Un programme de la méthode des caractéristiques (MOC) à une dimension a été construit pour évaluer le rejet des produits gazeux d’un moteur pulsé par des ondes de détonation. Une comparaison avec des résultats expérimentaux et des simulations numériques à deux dimensions a démontré que les simulations à une dimension sont assez précises. Un algorithme semi-empirique été créé pour modéliser l’accélération d’une flamme de déflagration et ensuite comparé à des resultats expérimentaux. Malgré des résultats prometteurs, ils n’étaient pas suffisamment précis pour permettre la modélisation d’une déflagration à une détonation. Des configurations différentes ont été évaluées avec le code MOC afin de comprendre quels paramètres optimisaient le rejet de gaz. Les paramètres modifiés ont été l’emplacement de l’initiation de la détonation, la vitesse de remplissage, et les remplissages partiels. Chaque configuration a aussi été simulée avec une tuyère à géométrie fixe optimisée et une tuyère à géométrie variable. Les résultats ont démontré que l’impulsion d’un moteur avec une tuyère à géométrie variable augmente d’au plus 15 % en comparaison à un moteur sans tuyère. L’augmentation de l’impulsion d’un moteur avec une tuyère fixe est la moitié de celle d’une tuyère variable avec une diminution correspondante de la poussée moyenne. Pour les conditions initiales du mélange au repos, la différence de l’impulsion pour la détonation directe à la tête et celle de la détonation à la sortie est négligeable. Le temps pour évacuer la chambre était toujours plus court pour des détonations directes à la sortie. Si la vitesse de remplissage augmente, ça devient très avantageux d’amorcer la détonation à la sortie. Ces avantages sont une diminution minimale de l’impulsion spécifique, une augmentation plus grande de la poussée moyenne, un temps de cyclage plus long, et une meilleure performance avec une tuyère fixe. Des simulations avec un remplissage partiel ont démontré qu’ils ne remplacent pas une tuyère pour récuperer les pertes. Pour des tuyères fixes, la longueur de remplissage partielle peut être plus que la moitié de la longueur totale avant que la poussée moyenne commence à diminuer significativement. / A one-dimensional method-of-characteristics (MOC) code was developed to examine the venting of pulse detonation engines. Comparison with experimental results and twodimensional computational fluid dynamics demonstrates that a reasonably accurate level of simulation can be achieved with a single spatial dimension. A semi-empirical, deflagrative, flame-acceleration model was also constructed and compared to experimental results. While the results were promising, they were not sufficiently accurate to allow for modelling of deflagration-to-detonation transition. Several configurations were then examined with the MOC code to determine which parameters optimized the venting of the exhaust gases. The parameters varied were the location of detonation initiation, the filling velocity, and the distribution of reactants (partial fills). Each configuration was also simulated with a practical, fixed-geometry nozzle that was optimized, and a theoretical, variable-geometry nozzle. The results indicate that a variable nozzle increases the impulse by less than 15 % over a configuration with no nozzle. The impulse gain from a fixed nozzle is about half that of a variable nozzle, with a corresponding decrease in average thrust. For quiescent initial conditions, the differences in impulse between detonations initiated at the closed head and the open tail are negligible, although tail-initiated detonations consistently provided faster blow-down times. With increased filling velocity, tail initiated detonations provide several benefits. These include a smaller decrease in specific impulse, a larger increase in average thrust, a longer cycle time, and better performance with a fixed nozzle. Simulations with partial fills showed that they do not replace nozzles in recovering losses. For fixed nozzles, the partial-fill length can be as much as half the total length of the tube before the average thrust begins to decrease significantly.

La transplantation de cellules souches hématopoïétiques (CSH) constitue une avenue thérapeutique potentiellement curative pour plusieurs cancers hématologiques comme la leucémie. L’utilisation d’une thérapie immunosuppressive pour prévenir la maladie du greffon contre l’hôte (GvHD) est un déterminant majeur du succès de la greffe. Malgré tout, cette complication survient chez 25 à 50% des transplantés et est une cause majeure de mortalité. L’optimisation du régime d'immunosuppression est un facteur facilement modifiable qui pourrait améliorer le pronostic des patients. Particulièrement, les polymorphismes du génome du donneur ou du receveur dans les voies pharmacogénomiques des immunosuppresseurs pourraient influencer l’exposition et l’action de ces médicaments, de même que le pronostic du patient. Le profilage de 20 pharmacogènes prioritaires chez des paires de donneurs-receveurs en greffe de CSH a permis d’identifier des variations génétiques liées au risque de la GvHD aiguë. Principalement, le statut génétique du receveur pour les protéines ABCC1 et ABCC2, impliquées dans le transport du méthotrexate (MTX), ainsi que des cibles moléculaires de ce médicament (ATIC et MTHFR) ont été associées au risque de GvHD aiguë. Similairement, le NFATc1, codant pour une cible moléculaire de la cyclosporine, augmentait lui aussi le risque de la maladie. Les porteurs de deux génotypes à risque et plus étaient particulièrement prédisposés à développer cette complication. Par surcroît, le statut génétique du donneur influençait également le pronostic du receveur après la greffe. Entre autres, des allèles protecteurs ont été identifiés dans les voies liées au transport (SLC19A1) et à l’action du MTX (DHFR). Inversement, NFATc2 a été associé à une augmentation du risque de GvHD aiguë. Afin de mieux comprendre les associations observées entre ces marqueurs génétiques et le risque de GvHD aiguë, une étude prospective innovante est en cours chez des greffés de CSH. Cette étude permettra d’étudier comment la génétique du patient ou du donneur peut influencer la pharmacocinétique et la pharmacodynamie des immunosuppresseurs, de même que leurs liens avec la GvHD aiguë. Ces paramètres sont quantifiés grâce à des approches analytiques que nous avons mises au point afin de répondre aux besoins spécifiques et uniques de cette étude. Les approches proposées dans cette thèse sont complémentaires aux méthodes classiques de suivi des immunosuppresseurs et pourraient aider à optimiser la pharmacothérapie du patient. Une meilleure identification des patients à haut risque de GvHD aiguë avant la greffe, basée sur des marqueurs pharmacogénomiques identitaires, pourrait guider le choix de la prophylaxie immunosuppressive, et ainsi améliorer l’issue clinique de la greffe. / Hematopoietic stem cells transplantation (HSCT) is a potentially curative therapy for several hematological cancers such as leukemia. Following transplantation, effective immunosuppression prophylaxis is mandatory to prevent the graft-versus-host disease (GvHD) and improved the clinical outcome. However, GvHD still occurs in 25-50% of transplanted patient and is associated with high mortality rate. Optimization of immunosuppressive therapy is an easily modifiable factor that can improve the prognosis of patient after HSCT. In particular, polymorphisms of recipient and donor in genes with functions related to drugs transport, metabolism and action might influence the exposure and the efficacy of immunosuppressive therapy, and thus the clinical outcome. The evaluation of 20 candidate pharmacogenes in donor-recipient pairs of HSCT identified genetic polymorphisms associated with the risk of GvHD. Recipient genetic status for ABCC1 and ABCC2, related to methotrexate (MTX) transport, as well as polymorphisms in genes encoding molecular targets (ATIC and MTHFR) of this drug, exhibit a remarkable influence on acute GvHD prevalence. Similarly, the cyclosporin molecular target NFATc1 also increases the risk of GvHD. Importantly, the presence of ≥2 of these SNPs was found to be associated with high risk of developing severe grade of acute GvHD. In donor, we identified protective alleles in pathways related to transport (SLC19A1) and action (DHFR) of MTX. Conversely, NFATc2 enhances the risk of acute GvHD. To improve our understanding of the process behind these associations, we have an ongoing prospective study in HSCT. This innovative study will provide the opportunity to evaluate the influence of such genetic markers on the pharmacokinetic and pharmacodynamic of immunosuppressive drugs, as well as their relation with the risk of GvHD. For the specific needs of our study, we have developed two analytical methods based on mass spectrometry. The approaches we proposed in this thesis are complementary to conventional monitoring method and are promising tools to optimize drug therapy in HSCT. Identification of such biomarkers assessed before transplantation can help personalized patient care in order to prevent GvHD and improve survival.

Protocole d'entente entre l'Université Laval et l'Université du Québec à Chicoutimi / Le mémoire présente le temps de réaction simple (TRS) chez les adolescents. Ce projet de recherche s’insère à l’intérieur d’un plus vaste projet de recherche qui visait à décrire l’état de certain déterminant des habiletés motrices, des fonctions exécutives et des paramètres psychologiques chez des adolescents. Peu d’études ont décrit le TRS chez les adolescents sains. Le but de cette recherche était de décrire l’état du TRS chez les adolescents, en fonction de l’âge, du sommeil et du percentile de l’indice de masse corporelle. L’échantillonnage comprenait 226 participants âgés entre 12 à 18 ans. Le test du TRS a été mesuré à partir d’un essai réalisé à l’ordinateur. Aucune différence significative n’a été observée entre les garçons et les filles pour le TRS. En comparant les TRS des participants (adolescents et adolescentes combinés) de deuxième secondaire au TRS des participants de 4e et 5e secondaire par une analyse de variance multivarié suivi par des tests post-hoc de type Tukey-Kramer ceci a permis d’observer des différences significatives (p<0,05). La même observation a été réalisée avec le nombre de rejets obtenus lors du test du TRS entre la 1e et la 5e secondaire. Nos résultats sont en concordance avec les résultats d’autres recherches. Le phénomène de diminution du TRS, au cours de l’adolescence, peut s’expliquer par la maturation du système nerveux (SN). L’analyse des données sur le sommeil, selon une classification en trois groupes (moins de 7h, 7h à 9h et plus de 9h) a permis de déterminer que la majorité des participants rapportent dormir le temps recommandé, soit entre 7 et 9 heures. Aucune corrélation n’a été obtenue entre le TRS et le nombre d’heure de sommeil en effectuant une corrélation linéaire de Pearson. La littérature abonde concernant l’impact de l’indice de masse corporelle (IMC) sur le temps de réaction. Nos résultats n’ont pas permis d’appuyer la littérature existante car aucune corrélation n’a été obtenue entre l’IMC et le TRS chez nos adolescents en effectuant une corrélation linéaire de Pearson. Le phénomène de diminution du TRS, au cours de l’adolescence, peut s’expliquer par la maturation du SN. D’autres études seront nécessaires pour valider l’absence de lien entre le TRS et le sommeil ainsi que l’IMC. / 349242\u Résumé en anglais / 349243\u Résumé en espagnol

La « Polymerase Chain Reaction» (PCR) est une technologie moléculaire qui se veut performante pour détecter les entérocoques résistants à la vancomycine (ERV) en contexte hospitalier. La traduction de cette technologie dans les pratiques professionnelles des acteurs est conceptualisée comme un processus d’adaptation et d’ajustements des rôles entre la technologie et le milieu hospitalier. Par souci de mieux comprendre la traduction de la nouvelle technologie de dépistage PCR dans les pratiques professionnelles de prévention et contrôle des infections à ERV, d’apprécier son degré de performance technologique et ses implications sur la prise en charge des cas à ERV, cette étude visait trois objectifs : 1) comprendre l’implication des différents acteurs dans le processus d’adoption de la technologie; 2) comprendre les processus de changement dans les pratiques professionnelles en PCIN vécus par tous les acteurs concernés après l’adoption de la technologie; et 3) apprécier le degré de performance (sensibilité, spécificité et valeurs prédictives positives et négatives) de la technologie PCR et ses implications sur la prise en charge des cas à ERV. Une étude de cas unique en deux volets combinant des méthodes qualitatives et quantitatives a été réalisée. Pour le premier volet qui couvre les deux premiers objectifs, deux sources de données qualitatives ont été privilégiées : 1) entrevues individuelles auprès de cinq groupes d’acteurs impliqués dans l’adoption et l’implantation de la PCR-ERV (n = 28); 2) sources documentaires (n = 33). Une analyse de contenu a été menée. Pour le second volet qui couvre le troisième objectif, des résultats microbiologiques issus des bases de données de laboratoire des trois installations de l’établissement à l’étude sur les cas ERV dépistés par PCR et par culture ont été recueillis. Des analyses descriptives statistiques ont été effectuées afin d’évaluer les quatre indicateurs de performance de la PCR par rapport à la technique de référence, soit la culture pour la détection des ERV. Des données qualitatives provenant des entrevues et des sources documentaires mobilisées pour le premier volet ont permis de contextualiser ces résultats. Une triangulation des inférences qualitatives et quantitatives a été réalisée explicitant l’implication de la PCR sur la prise en charge des cas à ERV. Les résultats de notre étude révèlent que la traduction d’une technologie dans les pratiques, particulièrement dans le contexte de la PCIN, est le résultat de cinq dimensions interdépendantes : 1) l’implication d’un réseau d’acteurs plus large; 2) l’évaluation de la technologie et des pratiques entourant sa mise en œuvre utilisée comme stratégie d’intéressement; 3) les ajustements des rôles et responsabilités; 4) les mécanismes de communication / collaboration / interaction; et 5) la préparation au changement. Outre la compréhension profonde du processus de traduction de la PCR-ERV dans les pratiques professionnelles, nos résultats révèlent que la PCR-ERV représente un outil complémentaire de prévention et contrôle important à l’échelle d’un établissement. En dépit de ses limites de détection des cas à ERV vrais positifs, la PCR-ERV représente un intérêt pour sa capacité à améliorer la prise en charge des vrais négatifs en réduisant la mise en place des mesures de prévention et contrôle non requises. La PCR-ERV s’est montrée aussi prometteuse en complément à la culture permettant ainsi une prise en charge requise et dans les meilleurs délais des cas suspects et des contacts étroits. En conclusion, la nouvelle technologie adoptée comme une solution à la problématique des éclosions à ERV, avec ses implications sur la prise en charge des cas à ERV, a modulé les activités quotidiennes de nombreux acteurs afin de gérer le problème récurrent des infections à ERV dans l’établissement en question. Mots clés : Adoption, traduction, Translating infection prevention into practice – Théorie de l’acteur-réseau (TRIP-TAR), technologie de dépistage, infections nosocomiales, étude de cas, performance. / The translating technology, the "Polymerase chain reaction" (PCR), a molecular technology promising performance in the detection of vancomycin resistant enterococcus (VRE) bacteria, is conceptualized as an adaptation process and adjustment of roles as well between the technology and the hospital setting. For the sake of better understanding the translation of PCR in infection prevention and control (IPC) professional practices and to assess the technology performance and its outcomes on VRE , three objectives were defined: 1) understand who was involved in the adoption process of the PCR technology; 2) understand the changes in IPC professionnal practices experienced by a network of actors; and 3) assess the performance (sensitivity, specificity, positive and negative predictive values) of PCR and its implication on the management of VRE cases. A single case study in two parts combining qualitative and quantitative methods was conducted. For the first part, which covers the first two objectives, the complete dataset comprised semi-structured interviews with five groups of actors involved in the adoption and implementation of PCR-VRE (n = 28) and a review of hospital and external documents (n = 33). A content analysis was performed. As for the second part, which covers the third objective, the complete dataset comprised administrative data extraction on VRE cases detected by PCR and culture from January 2012 to October 2013 in the laboratories of the three settings being studied. Descriptive statistical analyzes were performed to document the sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values of the PCR in detecting VRE cases in comparison to the gold standard technique – the culture. Qualitative data from interviews and documents used for the first part allowed the contextualisation of these results. A triangulation of qualitative and quantitative inferences was performed explaining the implication of PCR on the management of VRE cases. Our findings showed that translating technology into practices, especially in the context of IPC depend on five interrelated dimensions, including: 1) the involvement of a wider actor-network, 2) evaluation used as an interessment strategy, 3) adjustments of roles and responsibilities, 4) improvement of communication / collaboration / interaction mechanisms, and 5) the preparation to change. In addition to a better understanding of a whole process, our findings highligthed that the PCR is an important complementary measure to consider in detecting VRE cases. Despite its limits in detecting true positive VRE cases, PCR is of interest for its performance in detecting and handling of true negative VRE cases by reducing the implementation of unnecessary prevention and control measures. PCR-VRE has been as promising in complement to the culture technique enabling a useful and prompt detection of suspects and close contacts. The PCR technology adopted as an innovative solution to the problem of VRE outbreaks, with its implications on the management of VRE cases, has modulated the practices of many actors in order to manage the recurrent problem of VRE in the health care orgnisation being studied. Key words: Adoption, translation, Translating infection prevention into practice – Actor-network theory (TRIP-ANT), nosocomial infections, screening technology, case study, performance.

Les travaux effectués au cours de ce mémoire ont permis de développer une alternative aux vaccins présentement utilisés contre le virus de l’influenza. Nous avons utilisé la nucléoprotéine (NP) de l’influenza comme base vaccinale puisque cette protéine est conservée chez les souches d’influenza A et qu’elle possède un potentiel de protection croisée. Nous avons montré que la multimérisation de la NP grâce à un gabarit d’ARN permet d’augmenter son immunogenicité. Cette multimérisation en pseudo-nucléoparticule virale (NLP) a augmenté la réponse humorale et cellulaire spécifique à NP et l’ajout d’un adjuvant (PAL) a permis d’amplifier davantage la réponse humorale contre NP. Une dose du vaccin candidat NLP-PAL n’a pas réussi à protéger des souris contre une infection létale avec une souche homotypique d’influenza. Cependant, des résultats avec un régime de deux immunisations montrent des résultats encourageants qui permettent d’espérer une protection envers une infection virale. / The emergence of the highly pathogenic H5N1 avian influenza and the pandemic of 2009 have pushed scientists to find novel vaccinations strategies such as directing the immune response towards the internal proteins of the influenza. In this study, we have used recombinant nucleoprotein (rNP) as a vaccine basis since it is well conserved among the influenza A strains and it can confer cross-protection. To enhance the low immunogenicity of the rNP, we multimerized it using synthetic RNA as a scaffold to form Nucleocapsid-like-particles (NLP). The multimerization increased the cellular and humoral immunogenicity of NP and addition of the PAL adjuvant increased it even further. The NLP-PAL candidate vaccine was not able to fully protect mice from a lethal challenge after one immunization. A prime-boost immunization increased the humoral and cellular response but further experiments are needed to see if the prime-boost strategy can protect against a lethal influenza challenge.

La présente thèse visait à évaluer la relation entre l’insomnie, le fonctionnement immunitaire et l’occurrence d’épisodes infectieux chez des patients atteints de cancer. Dans la première étude, le but consistait à évaluer la relation entre l’insomnie et l’occurrence d’épisodes infectieux chez près de 1000 patients atteints de divers types de cancer ayant participé à une étude épidémiologique plus large réalisée par notre équipe de recherche. Dans cette étude, les patients ont complété des mesures lors de la période péri-opératoire ainsi que 2, 6, 10, 14 et 18 mois plus tard. Les résultats ont indiqué que les patients souffrant d’un syndrome d’insomnie avaient un risque accru de développer un épisode d’infection au temps de mesure subséquent, comparativement aux bons dormeurs. Ce risque était également plus élevé, quoique de moindre importance, chez des patients rapportant des symptômes d’insomnie, comparativement aux bons dormeurs. Une fois l’anxiété et la dépression incluses comme covariables dans le modèle statistique, seule la présence d’un syndrome d’insomnie demeurait significativement associée à l’accroissement du risque infectieux. Quant à la deuxième étude, menée chez des patientes traitées en chimiothérapie pour un cancer du sein ou gynécologique, son but était de documenter l’évolution du sommeil avant, pendant et après des traitements de chimiothérapie, et d’évaluer la relation entre l’insomnie, le fonctionnement immunitaire et l’occurrence d’épisodes infectieux. Pour ce faire, un échantillon de 52 patientes a été recruté. Celles-ci ont complété des mesures avant l’initiation des traitements de chimiothérapie, à 4 moments en cours de traitement (phases d’immunosuppression et de récupération pour les deux premiers cycles de chimiothérapie), après la fin des traitements et lors de deux suivis 3 et 6 mois plus tard. Les résultats ont indiqué que l’ensemble des participantes, sans égard à leur statut d’insomnie au niveau de base, présentaient un accroissement des difficultés de sommeil pendant la chimiothérapie, suivi d’un retour progressif vers la qualité de sommeil initiale suite à la fin des traitements. Concernant la relation entre l’insomnie, le fonctionnement immunitaire et l’occurrence d’infections, il est ressorti que les patientes souffrant d’un syndrome d’insomnie au niveau de base présentaient significativement plus d’altérations immunitaires que les deux autres groupes à différents moments, notamment lors de la période suivant la fin des traitements. Les résultats ont également suggéré que les participantes ayant un syndrome d’insomnie au niveau de base étaient plus à risque de rapporter des symptômes infectieux en cours de chimiothérapie. Les résultats de la présente thèse suggèrent ainsi que le fait de souffrir de difficultés de sommeil, en particulier d’un syndrome d’insomnie, caractérisé par des difficultés plus sévères et plus persistantes, pourrait accroître le risque de vivre des altérations immunitaires et de rapporter des infections pendant la trajectoire de soins oncologiques. Bien que ces résultats nécessitent d’être répliqués, ils témoignent de la nécessité de détecter et traiter les difficultés de sommeil chez les patients atteints de cancer, considérant l’impact éventuel de ces dernières sur leur qualité de vie et leur santé.

Les Campylobacter spp. représentent la plus grande cause de diarrhée bactérienne à travers le monde avec un coût économique élevé. Les méthodes phénotypiques utilisées au laboratoire de microbiologie médicale sont longues, ne différencient que Campylobacter jejuni des autres Campylobacter spp. et ne distinguent pas entre elles les deux sous-espèces de Campylobacter jejuni. Le développement de tests moléculaires capables de pallier à ces déficiences est donc important dans une perspective épidémiologique. Ce travail de recherche avait pour but de développer un essai PCR multiplex tuf-napA pour l’identification de Campylobacter jejuni au niveau de ses deux sous-espèces et de Campylobacter coli. Ce multiplex a ensuite été appliqué aux isolats de Campylobacter spp. du CHUL au CHUQ pour la période d’étude de janvier 2007 à janvier 2010 afin de définir l’épidémiologie moléculaire à l’hôpital. La capacité du gène tuf à servir comme gène cible pour discriminer les Campylobacter spp. a été établie ici pour la première fois. / Campylobacter spp. are the leading cause of bacterial diarrhea worldwide with a high economic cost. The phenotypic methods used in medical microbiology laboratories are time-consuming, differentiate only Campylobacter jejuni from other Campylobacter spp. and do not distinguish between the two subspecies of Campylobacter jejuni. The development of molecular tests able to overcome these deficiencies is important from an epidemiological perspective. This research concentrates on the development of a PCR assay tuf-napA multiplex for the identification of Campylobacter jejuni at the level of its two sub-species as well as Campylobacter coli. This multiplex was then applied to Campylobacter spp. isolates at the CHUL of CHUQ for the study period from January 2007 to January 2010 to define the molecular epidemiology in the hospital. The ability of tuf gene to serve as target gene for discriminating Campylobacter spp. was established here for the first time.

Mitochondria are intracellular organelles in control of numerous biological functions (e.g.,from energy supply to steroidogenesis and programmed cell death by apoptosis). Evolutively, mitochondria are considered as derived from the endosymbiosis between an α-proteobacterium and a primitive eukaryotic cell. Due to its origin, the organelle displays prokaryotic motifs such as a circular double-stranded hypomethylated DNA (i.e., mtDNA) and N-formylated peptides. Intact or damaged mitochondria, as well as mitochondrial components may be extruded in the extracellular space upon cell activation or death. These features, as well as several biomolecules localized within the mitochondrion (e.g.,ATP, cytochrome C) are able to be recognized by the innate immune system as mitochondrial damage-associated molecular patterns, thus eliciting a proinflammatory response. A humoral immune response comprising anti-mitochondrial antibodies (AMA) is also described in various autoimmune conditions, such as AMA-M2 in primary biliary cirrhosis (i.e., PBC). Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by the alternance of flares and phases of remission, due to the deposition of antibody-antigen scaffolds (i.e., immune complexes) within tissues, leading to various clinical manifestations (e.g., neuropsychiatric, hematological or dermatological disorders). The antiphospholipid syndrome (i.e., APS) is an autoimmune disease, with thromboembolic and/or obstetrical manifestations, that can either be found alone or along with SLE. While the immunogenicity of cardiolipin (i.e., a phospholipid uniquely synthetized by mitochondria In humans) is well described in SLE and APS (i.e., anticardiolipins), mitochondrial proteins targeted by autoantibodies are still poorly known. The present doctoral thesis follows my masters' project during which I developed ELISAs allowing for the detection of AMA targeting intact mitochondria (i.e., AwMA) or mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. The present project aims aims to characterize the mitochondrial immunogenicity in SLE and APS. The University of Toronto Lupus Clinic cohort comprise sera from patients with SLE or APS (n=175 and n=12 respectively). AwMA and AmtDNA levels were assessed in these samples, as well as in sera from healthy volunteers (n=43) or patients with PBC (n=12). I observed that all patients had increased AwMA, compared to healthy individuals. AmtDNA were only increased in SLE patients and were associated with increased past reports of lupus nephritis (p=0.01). These results were published in March 2019 in Scientific Reports². During the acquisition of these data, I observed that patients' sera also presented immunoreactivity against mitochondrial RNA (i.e., mtRNA). I thus adapted my assays to detect autoantibodies against mtRNA (i.e., AmtRNA), and assessed their levels in sera from patients includes in the systemic autoimmune rheumatic disease biobank and data repository (i.e., SARD-BDB. Healthy:n=30, SLE:n=87). AmtRNA were significantly elevated in SLE (IgG: p<0.0001, IgM:p=0.0493). Surprisingly, AmtRNA-IgG were associated with decreased reports of past lupus nephritis (p=0.03) and carotid plaque (p=0.04). This study was published in Frontiers in Immunology in May 2019³. As each AMA assessed displayed biostatistical associations with antiphospholipids, I replicated these protocols, using sera from patients with APS, included in the SARD-BDB (n=27). AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) and AmtDNA-IgM were increased in APS (p=0.009). However, only AmtDNA-IgM were associated with reports of arterial thromboses (p=0.047). This pilot study was published in Lupus in August 2020⁴. In a a recent study, accepted in Arthritis & Rheumatology in January 2022⁵, we identified by mass spectrometry 1345 proteins associated with AwMA, 431 of with were assigned to the mitochondrial proteome. These results allowed to identify two candidates: C1qBP and Mfn-1. IgGs to C1qBP were increased in (p=0.0167) and associated with positivity to the lupus anticoagulant (p=0.049) in SLE. IgGs against Mfn-1 are interesting candidates for the prediction of the disease (p=0.0052) and are associated with positivity to antiphospholipids (p=0.011) and antibodies against double-stranded DNA (p = 0.0005). These results highlight the immunogenicity of the organelle in SLE and APS. Mitochondrial antigens are interesting candidates for the development of novel clinical assays allowing improved prognosis, diagnosis, or disease stratification, ultimately contributing to the improvement of medical care for people with autoimmune conditions. / Les mitochondries sont des organelles intracellulaires considérées comme issues de l'endosymbiose entre une α-protéobactérie et une cellule eucaryote primitive. L'organelle exprime ainsi des motifs moléculaires en lien avec son origine procaryote tels qu'un ADN hypométhylés (i.e., mtDNA) ou des peptides N-formylés. Des mitochondries ou bien des composantes mitochondriales pourront être libérées dans le milieu extracellulaire lors de différents évènements d'activation ou de mort cellulaire. Ces caractéristiques ainsi que certaines biomolécules, spécifiquement localisées dans la mitochondrie (e.g.,ATP, cytochrome C) auront la capacité d'être reconnues comme des motifs de dangers et de stimuler une réponse proinflammatoire de la part des cellules du système immunitaire inné. Une réponse humorale constituée d'anticorps anti-mitochondriaux (AMA) est connue dans différents troubles auto-immuns tels que les AMA-M2 dans la cirrhose biliaire primitive (PBC). Le lupus érythémateux disséminé (SLE) est une maladie auto-immune caractérisée par une succession de phases d'exacerbation et de rémission dues au dépôt d'enchevêtrements d'autoanticorps et de leurs antigènes dans les tissus, aboutissant à une grande variété de manifestations cliniques (e.g.,manifestations neuropsychiatriques, hématologiques, dermatologiques). Le syndrome des antiphospholipides (APS) est une maladie qui peut être distincte ou associée au SLE et présente des manifestations thromboemboliques et/ou obstétriques. Bien que l'immunogénicité de la cardiolipine (i.e., phospholipide uniquement synthétisée dans la mitochondrie chez l'humain) soit connue dans le cadre du SLE et de l'APS (i.e., anticardiolipines), l'antigénicité des protéines mitochondriales reste encore méconnue. Cette thèse de doctorat fait suite à mes travaux de maîtrise au cours desquels, j'ai développé des ELISAs permettant de mesurer des niveaux des IgGs dirigés contre les mitochondries intactes (i.e., AwMA) et le mtDNA (i.e., AmtDNA)¹. Mon projet de thèse vise à caractériser l'immunogénicité mitochondriale dans l'auto-immunité. La cohorte de la University of Toronto Lupus Clinic regroupe des échantillons d'échantillons de séra de patients souffrant de SLE ou d'APS (n=175 et n=12, respectivement). Les AwMA, et AmtDNA ont été mesurés au sein de ces échantillons ainsi que d'échantillons de volontaires sains (n=43) et de donneurs souffrant de PBC (n=12). Les patients souffrant des trois conditions présentaient une augmentation significative des AwMA par rapport aux contrôles sains. Les AmtDNA, uniquement augmentés chez les patients SLE (p=0.0004) ont été associés à des antécédents accrus de néphrite lupique (p=0.01). Ces résultats ont été publiés en mars 2019 dans le journal Scientific Reports² . Durant ces mesures, j'ai observé que les séra de patients présentaient aussi une immunoréactivité dirigée contre l'ARN mitochondrial (mtRNA). J'ai, par la suite, adapté mes tests pour détecter les AMA dirigés contre le mtRNA (i.e., AmtRNA) et les ai mesurés à l'aide de séra inclus dans la cohorte des maladies rhumatismales auto-immunes systémiques (MRAS. Sains:n=30, SLE:n=87). Les d'AmtRNA sont significativement élevés dans le SLE (IgG:p<0.0001 , IgM:p=0.0493). De façon surprenante, les AmtRNA-IgG sont associés avec des historiques réduits de néphrite lupique (p=0.03) et de plaque carotidienne (p=0.04). Ces travaux ont été publiés dans le journal Frontiers in Immunology en mai 2019³. L'ensemble des AMA mesurés présentant des associations biostatistiques avec différents anticorps antiphospholipides. J'ai répliqué mon protocole sur des échantillons de patients souffrant d'APS, inclus dans la cohorte MRAS (n=27). Les AmtRNA (IgG:p=0.0005, IgM:p=0.01) et les AmtDNA-IgM sont augmentés dans l'APS (p=0.009). Seuls les AmtRNA-IgM sont associées avec une diminution des antécédents de thromboses artérielles (p=0.047). Ce projet a fait l'objet d'un article, publié dans Lupus en aout 2020⁴. Dans une autre étude, acceptée dans le journal Arthritis & Rheumatology en janvier 2022⁵, nous avons identifié, par spectrométrie de masse, 1345 protéines associées aux AwMA dont 431 sont associées avec le protéome mitochondrial. Ces résultats m'ont permis d'identifier deux candidats d'intérêts : C1qBP et Mfn-1. Les anti-C1qBP sont significativement augmentés chez les patients lupiques (p=0.0167) et sont associés avec la positivité pour l'anticoagulant lupique (p=0.049). Les anti-Mfn1 constituent de potentiels candidats pour prédire la maladie (p=0.0052). Ils sont, par ailleurs, associés avec la positivité aux antiphospholipides (p=0.011) et aux anti-ADN double brins (p=0.0005). Ces résultats soulignent l'immunogénicité de la mitochondrie dans le SLE et l'APS. Les AMA et leurs cibles constituent de nouvelles avenues d'intérêt dans la mise au point de nouveaux tests cliniques permettant le diagnostic, le pronostic ou la classification de la maladie afin d'améliorer la prise en charge des patients lupiques.

Pour les patients souffrant d'insuffisance rénale terminale, le meilleur traitement est la greffe d'un rein. À la suite de cette greffe, les patients prennent des immunosuppresseurs afin de diminuer les risques de rejeter le greffon. Le but de la prise de ces médicaments est de bloquer les réponses immunitaires pouvant se développer contre le greffon et causer le rejet, soit cellulaire (médié par les lymphocytes T) ou humoral (médié par les anticorps). Cependant, les immunosuppresseurs empêchent aussi le système immunitaire des transplantés de répondre si une infection (virale, bactérienne, fongique, etc.) survient. L'infection au polyomavirus BK est particulièrement observée chez les transplantés rénaux. Alors que certains patients réussissent à éliminer l'infection au virus BK lorsque l'immunosuppression est diminuée, d'autres patients n'y parviennent pas. Mon hypothèse est que la réponse immunitaire des transplantés rénaux aux prises avec une infection à virus BK persistante diffère de la réponse de patients répondeurs au virus BK. Plus spécifiquement, je postule que la réponse contre le virus BK de patients qui se débarrassent de l'infection implique majoritairement le phénotype Th1. De plus, je spécule que la réponse immunitaire de ce type de patients ressemble à celle de sujets sains (HC). Afin de vérifier cette hypothèse, j'ai mis en culture des cellules (PBMCs) de patients ou de sujets sains en présence de peptides du virus BK. Tout d'abord, après une culture cellulaire de 10 jours, les patients persistants et répondeurs présentaient une activation similaire de leurs lymphocytes Th1 en réponse au virus BK. Ensuite, les lymphocytes T folliculaires circulants des transplantés rénaux avec une virémie persistante étaient moins activés à la suite des différentes stimulations. Finalement, les lymphocytes T CD8+ des patients éliminant le virus BK s'activaient (expression de CD69 augmentée) davantage que ceux de patients avec une virémie persistante. En conclusion, bien que nous n'ayons pas validé notre hypothèse, l'activation différente des cellules Tfh et des lymphocytes T CD8+ pourrait aider à distinguer les patients avec virémie persistante des patients éliminant l'infection à virus BK. / For patients suffering from end-stage renal disease, the best treatment is a kidney transplant. Following this transplant, patients take immunosuppressants to reduce the risk of rejecting the graft. Taking these medications blocks the immune responses that can develop against the graft and cause rejection, either cellular (mediated by T lymphocytes) or humoral (mediated by antibodies). However, immunosuppressants also prevent the immune system of transplant recipients from responding if an infection (viral, bacterial, fungal, etc.) occurs. BK polyomavirus infection is particularly observed in kidney transplant recipients. While some patients successfully clear BK virus infection when immunosuppression is reduced, others do not. I hypothesize that the immune response of kidney transplant recipients with persistent BK virus infection differs from the response of BK virus responders. More specifically, I postulate that the response against the BK virus in patients who clear the infection mainly involves the Th1 phenotype. Furthermore, I speculate that the immune response of this type of patients resembles that of healthy controls (HC). To verify this hypothesis, I cultured cells (PBMCs) from patients or healthy subjects in the presence of BK virus peptides. First, after 10 days of cell culture, persistent and responder patients showed similar activation of their Th1 lymphocytes in response to the BK virus. Second, circulating follicular T lymphocytes of kidney transplant recipients with persistent viremia were less activated following different stimulations. Finally, the CD8+ T lymphocytes of patients eliminating the BK virus become activated (increased CD69 expression) more than those of patients with persistent viremia. In conclusion, although we have not validated our hypothesis, the different activation of Tfh cells and CD8+ T lymphocytes could help distinguish patients with persistent viremia from patients clearing BK virus infection.

Nous avons mis en évidence l'efficacité des sels de bismuth(III) comme catalyseurs de la réaction de Mannich. Nous avons d'abord étudié la version à trois composantes de la réaction de Mannich dans laquelle réagissent un aldéhyde, une aminé et un énolate silylé. Parmi les différents sels de bismuth(III) étudiés, le triflate de bismuth s'est montré particulièrement efficace. Une vaste gamme de p-aminocétones et de P-aminoesters ont été préparés par cette méthode dans des conditions réactionnelles douces avec une faible charge catalytique (1-2 mol % du sel de bismuth(HI)). Nous avons également rapporté la première version catalytique de la réaction de Mannich entre des A/-alkoxycarbonylaminosulfones et des énolates silylés. La méthode développée tire parti de conditions réactionnelles douces et d'un processus hautement catalytique. En effet, seulement 0,5 mol % de triflate de bismuth est nécessaire pour une catalyse efficace de la réaction. Cette version de la réaction de Mannich permet d'obtenir des composés Paminocarbonylés protégés par un groupement Cbz. Plus récemment, nous avons montré que le triflate de bismuth catalyse la réaction de Mannich à trois composantes dans l'eau, comme alternative aux solvants organiques classiques. Nous avons développé une réaction dans laquelle les éthers d'énols silylés habituels ont été remplacés par les cétones correspondantes, éliminant ainsi une étape de synthèse. Cette réaction de Mannich en conditions directes s'inscrit particulièrement bien dans la philosophie d'économie d'atomes et de respect de l'environnement. Nous avons également étudié la réaction d'homoMannich, qui consiste en l'addition d'un homoénolate sur une imine. Des acétals silylés de cyclopropanones, qui sont des précurseurs d'homoénolates, sont mis en réaction avec différentes imines en présence d'un sel de bismuth(III) pour conduire aux y-aminoesters correspondants avec de bons rendements. La méthodologie développée au laboratoire a aussi été appliquée à une tentative de synthèse totale de la (±)-pumiliotoxine C. Cet alcaloïde naturel comporte un système bicyclique de type décahydroquinoline qui peut être élaboré à partir d'une réaction de Mannich. Finalement, la synthèse énantiosélective de composés p et y-aminocarbonylés via des sels de bismuth chiraux a été explorée. Nous avons étudié les réactions de Mannich et d'homo-Mannich avec différents ligands chiraux de type diol en solvant organique ainsi qu'en conditions aqueuses. / We evidenced the efficiency of bismtuh(III) salts as catalysts in the Marinich reaction. We first investigated the one-pot version of this reaction in which an aldehyde, an amine and a silyl enol ether were reacted together. Among the various bismuth(III) salts investigated, bismuth triflate proved to be very effective. A large array of P-amino ketones and P-amino esters were prepared under mild reaction conditions, and with low catalyst loading (1-2 mol % of bismuth(HI) salt). We also reported the first catalytic Mannich reaction of TV-alkoxycarbonylaminosulfones with silyl enolates. As an improvement over other methods, mild reaction conditions and highly catalytic process are reached. Indeed, 0.5 mol % bismuth triflate efficiently catalyzes this reaction. The described method allows a quick access to Cbz-protected (3-amino carbonyl compounds. More recently, we shown that bismuth triflate catalyzes the one-pot Mannich reaction using water as an alternative to classical organic solvents. In this reaction, the silyl enol ethers were replaced by the corresponding ketones, decreasing the number of synthetic steps. This direct Mannich reaction is particularly interesting from an atom economy viewpoint and has the advantage to use water as an environmentally benign solvent. We also studied the homo-Mannich reaction, which involves the addition of a homoenolate to an imine. Cyclopropanone silyl acetals, which are homoenolate precursors, were reacted with various imines in the presence of bismuth(III) salts to afford the corresponding y-amino esters in good yields. Our methodology was tentatively applied to the total synthesis of (±)-pumiliotoxin C. This natural alkaloid contains a decahydroquinolin core structure, which can be elaborated from a Mannich reaction. Finally, enantioselective synthesis of |3 and y-amino carbonyl compounds via chiral bismuth(III) salts was examined. We studied both the Mannich and homo-Mannich reactions with different diol-derived chiral ligands in organic solvents as well as under aqueous conditions.