec d'implantation et de colonisation de la bactérie dans la muqueuse gastrique murine. Nous avons également établi un protocole de culture primaire de cellules épithéliales gastriques humaines à partir d'estomacs obtenus après gastrectomie partielle chez des sujets atteints d'obésité morbide. Cette étude a permis de modéliser in vitro la réponse inflammatoire et antimicrobienne de la muqueuse gastrique humaine après infection par H. pylori. L'induction cag-dépendante d'un panel de médiateurs inflammatoires et antimicrobiens par les cellules épithéliales gastriques exposées à H. pylori confirme l'implication de ce facteur au cours de la réponse inflammatoire précoce. Des cellules gastriques à phénotype de cellules souches ont également été isolées et des caractérisations phénotypiques et moléculaires ont été initiées pour déterminer leur nature. Les modèles cellulaires développés au cours de cette étude permettent une meilleure compréhension des interactions entre H. pylori et les cellules épithéliales gastriques.

Une question centrale de la génétique moderne est de mieux comprendre comment la variation génétique présente au sein d’individus d’une même espèce influence la diversité phénotypique et l’évolution. La levure modèle Saccharomyces cerevisiae offre une occasion unique d’apporter des éléments de réponse à cette question à travers la dissection de l’architecture génétique de la variation de tolérance à des stress environnementaux à l’échelle d’une population. Mon étude révèle un niveau supplémentaire de complexité de la relation génotype-phénotype où finalement les caractères supposés les plus simples, dits Mendéliens (déterminisme strictement monogénique) peuvent se révéler être complexes (déterminisme multigénique) selon le fond génétique en raison de l’action de gènes modificateurs, d’interactions épistatiques et/ou de suppresseurs. Toutefois, les processus évolutifs peuvent être bien différents en fonction des espèces. Afin de mieux les décrypter, je me suis également intéressée à Lachancea kluyveri, une levure phylogénétiquement distante de S. cerevisiae. Cette espèce présente une diversité génétique plus élevée et constitue une ressource encore peu exploitée. L’exploration de la diversité phénotypique et la détermination de leurs origines génétiques initiées dans cette étude sont extrêmement prometteuses et apportent de solides fondations pour l’étude à la fois de l’architecture génétique des caractères et de l’évolution de la relation génotype-phénotype au sein de diverses espèces de levures. / A central issue of modern genetics is to better understand how genetic variations between individuals within a species influence the phenotypic diversity and the evolution. The budding yeast Saccharomyces cerevisiae as a model organism offers a unique opportunity to address this issue through the dissection of the genetic architecture of stress tolerance across a population. My study reveals an additional level of complexity of the genotype-phenotype relationship. Indeed, simple Mendelian traits (monogenic determinism) may become more complex (multigenic determinism) depending on genetic background due to the action of modifier genes, epistatic interactions and / or suppressors. However, evolutionary processes can be very different depending on the species. That is why a non-conventional yeast species namely Lachancea kluyveri (formerly S. kluyveri) was also studied. This species distantly related to S. cerevisiae has a higher genetic diversity and remains a relatively unexplored resource. The exploration of the phenotypic diversity and the determination of the genetic origins initiated in this study lay foundations for the analysis of the genetic architecture of traits and the evolution of the genotype-phenotype relationship within diverse yeast species.

Les facteurs environnementaux que sont le Bisphénol A (BPA), un perturbateur endocrinien, et le Benzo[a]pyrène (B[a]P), un agent génotoxique, représentent un véritable enjeu parmi les facteurs de risques du cancer du sein associés à l'exposition environnementale. Nos objectifs sont d'explorer l'impact d'une exposition chronique à de faibles doses (10-10 M) de BPA et/ou de B[a]P sur l'agressivité de la lignée cellulaire pré-cancéreuse mammaire MCF10AT1 (immortelle, transformée, ER-, PR-, HER2-). Les buts principaux sont : (i) d'explorer si la combinaison de deux molécules possédant deux mécanismes d'action distincts conduit à un effet potentialisé par rapport à l'exposition aux molécules seules ; (ii) d'identifier et de prévenir les mécanismes moléculaires et cellulaires associés à cette exposition multiple. Nos résultats démontrent que l'exposition chronique des MCF10AT1 à de faibles doses de BPA et/ou de B[a]P induit un phénotype cellulaire agressif de façon temps-dépendant, avec un effet potentialisé pour la combinaison BPA+B[a]P, comparée aux molécules seules. Le phénotype observé est un phénotype acquis, car toujours présent 30 jours post-exposition. Nous avons également déterminé dans les cellules MCF10AT1 la présence et la fonctionnalité de deux récepteurs : le récepteur Aryl hydrocarbon (AhR) liant le B[a]P et le récepteur couplé à la protéine G (GPER1/GPR30) liant le BPA. D'un point de vue mécanistique, ces deux récepteurs sont impliqués dans le phénotype cellulaire agressif BPA et/ou B[a]P-dépendant, et notre travail révèle un nouveau cross-talk fonctionnel entre ces deux récepteurs. L'inhibition in vitro d'AhR et de GPR30 (inhibiteurs chimiques ou siRNA) permet de bloquer les effets délétères de l'exposition chronique au BPA et/ou au B[a]P. Enfin, l'analyse rétrospective de tumeurs primitives du sein ER-négatives démontre que la signature moléculaire GPR30/AhR possède une valeur de mauvais pronostic, alors que l'expression de GPR30 ou d'AhR n'en possède pas. L'ensemble de ces résultats souligne donc le rôle particulier que joue la présence concomitante d'AhR et de GPR30 dans des cellules précancéreuses/cancéreuses mammaires. En conclusion, nos résultats permettent d'identifier des cibles potentielles pour le développement de nouvelles stratégies préventives capables de bloquer la carcinogenèse mammaire due à l'exposition chronique au BPA et/ou B[a]P, et d'envisager des nouveaux biomarqueurs de cette exposition environnementale / Environmental factors such as Bisphenol A (BPA), an endocrine disruptor, and Benzo[a]pyrene (B[a]P), a genotoxic agent, represent a real issue among the environmental risk factors for breast cancer. Our objectives are to investigate the impact of chronic and low doses exposure to BPA (10-10 M) and/or B[a]P on the aggressiveness of the mammary pre-cancerous cell line MCF10AT1 (immortal, transformed, ER-, PR-, HER2-). The main aims are: (i) explore whether an exposure to the combination of two molecules with two distinct mechanisms of action has a greater impact than the molecules tested alone; (ii) identify and prevent the associated molecular and cellular mechanisms. Our results demonstrate that chronic exposure of MCF10AT1 to low doses of BPA and/or B[a]P induces an aggressive cell phenotype in a time-dependent manner, with a greater effect for (BPA + B[a]P) combination compared to single molecules. The observed phenotype is an acquired phenotype, as it still persists 30 days post-exposure. We also determined the presence and functionality of two receptors in the MCF10AT1 cells: the Aryl hydrocarbon receptor (AhR) binding B[a]P and the G binding protein receptor (GPER1 / GPR30) binding BPA. Mechanistically, these two receptors are involved in the BPA and/or B[a]P-induced aggressive phenotype, and our study reveals a new functional cross-talk/interplay between these two receptors. In vitro, the inhibition of AhR and GPR30 (chemical inhibitors or siRNA) can block the deleterious effects of chronic exposure to BPA and/or B[a]P. Finally, a retrospective analysis of primary ER-negatif subclass breast tumors demonstrates that the GPR30/AhR gene expression signature has a poor prognosis value, whereas GPR30 or AhR mRNA levels were poorly informative. All these results underline the particular role played by the concomitant presence of AhR and GPR30 in mammary precancerous/cancerous cells. In conclusion, our results allow us to identify potential targets for the development of new preventive strategies capable of blocking mammary carcinogenesis due to chronic exposure to BPA and/or B[a]P, and to consider new biomarkers for environmental exposure

Cette thèse a pour objet d’étude les différentes manières dont les communautés rurales d’Amazonie brésilienne, qui ont publiquement accepté le statut de quilombola (Noirs Marrons) – en accord avec l’article 68 de la constitution fédérale du Brésil de 1988, afin de pouvoir revendiquer la légalisation des terres comme domaine collectif – se réapproprient, interprètent et intègrent dans leurs expériences quotidiennes ce statut à partir de trois dimensions interdépendantes : l’origine en tant que descendants d’esclaves, le phénotype noir et la lutte pour la terre. Il s’agit d’un travail d’analyse de la mise en place de politiques multiculturelles au Brésil. / This thesis analyses the different ways the rural communities of Brazilian Amazon region, in order to claim their right to the land collective possession where they live, have publicly accepted the status of Quilombola (Brazil's maroon people), according to the 68th article of the Brazilian federal constitution of 1988. This work studies how these communities re-appropriate, interpret and incorporate during their own daily experience this status from three interdependent dimensions: origins as slaves descendants, black phenotype and fighting for land possession. This work has the goal to analysis the multicultural policies application in Brazil. / A presente tese tem como objeto de estudo as diferentes maneiras pelas quais as comunidades rurais da Amazônia brasileira – que assumiram publicamente o status de comunidade quilombola de acordo com o artigo 68 da constituição federal do Brasil de 1988 para reivindicarem a legalização de terras como domínio coletivo – se reapropriam, interpretam e integram em suas experiências cotidianas esse status a partir de três dimensões interdependentes: origem enquanto descendentes de escravos, o fenótipo negro e a luta pela terra. Trata-se de um trabalho de análise da aplicação de políticas multiculturais no Brasil.

Le changement climatique mondial et les perturbations anthropiques affectent fortement les écosystèmes. Malgré des études à grande échelle axées sur la biodiversité, la façon dont les perturbations anthropiques influencent les divers aspects de l'écologie et de l'évolution des populations a également attiré une attention considérable. Cette thèse explore le stress amené par le changement climatique global sur les populations animales, en utilisant le système modèle du lézard commun (Zootoca vivipara) et de ses ectoparasites (un acarien du genre Ophionyssus et une tique Ixodes ricinus). La première étude aborde l'hypothèse de la compétition induite par les co-infections. La médiation environnementale est suggérée pour expliquer la cooccurrence entre ces deux espèces de parasites. La seconde étude utilise des données spatiales à long terme pour examiner les effets du réchauffement climatique sur l'infection parasitaire, la forme physique de l'hôte et la différence entre les différents phénotypes de l'hôte dans leurs réponses à ces stress (différences intraspécifiques). Des stratégies alternatives pour faire face à l'infection parasitaire et au réchauffement climatique sont validées, et un arbitrage phénotypique entre la défense contre le parasitisme et la survie est détecté. Cette étude confirme également une interaction phénotype - environnement, indiquant qu'au sein de la même population, certains phénotypes pourraient être plus vulnérables que d'autres sous la pression de la perturbation anthropique. La troisième étude se concentre sur les changements de comportement et de syndromes comportementaux dépendants du parasitisme et des différents états de l'hôte. Des traits reproductibles avec un biais sexuel sont identifiés, ainsi qu'un syndrome comportemental d'évasion-audace. L'état individuel (la gravité) semble affecter la stabilité du syndrome comportemental. Cependant, les effets causals du parasitisme restent vagues et doivent être confirmés par des expériences de contrôle. / Global change and anthropogenic disturbances are intensely affecting the earth ecosystem. Despite large-scale studies focusing on biodiversity, how anthropogenic disturbances could influence various aspects of population ecology and evolution has also drawn tremendous attention. This thesis explores the stress of global change imposed on the animal population, by using the model system of the common lizard (Zootoca vivipara) and its ectoparasites (one mite in the genus Ophionyssus and one tick Ixodes ricinus). The first study addresses the hypothesis in competition induced by co-infections. Environmental mediation is suggested to explain the co-occurrence between these two species of parasites. The second study uses a spatial and a long-term data to examine climate warming effects on parasite infection, host fitness, and how distinct host phenotypes differ in their responses to these stresses (intraspecific differences). Alternative strategies to cope with parasite infection and climate warming are validated, and a phenotype-dependent trade-off between defense against parasitism and survival is detected. This study also confirms a phenotype-by-environment interaction, indicating even within the same population, certain phenotype could be more vulnerable than others under the anthropogenic perturbation. The third study focuses on changes of behavior and behavioral syndromes under effects of parasitism and host states. Repeatable traits with sex bias are identified, so along with a boldness-escape behavioral syndrome. Individual state (gravidity) seems to affect the stability of the behavioral syndrome. However, the causal effects of parasitism still remain vague and need to be further testified with control experiments.

Introduction : Chez les jeunes enfants (<6 ans), la prise en charge de l’asthme est évaluée cliniquement. Dans certains centres, l’oscillométrie (OS) est utilisée en complément de l’évaluation clinique, mais son utilité clinique reste à quantifier. Objectifs : Déterminer si l’ajout de l’OS à l’évaluation clinique influence l’évaluation, la gestion et le contrôle de l’asthme, par rapport à l’évaluation clinique seule chez les jeunes enfants. Méthodes : Étude transversale portant sur des enfants de 3-5 ans avec un diagnostic d’asthme. Les enfants testés par l’OS étaient appariés par score de propension aux témoins (non testés). La probabilité d’un phénotype persistant et d’une prescription d’un traitement d’entretien (co- variables principales) était évaluée par régression logistique multivariée. Dans la cohorte rétrospective imbriquée avec accès aux données pharmaceutiques, le contrôle de l’asthme au cours de l’année suivante était examiné par régression logistique cumulative. Résultats : L’étude comprenait 726 enfants appariés (249 testés; 477 témoins) dont 57,4% garçons (âge médian: 4,62 ans) avec groupes relativement comparables. Les enfants testés recevaient plus souvent un phénotype persistant (67% vs. 50%; RC-ajusté [IC 95%]: 2,34 [1,66- 3,34]), sans différence significative dans la prescription d’un traitement d’entretien (65% vs. 58%; 1,37 [0,98-1,92]) et étaient moins susceptibles d’être incontrôlés dans l’année suivante (0,24 [0,08- 0,74]). Conclusion : L’association entre l’OS ajouté à l’évaluation clinique et à la fois plus de phénotypes persistants et un meilleur contrôle de l’asthme supporte l’utilité clinique de l’OS, possiblement via une reconnaissance accrue de l’obstruction des voies aériennes. / Background: In preschoolers (<6 years), asthma management is usually assessed clinically. In certain centres, oscillometry (OS) is used in adjunct to clinical assessment, yet its clinical utility remains to be quantified. Objectives: To determine if OS use, as an adjunct to clinical assessment, is associated with better asthma assessment, management and control compared to clinical assessment alone in preschoolers. Methods: A cross-sectional study of children aged 3-5 years with an asthma diagnosis. OS-tested preschoolers were matched by propensity score to controls (untested). The likelihood of persistent phenotype and maintenance therapy prescription (co-primary outcomes) were evaluated by multivariate logistic regression. In a nested retrospective cohort with available drug claim data, asthma control over the next year was examined by cumulative logistic regression. Results: The study comprised 726 matched children (249 OS-tested; 477 untested) of which 57.4% were boys (median age: 4.62 years) with comparable group characteristics. OS-tested children were more frequently labelled as persistent phenotype (67% vs. 50%; adjusted-OR[95% CI]: 2.34 [1.66- 3.34]), with no significant difference in prescription of maintenance therapy (65% vs. 58%; adjusted-OR[95% CI]: 1.37 [0.98-1.92]) and were less likely to be uncontrolled in the following year (adjusted-OR[95% CI]: 0.24 [0.08-0.74]). Conclusions: The association between OS added to clinical assessment with more persistent phenotype and better asthma control supports its clinical utility, possibly by increased recognition of airway obstruction at the index visit.

La maladie de Crohn (MC) a une incidence élevée dans la population pédiatrique en Amérique du Nord et cette incidence est en augmentation. L’évolution naturelle de la MC est mal comprise. L'évolution du délai à la rémission au fil des ans et les causes influençant le délai à la rémission sont très limitées dans la littérature. Peu de facteurs de risque sont identifiés dans la littérature pour prédire les rechutes de la maladie chez les enfants. Le premier objectif de cette étude était de décrire les variations du phénotype clinique, des caractéristiques endoscopiques, histologiques et de laboratoire de la MC pédiatrique au cours de la dernière décennie et de décrire les variations saisonnières de la présentation de la maladie au moment du diagnostic. Le deuxième objectif était de décrire le délai à la rémission chez les enfants atteints de MC ainsi que son évolution au cours de la dernière décennie et de déterminer les facteurs associés au délai à la rémission. Le troisième objectif de l’étude était de décrire le taux de rechutes chez les enfants atteints de la MC, son évolution au cours de la dernière décennie et de déterminer les facteurs de risque associés à la rechute de la maladie. Les patients éligibles étaient âgés de 4 à 18 ans et diagnostiqués entre 2009 et 2019. Toutes les caractéristiques cliniques, endoscopiques, histologiques et de laboratoire des patients, ainsi que leurs traitements, ont été recueillis à partir de leurs dossiers médicaux. Des analyses de survie et des modèles de régression linéaire ont été utilisés pour évaluer l'impact de ces facteurs sur le délai à la rémission et des analyses de survie et des modèles de régression de Cox ont été utilisés pour évaluer l'impact de ces facteurs sur le risque de rechute. 654 patients ont été inclus dans cette étude de cohorte rétrospective. Le nombre de nouveaux diagnostics annuels de MC a augmenté au fil des ans et les patients diagnostiqués entre 2015 et 2019 avaient un âge au diagnostic plus bas (OR 2.53, IC à 95% [1.29; 4.98]), plus de maladies périanales (OR: 2.30, IC à 95% [ 1.52; 3.48]), plus de granulomes (OR: 1.61, IC à 95% [1.17; 2.22]), mais moins d’éosinophiles (OR: 0.35, IC à 95% [0.25; 0.48]) et moins d’infiltrat lympho-plasmocytaire chronique (OR: 0.56, IC à 95% [0.36; 0.86]) comparé aux patients diagnostiqués entre 2009 et 2014. Il y avait moins de diagnostics de MC chez les enfants en hiver. Les patients diagnostiqués à l'automne avaient une activité de la maladie plus faible (score PCDAI), moins de retard de croissance et des maladies digestives moins diffuses. Les MC diagnostiquées au printemps et à l’été avaient des taux d'hémoglobine plus faibles et des taux de vitesse de sédimentation plus élevés associées à plus d’atteintes articulaires et plus d'érythème noueux. La localisation colique était significativement plus fréquente l’été et l’automne. Il n'y a pas eu de changement dans le délai à la rémission au cours de la dernière décennie. Le sexe féminin chez les adolescents (coefficient de regression bêta ajusté (aβ) = 31.8 jours, p=0.02), l'atteinte du tube digestif supérieur (aβ= 46.4 jours, p=0.04), la maladie périanale (aβ= 32.2 jours, p=0.04), les signes d'inflammation active sur les biopsies (aβ= 46.7 jours, p=0.01) et l’exposition aux 5-ASA oraux lors de la phase d'induction (aβ= 56.6 jours, p=0.002) étaient associés à un délai à la rémission plus long. À l’inverse, l'utilisation d'antibiotiques (aβ= -29.3 jours, p=0.04), l’augmentation des éosinophiles sur les biopsies (aβ= -29.6 jours, p=0.008) et l'utilisation de la nutrition entérale exclusive comme traitement d'induction avec les anti TNF-alpha (aβ= -36.8 jours, p=0.04) étaient associés à un délai à la rémission plus court. Il y a eu une diminution du taux de rechute au cours de la dernière décennie : 69.59% chez les patients diagnostiqués entre 2009 et 2014 et 47.76% chez les patients diagnostiqués entre 2015 et 2019 (p<0.0001). Le sexe féminin (hazard ratio ajusté (aHR) = 1.51, p=0.0009), les scores PCDAI (aHR= 1.02, p=0.04) et SES-CD élevés (aHR= 1.03, p=0.03) au diagnostic, l'atteinte du tube digestif supérieur (aHR= 1.59, p=0.0003), l’utilisation des 5-ASA oraux (aHR= 1.91, p=0.0003), l’usage d'agents immunomodulateurs par rapport aux biologiques (methotrexate aHR= 1.91, p=0.0006; thiopurines aHR= 2.06, p<0.0001), la présence de granulomes (aHR= 1.27, p=0.04) et l’augmentation des éosinophiles sur les biopsies (aHR= 1.34, p=0.02), des niveaux élevés de protéine C-réactive (aHR= 1.01, p<0.0001) et de calprotectine fécale (aHR=1.09, p<0.0001) pendant la rémission clinique et de faibles taux sériques d'infliximab en post-induction (aHR pour les niveau moyen d’infliximab inférieur à 7ug/mL = 2.48, p=0.005) étaient indépendamment associés à la rechute. Le phénotype de la maladie a changé au fil des ans et des tendances saisonnières dans la fréquence et la gravité des diagnostics existent, suggérant des hypothèses étiologiques telles que la carence en vitamine D en hiver, les colites bactériennes saisonnières, les processus de réactivation virale et les changements dans la composition du microbiote. Plusieurs résultats de l'étude sont originaux et ceux-ci ont apporté de nouvelles connaissances et certains pourraient être intégrés dans les lignes directrices de prise en charge de la MC pédiatrique afin d’améliorer la qualité de vie des patients, soit obtenir une rémission rapide et durable. / Crohn's disease (CD) has a high incidence in the pediatric population in North America. The etiology of CD remains unknown and the disease incidence has been increasing. The natural evolution of CD is misunderstood, especially in the pediatric population. The trends of time-to-remission over the years and the influencing factors are very limited in the literature. Few risk factors are identified in the literature to predict relapses of the disease in children. The first part of this study was to describe the trends in the clinical phenotype, endoscopic, histological, and laboratory characteristics of pediatric CD during the last decade and to describe the seasonal variation of disease presentation at diagnosis. The secondary part of this study was to describe the time to remission in children with CD as well as its evolution over the past decade and to determine factors associated with time to remission. The third part of the study was to describe the rate of relapses in children with CD, its evolution over the past decade and to determine risk factors associated with relapse of the disease. Eligible patients were aged from 4 to 18 years and diagnosed between 2009 and 2019. All clinical, endoscopic, histological, laboratory and treatment data were collected from their medical records. Survival analyses and linear regression models were used to assess the impact of those factors on time to remission. Likewise, survival analyses and Cox regression models were applied to assess the impact of those risk factors on relapse. A total of 654 patients were included in this retrospective cohort study. The number of new diagnoses per year increased over the decade. Patients diagnosed between 2015 and 2019 had a lower age at diagnosis (OR 2.53, 95% CI [1.29; 4.98]), more perianal diseases (OR: 2.30, 95% CI [1.52; 3.48]), more granulomas (OR: 1.61, 95% CI [1.17; 2.22]), but less eosinophils (OR: 0.35, 95% CI [0.25; 0.48]) and less chronic lympho-plasma cells infiltrate (OR: 0.56, 95% CI [0.36; 0.86]) on ileo-colonic biopsies compared to patients diagnosed in 2015-2019. There were fewer diagnoses of CD in children in winter. Patients diagnosed in fall had lower PCDAIs and less failure to thrive. CD diagnosed in spring and summer had lower hemoglobin levels and higher erythrocyte sedimentation rate levels. In addition, arthritis and erythema nodosum were more frequent in spring and summer. Colonic location was significantly more frequent in summer and fall. There was no change in the time to clinical remission over the past decade. Female sex in adolescents (adjusted bêta regression coefficient (aβ)= 31.8 days, p=0.02), upper digestive tract involvement (aβ= 46.4 days, p=0.04) perianal disease (aβ= 32.2 days, p=0.04), presence of active inflammation on biopsies (aβ= 46.7 days, p=0.01) and oral 5-ASA exposure (aβ= 56.6 days, p=0.002) were all associated with longer time to clinical remission. However, antibiotic exposure (aβ= -29.3 days, p=0.04), increased eosinophils on biopsies (aβ= -29.6 days, p=0.008) and combination of exclusive enteral nutrition and TNF-alpha inhibitors as induction therapy (aβ= -36.8 days, p=0.04) were associated with shorter time to clinical remission. There has been a decrease in the relapse rate over the past decade : 69.6% in patients diagnosed between 2009 and 2014 and 47.8% in patients diagnosed between 2015 and 2019 (p<0.0001). Female sex (adjusted hazard ratio (aHR) = 1.51, p=0.0009), high PCDAI (aHR= 1.02, p=0.04) and SES-CD (aHR= 1.03, p=0.03) scores at diagnosis, upper digestive tract involvement (aHR= 1.59, p=0.0003), exposure to oral 5-ASA (aHR= 1.91, p=0.0003), use of immunomodulatory agents compared to TNF-alpha inhibitors (methotrexate aHR= 1.91, p=0.0006; thiopurines aHR= 2.06, p<0.0001), presence of granulomas (aHR= 1.27, p=0.04) and increased eosinophils on biopsies (aHR= 1.34, p=0.02), high levels of C-reactive protein (aHR= 1.01, p<0.0001) and fecal calprotectin (aHR=1.09, p<0.0001) during clinical remission and low serum infliximab levels during maintenance (aHR for mean serum infliximab level under 7ug/mL = 2.48, p=0.005) were all significantly associated with relapse in patients. The disease phenotype has changed over the years and important trends in the frequency and severity of diagnoses exist according to the diagnosis period within a year, suggesting etiological hypotheses such as vitamin D deficiency in winter, seasonal bacterial and viral colitis and academic stress. Many of the results of the study are original and brought new knowledge while confirming certain statements which had not obtained consensus in recent studies of expert opinions and some could be incorporated into management guidelines of pediatric CD to short time to remission and avoid relapse in patients.

La sénescence cellulaire est un arrêt stable du cycle cellulaire qui empêche la prolifération des cellules endommagées par des stress génotoxiques, tels que l'irradiation. En général, les lésions de l'ADN initient rapidement une réponse aux dommages et un blocage transitoire du cycle cellulaire nécessaire à la réparation de l'ADN. Cependant, les phénotypes associés à la sénescence, tels que l'arrêt de la prolifération stable et le sécrétome pro-inflammatoire, se manifestent plusieurs jours après le stress. Nous avons récemment démontré que l'établissement de la sénescence induite par l'irradiation est un processus en plusieurs étapes qui nécessite un événement prolifératif en présence de foyers de dommages de l'ADN persistants pour former de l'instabilité génomique. L'instabilité génomique secondaire, et non les dommages primaires de l'ADN, est responsable de nombreux phénotypes de sénescence. Le but de notre projet était d'évaluer l'impact de p16INK4a, un inhibiteur de kinase dépendant des cyclines, sur la reprise de la prolifération observée dans notre modèle initial en caractérisant la reprise de la prolifération, les phénotypes de sénescence lorsque p16INK4a est fortement exprimé, et de comprendre sa dynamique d'activation. Notre hypothèse était que l'expression de p16INK4a réduirait la reprise de la prolifération après l'irradiation, ce qui diminuerait la formation d'instabilité génomique et altérerait l'expression de certains phénotypes de sénescence. Nous avons induit la sénescence par irradiation dans des fibroblastes humains normaux qui présentent des niveaux endogènes différents d'expression de p16INK4a. Nous avons également utilisé une lignée qui surexprime et une autre qui déplète p16INK4a pour évaluer les conséquences de son expression sur la reprise de la prolifération et son impact sur les phénotypes de sénescence. Nos résultats suggèrent que p16INK4a réduit la reprise de la prolifération, diminuant l'instabilité génomique et réduisant à terme l'expression des facteurs du phénotype sécrétoire. De plus, de manière surprenante, nous avons observé que l'expression de p16INK4a n'a pas besoin d'être présente uniquement au moment de la reprise de la prolifération pour l'empêcher. Elle peut durer 24 heures au moment de l'irradiation, soit avant la reprise de la prolifération, pour la prévenir. Les données présentées dans ce mémoire aident à mieux comprendre le mécanisme de sénescence médié par l'irradiation et l'impact de l'expression de p16INK4a sur les différents phénotypes de sénescence. / Cellular senescence is a stable cell cycle arrest that prevents proliferation of cells damaged by genotoxic stresses, such as irradiation. In general, DNA damage initiates a DNA damage response and a transient cell cycle arrest required for DNA repair. However, senescence-associated phenotypes, such as stable senescence-associated proliferation arrest and pro-inflammatory secretome are established several days later. We have recently shown that the establishment of irradiation-induced senescence is a multi-step process that requires a proliferation event in the presence of persistent DNA damage foci to form genomic instability. Secondary genomic instability, but not primary DNA damage, leads to the establishment of senescence phenotypes. The aim of our project was to evaluate the impact of p16INK4a, a cyclin-dependent kinase inhibitor, on the bypass of the transient cell cycle arrest we observed in our initial model by characterizing the bypass and senescence phenotypes when p16INK4a was highly expressed and to understand its activation dynamics. Our hypothesis was that p16INK4a expression would reduce the percentage of bypass after irradiation which would decrease genomic instability formation and ultimately alter the expression of some senescence phenotypes. We induced senescence by irradiation in normal human fibroblasts with different endogenous levels of p16INK4a expression. We also used a cell line that overexpresses and another that depletes p16INK4a to evaluate the consequences of its expression on the bypass and its impact on senescence phenotypes. Our results suggest that p16INK4a decreases the bypass, thus reducing the genomic instability and, therefore, reduces expression of secretory phenotype factors. Moreover, interestingly, we observed that p16INK4a expression does not need to be present only at the time of reproliferation to prevent it, i.e. it can last 24 hours at the time of irradiation. These results contribute to improve our knowledge about the mechanism of establishment of irradiation-mediated senescence and the impact of p16INK4a expression on different senescence phenotypes.

La pharmacogénomique (PGx) étudie le concept selon lequel les déterminants génétiques peuvent aider à prédire la réponse clinique d’un patient aux médicaments. Les concentrations plasmatiques de ces derniers sont essentielles pour déterminer l’exposition, les profils pharmacocinétiques (PK), les effets cliniques et éventuellement les doses des médicaments, dont la plupart sont métabolisés par des enzymes hépatiques, les cytochromes P450 (CYPs). Néanmoins, la plupart des découvertes en matière de PGx concernant la prédiction des profils de concentrations des médicaments ont généralement recours à des plans d’études PK traditionnels avec une approche fonctionnelle. Bien qu’utile, cette méthodologie comporte des limites pour les études PGx, notamment le nombre restreint de sujets inclus, qui réduit la puissance statistique des associations PGx et limite l’identification de nouveaux variants génétiques moins fréquents. À l’inverse, les grandes cohortes observationnelles sont largement utilisées pour identifier des marqueurs génétiques physiopathologiques. Cette thèse de doctorat visait donc à 1) synthétiser les données publiées concernant les effets cliniques des polymorphismes génétiques de l’enzyme CYP2D6 sur le traitement au métoprolol, un agent β-bloquant. Les concentrations plasmatiques de métoprolol ont montré à plusieurs reprises qu’elles étaient fortement influencées par la PGx du CYP2D6; 2) développer une nouvelle méthode bioanalytique capable de quantifier les concentrations chirales de métoprolol des patients dans un contexte clinique; 3) mener une étude clinique en utilisant une grande cohorte observationnelle, ou biobanque, comme preuve de concept pour recréer l’association précédemment établie entre les phénotypes inférés des génotypes du CYP2D6 et les concentrations plasmatiques de métoprolol. Ces projets sont présentés en tant que chapitres de thèse et sous forme de manuscrits publiés. Le premier projet consistait en une revue systématique qui a permis d’extraire toutes les études relatives à la PGx du métoprolol-CYP2D6. La synthèse qualitative a suggéré que les métaboliseurs lents du CYP2D6, dépourvus de capacité enzymatique, avaient des valeurs plus élevées concernant les réductions de la fréquence cardiaque et de tension artérielle, ainsi que la survenue d’épisodes bradycardiques relativement aux autres phénotypes. Une méta-analyse ultérieure a confirmé la significativité de ces associations. Le deuxième projet a combiné des techniques bioanalytiques telles que la dérivation, l’extraction en phase solide et la chromatographie liquide avec spectrométrie de masse en tandem. Une méthode permettant de surmonter les limites analytiques antérieures a été validée avec succès pour mesurer les concentrations plasmatiques de (S)-métoprolol, l’énantiomère pharmacologiquement actif, et de son métabolite spécifique au CYP2D6. L’applicabilité d’une telle méthode a ensuite été démontrée grâce aux échantillons d’un groupe de patients issus de la Cohorte Hospitalière de l’Institut de Cardiologie de Montréal (ICM). Puis, le troisième projet présente la réalisation de l’étude LEVEL-PGx (LEVEraging Large observational cohort studies to identify pharmacogenetic determinants of drug dosing : A proof-of-concept study in the Montreal Heart Institute Hospital Cohort). L’étude portait sur un échantillon de >1000 patients sélectionnés dans la cohorte hospitalière de l’ICM, incluant leur génotypage pour CYP2D6 et la quantification du métoprolol racémique et de son métabolite spécifique au CYP2D6 dans des échantillons provenant de la Biobanque de l’ICM. Un seul échantillon unique et aléatoire par patient a été utilisé. Le recours à des modèles multivariables a validé le concept selon lequel de grandes cohortes transversales recueillant des échantillons biologiques pouvaient être utilisées afin d’identifier des associations PGx de concentrations de médicaments et ce, à des valeurs satisfaisant les seuils de significativité d’essais pangénomiques. D’autres analyses de cette cohorte ont indiqué que cette méthodologie parvenait à identifier des associations PGx qui influençaient la fréquence cardiaque au repos et la posologie du métoprolol à-travers les phénotypes du CYP2D6 et pour les déterminants génétiques uniques, même en présence de co-médications. Cependant, ces associations PGx avec les paramètres cliniques n’ont pas atteint une significativité applicable aux seuils pangénomiques. En résumé, par la reproduction d’une association PGx préalablement démontrée, l’ensemble des travaux présentés dans cette thèse suggère que l’identification et la découverte de nouveaux déterminants génétiques prédictifs des concentrations et des doses des médicaments pourrait s’effectuer par le biais de grandes cohortes observationnelles à l’échelle du génome. Ces approches permettraient de développer des modèles prédictifs plus précis de l’exposition et de la réponse aux médicaments, ce qui pourrait favoriser les découvertes PGx et, dans certains cas, éventuellement développer le potentiel translationnel d’une approche thérapeutique personnalisée selon le profil génétique des patients. / Pharmacogenomics (PGx) studies the concept that genetic determinants can help predict a patient’s clinical response to therapies. Drug concentrations are an essential component to determining the exposure, pharmacokinetic (PK) profiles, clinical effects, and potentially drug doses, most of which are metabolized through the cytochrome P450 (CYPs) liver enzymes. Nevertheless, most PGx discoveries regarding the prediction of drug concentration profiles have generally resorted to traditional PK study designs with a functional approach. Though useful, this methodology contains limitations for gene-drug interaction studies, most notably the restricted number of subjects included, which reduces the statistical power for PGx associations and limits the identification of new, less frequent genetic variants. On the opposite, large observational cohorts have long been utilized for identifying genetic markers of disease. This doctoral thesis therefore aimed to 1) synthesize published data regarding the clinical effects of CYP2D6 genetic polymorphism on metoprolol therapy. A β-blocker, metoprolol plasma concentrations have shown repeatedly to be heavily influenced by the PGx of the CYP2D6 enzyme; 2) develop a new bioanalytical method able to quantify patients’ chiral concentrations of metoprolol in a clinical setting; 3) conduct a clinical study using a large observational cohort, or biobank, as a proof of concept to recreate the previously established association between CYP2D6 genotype-inferred phenotypes and metoprolol plasma concentrations. Those projects are presented as thesis chapters in the form of published manuscripts. The first project was a systematic review that allowed us to find all studies pertaining to the PGx of metoprolol. The qualitative synthesis suggested that CYP2D6 poor metabolizers (PMs), without enzymatic capacity, had greater values regarding reductions in heart rate, blood pressures, and occurrences in bradycardia relative to non-PMs. A subsequent meta-analysis confirmed the significance of those associations. The second project combined bioanalytical techniques such as derivatization, solid phase extraction, and liquid chromatography-tandem mass spectrometry. A method overcoming previous analytical shortcomings was successfully validated to measure (S)-metoprolol plasma concentrations and its CYP2D6-specific metabolite. Its application was later demonstrated in a group of patients from the Montreal Heart Institute (MHI) Hospital Cohort. Then, the third project presents the conduct of the LEVEL-PGx study (LEVEraging Large observational cohort studies to identify pharmacogenetic determinants of drug dosing: A proof-of-concept study in the Montreal Heart Institute Hospital Cohort). The study implicated a sample of >1000 selected patients selected from the MHI Hospital Cohort, along with the genotyping of CYP2D6, and the quantification of racemic metoprolol and its CYP2D6-specific metabolite in samples from the MHI Biobank. A single, random sample per patient was used. Multivariable modeling validated the concept that large observational cohorts collecting biospecimens could be utilized to identify PGx associations of drug concentrations with genome-wide significance. Further analyses in our cohort indicated that the tested PGx associations influenced resting heart rate and metoprolol daily drug dosage across CYP2D6 phenotypes and for single genetic determinants, regardless of interfering comedications. However, such PGx associations with clinical parameters could not achieve genome-wide significance. In summary, the body of work presented in this thesis suggested that, using a previously validated PGx association, the identification of novel genetic determinants predictive of drug concentrations and dosage could be discovered and identified at the genome-wide level with large observational cohorts. These approaches would help develop more accurate predictive models of drug exposure and response, which could favor PGx discoveries and the translational potential of a personalized approach to treatments according to a patient’s genetic profile.

Réalisé en cotutelle avec le Dr James G Martin de l'Université McGill (Meakins-Christie laboratories) / L’asthme chez l’homme et le souffle chez le cheval sont des maladies inflammatoires chroniques des voies respiratoires partageant plusieurs caractéristiques physiopathologiques dont la bronchoconstriction réversible, l’inflammation des voies respiratoires inférieures, l’hyperréactivité bronchique et le remodelage tissulaire. Les phénotypes cliniques d’asthme se caractérisent en partie selon le type d’inflammation affectant les voies respiratoires et la présence ou non d’allergie. Le souffle chez le cheval s’avère être un modèle adapté pour l’étude des mécanismes impliqués dans l’asthme neutrophilique, lesquels demeurent particulièrement mal compris, en contraste avec ceux associés avec l’asthme éosinophilique. La réponse immunologique sous-jacente au souffle implique entre autres l’expression de cytokines de type Th2, suggestives d’une réponse allergique (immunité acquise). La poussière environnementale qui provoque les symptômes du souffle contient également des agents non-spécifiques dérivés de bactéries, champignons et moisissures, susceptibles d’activer des mécanismes immunitaires innés chez les chevaux atteints du souffle. Nous avons étudié le rôle des neutrophiles dans l’inflammation associée à la réponse innée et acquise chez le cheval atteint du souffle. Dans un premier temps, l’effet de produits dérivés de bactéries sur l’activation des neutrophiles sanguins provenant de chevaux normaux et atteints de souffle a été étudié dans le but d’évaluer la contribution de la réponse innée dans la physiopathologie du souffle. Nous avons évalué l’effet de l’IL-4, une cytokine de type Th2, sur les neutrophiles des deux groupes de chevaux afin d’évaluer de quelle manière le neutrophile peut participer à la réponse acquise associée à la réponse allergique. Finalement, nous avons étudié l’expression des isoformes de l'arginase par les neutrophiles équins car cette enzyme métabolise la L-arginine et est potentiellement impliquée dans le bronchospasme et le remodelage tissulaire associés à l’asthme. Nos résultats suggèrent que les neutrophiles et les mononucléaires sanguins isolés des chevaux atteints du souffle possèdent une réponse inflammatoire exagérée en réponse aux lipopolyssacharides et peptides formylés et surexpriment les cytokines pro-inflammatoires IL-1β, TNF et IL-8. Cette réponse innée aberrante est associée à une inflammation systémique caractérisée par des concentrations sériques élevées de TNF chez les chevaux atteints du souffle en période de rémission clinique. De plus, nos résultats montrent que l’IL-4 active le neutrophile équin et favorise son chimiotactisme de manière autocrine. L’IL-4 induit un phénotype d’activation typique dans le neutrophile équin, caractérisé par l’expression accrue des cytokines pro-inflammatoires (IL-8 et TNF) ainsi que de récepteurs potentiellement impliqués dans la réponse allergique (IL-4Rα et CD23). Enfin, nous montrons que que l’arginase 1 n’est pas un marqueur de l’activation des neutrophiles équins par l’IL-4, mais que ces cellules expriment constitutivement l’isoforme 2 fonctionnelle de l’arginase. La surrégulation des deux isoformes au niveau des poumons périphériques semble être associée à la pathologie du souffle, ce qui est en accord avec les modèles d’asthme chez la souris, le rat et le cobaye. L'ensemble de ces travaux suggère que les neutrophiles sont des cellules effectrices importantes de la réponse innée et acquise dans la pathophysiologie du souffle, un modèle naturel d’asthme neutrophilique. / Human asthma and equine heaves are chronic pulmonary diseases sharing several pathophysiological properties including lower airway inflammation, reversible bronchoconstriction, bronchial hyperresponsiveness, and tissue remodeling. Clinical phenotypes of asthma are characterized in part by the inflammatory cell populations infiltrating the airways, and the presence or absence of allergy. Heaves is a suitable animal model for the study of the poorly defined pathophysiological processes leading to airway neutrophilia. The immune response in heaves involves Th2 cytokine expression, which is, among other features, associated to allergic inflammation (acquired immunity). Environmental dust exposure leading to clinical exacerbation of heaves contains non-specific agents derived from bacteria, molds or fungi which could also activate innate immune responses in heaves affected horses. We studied the role of neutrophils in innate and acquired immune responses in heaves affected-horse. First, innate immune responses of neutrophils isolated from normal and heaves-affected horses to bacterial-derived products were studied. We also assessed the effect of IL-4, a Th2 cytokine, on equine neutrophils isolated from both groups of horses. Finally, we evaluated the arginase isoforms expressed by equine neutrophils as this enzyme that takes part to the L-arginine metabolism and is thought to contribute to bronchospasm and tissue remodeling associated with asthma. Our results suggest that both neutrophils and mononuclear cells from heaves-affected horses, when compared to healthy horses, have an excessive inflammatory response to lipopolyssacharides and formylated peptides characterized by increased IL-1β, IL-8 and TNF expression. This altered innate response was associated with systemic inflammation in asymptomatic susceptible horses as high serum TNF concentrations were detected. Furthermore, we found that equine neutrophils are activated by IL-4 and release neutrophil chemotactic factors in response to this cytokine. IL-4 also induces a distinctive activation phenotype in neutrophils that is characterized by increased expression of the pro-inflammatory cytokines (IL-8 and TNF) and receptors (IL-4Rα and CD23) potentially involved in the allergic response. Finally, we showed that arginase 1 is not a marker of IL-4-activated equine neutrophils although they constitutively express a functionally active isoform 2 of the enzyme. The up-regulation of arginase isoforms in the peripheral lungs of horses with heaves suggests a role for arginase in this model, as it is described in the mouse, rat and guinea pig models. Taken together, this work suggest that neutrophils could play an important role in both innate and acquired immune responses associated with heaves pathophysiology, a natural model of neutrophilic asthma.