Cette thèse se concentre sur le calcul des résistances thermique de contact dans plusieurs systèmes moléculaires à base de nanotubes de carbone (NTCs) et de quelques couches de graphène (QCG). Ce travail a été réalisé en utilisant la méthode de simulation par dynamique moléculaire à l’équilibre (DME). Nous avons utilisé la méthode basée sur les fluctuations de la différence de température dans nos simulations de DME. Cette méthode ne nécessite que l’entrée des températures des sous-systèmes quand le flux thermique, qui intervient dans toutes les autres approches, reste plus difficile à calculer en terme de durée de simulation et d’algorithme. Premièrement, trois cas ont été étudiés pour valider cette méthode : (i) des super-réseaux Si/Ge ; (ii) des nanofils de SiC de plusieurs diamètres ; et (iii) QCGs. La validité de la méthode par fluctuation de la différence de température est démontrée par des simulations de dynamique moléculaire à l’équilibre et hors-équilibre. Ensuite, avec cette méthode, nous montrons qu’un polymère fonctionnalisé azoture (HLK5) a une plus faible résistance de contact avec un NTC que la résistance entre un NTC et un PEMA, car HLK5 forme des liaisons covalentes (C-N bonds) avec un NTC par le groupement azoture de sa queue, quand seul de faibles interactions de van der Waals existent dans le cas d’un contact NTC-PEMA. Les données de nos simulations de DME concordent raisonnablement avec les résultats expérimentaux. Nous rapportons ensuite la résistance thermique de contact entre QCG et un substrat de SiO2, qui peut être contrôlée par le nombre de couches de graphène. Avec l’avantage d’une interface résistante, nous montrons que des super-réseaux SiO2/QCG ont une conductivité thermique descendant sous 0.30 W/mK, ce qui est une perspective prometteuse pour l’isolation thermique à l’échelle du nanomètre. Dans la dernière partie, nous recherchons la dépendance de la résistance thermique inter-plan avec le nombre de couches de graphène pour des QCG suspendus ou supportés. Nous montrons que la présence d’un substrat de dioxyde de silicium peut significativement réduire les résistances inter-plan de QCG possédant peu de couches de graphène, et la conductivité thermique effective est augmentée en accord. Le modèle de Frenkel-Kontorova a été introduit pour expliquer les bandes interdites induites par le substrat dans la relation de dispersion de QCG et le transfert d’énergie thermique correspondant. L’augmentation de la conduction thermique inter-plan est attribuée au rayonnement de phonons à l’interface QCG-substrat, qui redistribue l’énergie se propageant dans le plan du QCG en énergie dans la direction inter-plan et dans le substrat. / This thesis is devoted to the calculation of thermal contact resistance in various molecular systems based on carbon nanotubes (CNTs) and few layer graphene (FLG). This work has been performed through equilibrium molecular dynamics (EMD) simulations. We adopted the temperature difference fluctuations method in our EMD calculations. This method only needs the input of the temperatures of the subsystems whereas the heat flux, which is involved in all the other approaches, remains more difficult to compute in terms of simulation time and algorithm. Firstly, three cases were studied to validate this method, namely: (i) Si/Ge superlattices; (ii) diameter modulated SiC nanowires; and (iii) few-layer graphenes. The validity of the temperature difference fluctuations method is proved by equilibrium and non-equilibrium MD simulations. Then, by using this method, we show that an azide-functionalized polymer (HLK5) has a lower contact resistance with CNT than the one between CNT and PEMA, because HLK5 could form covalent bonds (C-N bonds) with CNT through its tail group azide, while only weak Van der Waals interactions exist in the case of CNT-PEMA contact. The data from our EMD simulations match with the results from experiments in a reasonable range. We then report the thermal contact resistance between FLG and a SiO2 substrate, which could be tuned with the layer number. Taking advantage of the resistive interface, we show that a SiO2 /FLG superlattices have a thermal conductivity as low as 0.30 W/mK, exhibiting a promising prospect in nano-scale thermal insulation. In the last part, we investigated the layer number dependence of the cross-plane thermal resistances of suspended and supported FLGs. We show that the existence of a silicon dioxide substrate can significantly decrease the cross-plane resistances of FLGs with low layer numbers, and the effective thermal conductivities were increased accordingly. The Frenkel-Kontorova model was introduced to explain the substrate-induced band gaps in FLG dispersion relations and the corresponding thermal energy transfer. The enhanced thermal conduction in the cross-plane direction is ascribed to the phonon radiation that occurs at the FLG-substrate interface, which re-distributes the FLG in-plane propagating energy to the cross-plane direction and to the substrate.

La prévalence de l’asthme a doublé dans les pays occidentaux depuis environ 1980. Une croissance alarmante qui fait face aux changements de mode de vie : hygiène (l’exposition à des agents infectieux), alimentation, ou encore pollution. Ces éléments sont des co-facteurs de risque, potentiellement responsables de l’installation de l’asthme ou de son aggravation. Cependant aucun mécanisme clair n’est déterminé à ce jour. Ce travail de thèse s’est focalisé sur le rôle des protagonistes centraux de la réponse immune, les populations lymphoïdes innées et adaptatives, dans l’exacerbation de l’asthme par ces différents co-facteurs. L’obésité est associée à une prévalence accrue d’asthme. Récemment, les cellules lymphoïdes innées (ILC) ont été impliquées dans ces pathologies. L’axe principal de mon travail a été de caractériser la contribution des lymphocytes T comparativement aux ILC dans un modèle murin d’exacerbation de l’asthme induit par des allergènes d’acariens liée à l'obésité. Un régime riche en graisse aboutit à l’exacerbation des caractéristiques de l’asthme, incluant l’hyperréactivité bronchique, la réponse humorale, le recrutement des éosinophiles circulants et tissulaires. Parallèlement à une exacerbation des profils pulmonaires Th2 et Th17, la quantité des ILC2 et ILC3 activées est amplifiée chez les souris asthmatiques obèses et associée à une augmentation de l’expression de l’IL-33, l’IL-1β et une diminution des marqueurs des ILC dans le tissu adipeux viscéral. La déplétion des ILC dans ce modèle a confirmé leur implication dans l’exacerbation de l’asthme chez les souris obèses, notamment via une activation des profils Th2 et Th17. Parallèlement, nous avons évalué l’incidence des HAP, polluants provenant d’échappement diesel, en mesurant les caractéristiques moléculaires de l’asthme sévère. Parmi les cellules mononucléaires du sang activées, les particules d’échappement du diesel (DEP)-HAP et celles du benzo[a]pyrène (B[a]P) induisent une augmentation de la production d’IL-22 plus élevée chez les sujets allergiques asthmatiques (AA), et une diminution de l’IL-17A. Cette production d’IL-22 est majoritairement issue des cellules Th22, et son mécanisme d’induction est principalement dépendant de l’AhR sous l’effet des DEP-HAP contrairement au B[a]P. Enfin, nous avons étudié l’impact des infections. L’activation de NOD1 des cellules dendritiques (DC) humaines, indépendamment de l’allergène, promeut un profil Th2, induit préférentiellement la production de CCL17 chez un patient asthmatique, leur maturation et perturbe la production de CCL22 et de l’IL-10. Chez la souris, l’activation systémique de NOD1 exacerbe l’asthme allergique, via l’augmentation de la réponse pulmonaire de type Th2 dépendamment de CCL17.Dans une autre étude, la costimulation de DC immatures humaines par un allergène de chien et le ligand de TLR3 ou TLR9 accentue la différentiation, l’expression de marqueurs d’activation et la production cytokinique des DC, avec l’induction d’un profil Th22/Th1 chez les sujets saints, contrairement à un profil Th22/Th17/Th2 chez les patients AA. Cette activation spécifique des DC, induite par la costimulation chez un patient AA, provoque la sécrétion d’IL-17A, IL-17F et d’IL-13, ainsi qu’une amplification de la production d’IL-22 par les lymphocytes Th22. Tout ceci suggère que la costimulation par certains allergènes et/ou pathogènes peut induire une réponse Th22 et Th17 chez les sujets asthmatiques, et contribuerait à la sévérité de certains asthmes.L'ensemble de ces travaux ont permis d’établir de nouvelles appréhensions des déterminants potentiels dans l’asthme ainsi que de nouvelles notions des mécanismes moléculaires et cellulaires gouvernant la réponse immune. / The prevalence of asthma has increased twice in Western countries since about 1980. An alarming growth which correlates with lifestyle changes: sanitary conditions (exposure to infectious agents), nutrition, or pollution. These elements are risk co-factors, involved in asthma development or aggravation. However, no clear mechanism is determined to date. This work focused on the role of central players in the immune response, the innate and adaptive lymphoid populations in asthma exacerbation by these different cofactors.Obesity is associated with an increased prevalence of asthma. Recently, the innate lymphoid cells (ILC) were involved in these 2 pathologies. The main focus of my work was to characterize the T cells compared to ILC contribution in a murine model of asthma exacerbation induced by mite allergens linked to obesity. A high fat diet leads to the exacerbation of the main asthma features, including bronchial hyperresponsiveness, humoral response, recruitment of circulating and tissue eosinophils. In parallel to the exacerbation of Th2 and Th17 profiles, the amount of activated ILC2 and ILC3 is amplified in the lung of obese asthmatic mice and associated with increased expression of IL-33, IL-1β and reduced ILC markers in visceral adipose tissue. ILC depletion in this model confirmed their involvement in asthma exacerbation in obese mice, especially through Th2 and Th17 profiles activation.On the other hand, we evaluated the impact of PAH, pollutants from diesel exhaust, by monitoring the molecular characteristics of severe asthma. Among the activated blood mononuclear cells, diesel exhaust particles (DEP)-PAH and those of benzo[a]pyrene (B[a]P) enhance IL-22 production in asthmatic allergic patients (AA), and decrease IL-17A. Th22 cells are the major source of this IL-22 production and its induction mechanism is mainly dependent on AhR under the effect of DEP-PAH contrary to B[a]P.Finally, we investigated the impact of infections. NOD1 priming of human dendritic cells (DC), independently of the allergen presentation, promoted a Th2 polarization profile which involved the production of both CCL17 and CCL22 in nonallergic subjects but only CCL17 in allergic patients. Moreover, NOD1-primed DC from allergic donors exhibited enhanced maturation that led to abnormal CCL22 and IL-10. In mice, systemic NOD1 activation exacerbates allergic asthma, via the increase in pulmonary Th2 response depending on CCL17.In another study, the costimulation of human immature DC, by dog allergen and TLR3 or TLR9 ligands, increases the DC differentiation, expression of activation markers and cytokine production, with the induction of a Th22/Th1 profile in healthy subjects, unlike a Th22/Th17/Th2 profile in AA patients. This specific DC activation, induced by costimulation in AA patients, leads to the IL-17A, IL-17F and IL-13 secretion, as well as the amplification of IL-22 production by Th22 cells. All this suggests that costimulation by certain allergens and/or pathogens can induce Th22 and Th17 response in asthmatic subjects, and may contribute to the severity of some asthma cases.Taken together, the results presented in this work establish new apprehensions of potential asthma determinants, as well as new concepts of molecular and cellular mechanisms underlying the immune response.

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est un syndrome myéloprolifératif lié à l’acquisition d’une anomalie chromosomique t(9;22) conduisant à l’expression d’une protéine de fusion p210 Bcr-Abl dont l’activité tyrosine kinase dérégulée est nécessaire et suffisante pour engendrer la maladie.Cette pathologie bénéficie depuis 2002 d’une avancée thérapeutique : les inhibiteurs de tyrosine kinase (ITK). Cette thérapeutique dite ciblée, dont le chef de file est l’imatinib, est très efficace puisque 80% des patients entre en rémission. Malheureusement, 20% des patients traités développent des résistances primaires ou secondaires, dépendantes ou non de l’oncogène Bcr-Abl dont certaines ont été caractérisées. A ce titre, la LMC est devenue un modèle d’étude à la fois des mécanismes oncogéniques mais aussi des résistances.La résistance aux ITK dans la LMC peut être considérée sur deux plans. D’une part la résistance qui permet à la cellule leucémique d’échapper à la pression thérapeutique des ITK et d’autre part la résistance « intrinsèque » de la cellule souche leucémique par des mécanismes certainement multiples. Ce second niveau de résistance est à l’origine de la récurrence de la LMC lors de l’arrêt du traitement.Cette thèse a consisté à déterminer comment pouvait mourir les cellules de LMC en réponse aux ITK pour mettre en évidence les morts induites et les régulations qui existent entre-elles. De plus, cela a permis d’utiliser les morts non-apoptotiques pour contourner les mécanismes de résistance aux ITK.Nous avons montré pour la première fois en utilisant différents modèles cellulaires de LMC (cellules K562, Lama-84 et AR-230), que l’imatinib (ainsi que les autres ITK nilotinib et dasatinib) induit de la sénescence en plus d’une réponse apoptotique. En absence d’apoptose, par inhibition de cette dernière, la réponse sénescente devient une réponse majeure des cellules de LMC suggérant que l’apoptose a un rôle de « frein » sur la sénescence. L’autophagie activée par les ITK régule négativement la réponse apoptotique alors qu’elle est nécessaire pour une réponse sénescente majeure. Nous avons pu mettre en évidence deux types de sénescences induites par l’imatinib : une sénescence dépendante et une indépendante de l’autophagie. L’autophagie semble donc au cœur de la régulation des morts cellulaires. Puisque les cellules de LMC peuvent mourir par des morts non-apoptotiques, nous avons cherché à éliminer les cellules résistantes par des morts non-apoptotiques. Pour cela différentes molécules ont été utilisées telles que l’acide mycophénolique (MPA), un immunosuppresseur déjà utilisé en clinique. Le MPA en inhibant la synthèse de GTP permet d’induire des dommages à l’ADN et une réponse apoptotique et/ou sénescente. Dans ce contexte, l’autophagie protège la cellule de la réponse apoptotique mais ne protège pas la cellule de la sénescence. Le MPA est au contraire un puissant inducteur d’apoptose sur les cellules primaires. En effet, il induit une apoptose massive des cellules primaires résistantes aux ITK quelque soit le mécanisme impliqué (surexpression de tyrosine kinase, mutation de Bcr-Abl). Le MPA est l’exemple parfait des molécules qu’il nous faut rechercher pour éliminer les cellules résistantes de LMC notamment dans le cas où les patients sont en crise blastique et donc résistants aux thérapeutiques.Ces résultats suggèrent que la sénescence est une des morts qui peut être induite pour dépasser la résistance des cellules cancéreuses. / Chronic Myeloid Leukemia is a myeloproliferative syndrome connected to the acquisition of a chromosomal abnormality t(9;22) leading to the expression of a fusion protein p210 Bcr-Abl of whom the tyrosine kinase activity deregulated is necessary and sufficient to engender the disease.This pathology benefits since 2002 of a therapeutic advance: the tyrosine kinase inhibitors (TKI). This targeted therapeutics, from which imatinib is the front-line, is very effective because 80 % of patients enters in remission. However, 20 % of the treated patients develop primary or secondary resistances which can be dependent or not to the Bcr-Abl oncogene among which some have been characterized. Indeed, CML is now a model to study both oncogenic and resistances mechanisms.Resistance to TKI in CML can be considered on two sides. On one hand the resistance allowing the leukemic cell to escape the therapeutic pressure of TKI and on a second hand the “intrinsic” resistance of Leukemic stem cells by multiple mechanisms. This second level of resistance is at the origin of the CML recurrence.This thesis consisted in determining how could die the CML cells in response to TKI to bring to light cell deaths induced and the regulations existing between them. Furthermore, it allowed exploring the use of non-apoptotic cell deaths to overcome resistance to TKI.We showed for the first time by using CML cell lines (K562, Lama-84 and AR-230), that imatinib (as well as nilotinib and dasatinib) induced senescence besides an apoptotic response. In absence of apoptosis, by its inhibition, senescence becomes a major response of CML cells suggesting that apoptosis is limiting senescence. Autophagy activated by TKI negatively regulates apoptosis while it is necessary for a major senescent response. We were able to bring to light two types of senescence in response to TKI : a senescence dependent and a senescence independent of autophagy suggesting it plays a critical role in cell death regulation.Because CML cells can die by non-apoptotic cell deaths, we used them to eliminate TKI resistant cells. Mycophenolic acid (MPA), an immonusuppressor already used in therapeutic as an immunosuppressive agent has been extensively used. MPA by inhibiting the synthesis of GTP induces DNA damage and apoptotic and\or senescent response. In this context, autophagy protects the cells from apoptotic response but do not from senescence. Conversely, MPA is a powerful inductor of apoptosis on hematopoietic primary cells. Indeed, it induces apoptosis of TKI resistant primary cells whatever the mechanism involved (overexpression of tyrosine kinases or mutation of Bcr-Abl). MPA illustrates the need to look for new molecules to eliminate TKI resistant CML cells, particularly when patients are in the evolved blastic phase of the disease.These results suggest that senescence is one of the deaths which can be used to overcome resistance of cancer cells.

La tuberculose est l'une des maladies infectieuses les plus meurtrières au monde. Malgré l'existence d'un traitement polychimiothérapeutique efficace, le nombre de cas de tuberculose incurable augmente sensiblement en raison de l'apparition de souches de Mycobacterium tuberculosis résistantes aux traitements de 1ère, 2ème et 3ème intentions actuellement disponibles. Parmi les antibiotiques spécifiques de la tuberculose, nous nous intéressons plus particulièrement, dans le cadre de cette thèse, aux pro-drogues isoniazide et éthionamide. Ces deux médicaments ciblent l'enzyme InhA du Mycobacterium tuberculosis, qui est impliquée dans la synthèse de la paroi bactérienne. Les principales résistances de Mycobacterium tuberculosis à ces pro-drogues résident en un défaut des enzymes responsables de l'activation de ces médicaments à l'intérieur du pathogène. Le but de cette thèse est, dans un premier temps, d'étudier différentes approches originales visant à contourner ces résistances. La première stratégie consiste à concevoir des pro-drogues hybrides d'isoniazide et d'éthionamide qui pourraient être activées indifféremment par KatG et EthA. KatG est la catalase-peroxydase responsable de l'activation de l'isoniazide, et EthA la mono-oxygénase à flavine qui active l'éthionamide. Les chances de bio-activation de ces nouvelles molécules seraient donc supérieures même si l'une des deux enzymes est mutée. La deuxième stratégie examinée consiste à synthétiser des molécules capables d'être activées par l'enzyme KatG mutée qui reste fonctionnelle. Nous avons alors préparé des molécules analogues de l'isoniazide qui pourraient être éventuellement reconnues et activées par une KatG mutée montrant une modification du potentiel d'oxydation ou de la structure protéique. La dernière stratégie étudiée consiste à synthétiser des molécules qui ne nécessitent pas d'être activées par une enzyme pour exercer leur action mais simplement par des agents oxydants endogènes. En se basant sur une molécule décrite dans la littérature par nos collaborateurs brésiliens, le complexe d'isoniazide-fer(II) ((isoniazide)pentacyanoferrate(II) de sodium), nous avons synthétisé différents analogues de ce complexe en faisant varier le ligand et avons évalué par RPE leur capacité à générer des radicaux. Cette étude de relation structure-réactivité a permis de mieux comprendre le mécanisme d'activation de ces complexes en présence de H2O2. La deuxième partie de cette thèse est consacrée au mécanisme d'activation des pro-drogues isoniazide et éthionamide. Même si ces molécules sont utilisées depuis plus de 50 ans dans le traitement de la tuberculose, leur mécanisme d'activation d'un point de vue chimique est très mal décrit. Dans la mycobactérie, ces pro-drogues, une fois activées, forment un adduit avec le cofacteur NAD(H) donnant ainsi l'inhibiteur ultime de l'enzyme InhA. Dans le cas de l'isoniazide, nous avons utilisé le système biomimétique mis en place dans l'équipe pour étudier son mécanisme d'activation d'un point de vue moléculaire. Dans le cas de l'éthionamide, nous avons développé un système chimique biomimétique qui, pour la première fois, a conduit à la formation de l'adduit éthionamide-NAD+ in vitro. Grâce au succès de cette approche et à la caractérisation des intermédiaires et métabolites formés, nous avons pu proposer un mécanisme d'oxydation moléculaire de l'éthionamide entièrement original, s'affranchissant de l'intermédiaire clé acide sulfinique évoqué jusque-là dans la littérature sans aucune preuve expérimentale. / Tuberculosis is one of the leading causes of death in the world among infectious diseases. Despite the existence of efficient multidrug treatment, the number of incurable cases of tuberculosis substantially increases due to the emergence of Mycobacterium tuberculosis strains resistant to available 1st-, 2nd- and 3rd-lines-treatments. Among the specific drugs currently employed to treat tuberculosis, we particularly focus on pro-drugs (isoniazid and ethionamide) for which resistances mainly result in a default of their activation enzymes inside the pathogen. The aim of this thesis is, firstly, to study various innovative approaches to overcome the resistance. The first strategy consists in designing hybrid pro-drugs, by combination of isoniazid and ethionamide moieties, which could be activated by two different enzymes, KatG and EthA. KatG is the mycobacterial catalase peroxidase enzyme which activates isoniazid, and EthA the flavin monooxygenase responsible of ethionamide activation. Probability of bio-activation of these new molecules would therefore be higher even if one of the two enzymes is mutated. The second strategy discussed herein is the synthesis of molecules able to be activated by mutated KatG enzyme, which remains functional. We synthesized isoniazid derivatives, which might be recognized and activated by a mutated KatG enzyme showing a modification of its oxidation potential or in the protein structure. The last strategy is founded on the development of molecules that do not need to be activated by an enzyme but by a simple chemical oxidation. Based on a molecule described in the literature by our brazilian collaborators, an isoniazid-iron (II) complex (sodium (isoniazid)pentacyanoferrate(II)), we synthesized various analogues of this complex by varying the ligand structure and evaluated by ESR their ability to generate radicals in the presence of H2O2. The structure-reactivity relationship analysis led to better understanding of the molecular activation mechanism of these complexes in the presence of H2O2. The second part of this thesis is dedicated to the activation mechanisms of pro-drugs isoniazid and ethionamide. Even though these molecules have been used for more than 50 years for the treatment of tuberculosis, their activation mechanism on a molecular point of view is poorly described. In the mycobacterium, once activated these pro-drugs form an adduct with the NAD(H) cofactor, leading to the active metabolite. For isoniazid, we used the biomimetic system developed previously by our team to clarify the molecular activation mechanism. For ethionamide, we have developed a biomimetic system which, for the first time, leads to the formation of the ethionamide-NAD+ adduct in vitro. We used this method to study the molecular oxidation mechanism of ethionamide and to characterize intermediates and metabolites. We finally proposed a completely original mechanism, not involving the sulfinic acid intermediate, which has been mentioned in the literature without any experimental evidence.

Une plante peut être totalement protégée d'un agent pathogène grâce à un gène majeur de résistance, mais ce dernier peut être rapidement contourné suite à l'apparition et à la propagation de variants pathogènes adaptés. Cette thèse s'intéresse aux mécanismes évolutifs permettant le ralentissement de ce contournement chez les virus de plantes en agissant sur deux forces évolutives majeures, la dérive génétique et la sélection, depuis le niveau de l'hôte jusqu'à celui de la parcelle. D'abord, un modèle épidémiologique stochastique de type SI au niveau d'une parcelle agricole a montré que la dérive génétique pouvait être particulièrement bénéfique au rendement agricole lorsque l'adaptation du virus au gène majeur induit un coût de fitness intermédiaire dans les plantes sensibles. Ensuite, la conception et la validation d'un modèle basé sur des équations déterministes de Lotka-Volterra et des processus stochastiques Dirichlet-multinomiaux a permis de distinguer les effets de la dérive génétique et ceux de la sélection sur des données temporelles de compétition intra-plante entre variants viraux, et de mettre en évidence le contrôle génétique de ces effets par les plantes. Enfin, une analyse de la corrélation entre ces estimations des intensités de dérive génétique et de sélection et une estimation expérimentale de la durabilité d'un gène majeur a montré qu'une forte dérive génétique lors des stades précoces de l'infection augmentait la durabilité du gène majeur. Ces résultats ouvrent des perspectives pour une gestion plus durable de la résistance des plantes, par la sélection de variétés de plantes induisant une forte dérive génétique sur les populations d'agents pathogènes / Plants can be fully protected from their pathogens when they carry major resistance genes, but the efficiency of these genes is limited by the emergence and spread of adapted, resistance-breaking pathogen variants. This thesis studies how evolutionary forces imposed by the plants on pathogen populations may increase the durability of major resistance genes. Using plant viruses as a biological model, this thesis investigates the effect of genetic drift and selection, from the within-host to the host population level. Firstly, a stochastic epidemiological SI model at the field level showed that genetic drift could be particularly beneficial for crop yield when the fitness cost associated with virus adaptation to resistance was intermediate in susceptible plants. Then, the design and validation of a mechanistic-statistical model based on deterministic Lotka-Volterra equations and stochastic Dirichlet-multinomial processes allowed to disentangle the effects of genetic drift from those of selection on temporal data of within-host competition between virus variants. The intensities of genetic drift and selection acting on virus populations were shown to be controlled genetically by the hosts. Finally, a correlation analysis between these estimations of genetic drift and selection intensities and an experimental estimation of the durability of a major resistance gene showed that strong genetic drift during the early stages of plant infection led to an increase in resistance durability. These results open new perspectives for more durable management of plant resistance, by breeding plant varieties inducing strong genetic drift on pathogen populations

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La situation très préoccupante due aux résistances antimicrobiennes incite les chimistes à concevoir de nouvelles molécules capables de lutter contre ces résistances. Les inhibiteurs de β-lactamases diazabicyclooctanes permettent de préserver l'arsenal thérapeutique actuel en restaurant l’activité des antibiotiques β-lactames. Ainsi, l'avibactam a été très récemment approuvé par la FDA et l'EMA en association avec la ceftazidime (une céphalosporine de 3ème génération) pour le traitement des infections sévères de bactéries Gram négatif. Ces composés se caractérisent par une structure bicyclique présentant un motif N-hydroxyurée cyclique qui est la clé de leur activité. Cependant, les méthodes permettant d’accéder facilement à ce type d'hétérocycles saturés, sont peu nombreuses. Dans le cadre de cette thèse, l'objectif était de développer une nouvelle approche synthétique permettant d’accéder à des analogues de l'avibactam. Pour cela, nous avons développé des cyclisations chimiosélectives, initiées par des réactifs d’iode(III) de N-alkoxyurées insaturées. Trois cyclisations différentes ont été optimisées et étudiées, fournissant des oxazolidinones oximes ou des N-oxyimidazolidinones à partir des mêmes substrats, selon des mécanismes distincts. Les différents modes de cyclisation peuvent être contrôlés grâce à l’association d’un réactif d'iode(III) et d'un sel d'halogénure ou de TEMPO, selon des conditions réactionnelles simples à mettre à œuvre. En parallèle, nous avons également réalisé la synthèse asymétrique d'un intermédiaire monocyclique clé, qui devrait conduire à des analogues de l'avibactam grâce à une nouvelle voie de synthèse utilisant la méthodologie de cyclisation développée. / The current dire situation of antimicrobial resistances urges synthetic chemists to design new molecules that can fight these resistances. Hence, the diazabicyclo-octanes β-lactamase inhibitors are of particular interest, as they can preserve the current therapeutic arsenal by restoring the activity of β-lactam antibiotics. Thus, avibactam was very recently approved by the FDA and the EMA in combination with ceftazidime (a 3rd generation cephalosporin antibiotic) for the treatment of severe Gram-negative bacteria infections. Structurally, these compounds are characterized by a bicyclic framework featuring a cyclic N-hydroxylated urea motif that is key to its activity. Yet, only few methods exist to easily access this singular type of saturated heterocycles. The aim of this project was to develop a new synthetic approach to acces a new range of avibactam analogues. For this, we developed chemoselective iodine(III)-mediated cyclizations of unsaturated N-alkoxyureas. We were able to optimize and study three different cyclizations that proceed through distinct mechanisms to yield oxazolidinone oximes, or N-oxyimidazolidinones from the same substrates. The different modes of cyclization can be triggered using a combination of the iodine(III) and a halide salt or TEMPO, under reaction conditions which are operationally simple and easily tunable. In parallel, we also devised asymmetric synthesis of a key monocyclic intermediate which should yield avibactam analogues, through a new synthetic route that relies on the methodology we developed.

Le mildiou de la pomme de terre, causé par l'agent pathogène Phytophthora infestans est l'une des maladies les plus préjudiciables de la culture. Jusqu'à présent, la lutte chimique reste le moyen de contrôle le plus utilisé pour la maîtriser, classant la pomme de terre au premier rang en termes d'Indices de Fréquence de Traitement en grande culture. Par ailleurs, l'utilisation de variétés résistantes, comportant notamment des gènes de résistances spécifiques, a également démontré son efficacité pour limiter les dégâts engendrés par cette maladie. Mais leur efficacité est peu durable avec une durée moyenne de 4 ans avant l'apparition du phénomène de contournement par les isolats plus virulents. Il est donc nécessaire de développer des stratégies de contrôle de la maladie en combinant un ensemble d'approches génétiques, culturales, physiques, et chimiques afin de satisfaire au mieux les objectifs agronomiques, environnementaux et socio-économiques. Un modèle, nommé SIPPOM (Simulator for Integrated Pathogen POpulation Management), avait été développé dans le cas de la gestion durable du phoma du colza. Le présent travail a consisté à adapter la structure générique de SIPPOM au cas de la gestion intégrée du mildiou de la pomme de terre en développant des modules spécifiques à partir de modèles préexistants ou développés spécifiquement. Un modèle de culture (Spudgro), un modèle épidémiologique (Guntz-Divoux / Milsol), un modèle de nuisibilité (modèle de Shtienberg) et une fonction de dispersion (modèle de Scherm) ont été identifiés dans la littérature, adaptés et intégrés dans la structure générique de SIPPOM. Cet ensemble de modules a donné lieu à la réalisation du premier prototype opérationnel de la version informatisée de SIPPOM-de-terre sur la plate-forme de modélisation RECORD. Un nouveau modèle, appelé VOLPONE, a été développé pour représenter les dynamiques de repousses de pomme de terre dans une parcelle et sur un tas de déchets. Ce modèle permet de représenter les sources d'inoculum primaire à l'échelle du territoire sous l'influence du climat et des pratiques agricoles. La qualité prédictive du modèle de nuisibilité a été estimée à partir d'un jeu de données expérimentales générées au cours du travail de thèse et s'est montrée correcte. Des exemples de résultats issus de simulations réalisées à l'aide du premier prototype montrent la capacité du modèle, en fonction d'une combinaison de pratiques culturales et de conditions climatiques variables, à prédire la dynamique épidémique de la maladie, ainsi que les dégâts et dommages associés à l'échelle de la parcelle ou sur un parcellaire simple. Néanmoins, d'autres tâches restent à accomplir afin de disposer d'une version achevée de SIPPOM-de-terre sur la plate-forme RECORD. Le travail réalisé illustre la généricité du modèle d'origine SIPPOM et contribue à la production de connaissances et de références permettant l'optimisation d'outils existants tels Mileos®. Les avancées réalisées pourront contribuer à la conception de stratégies de gestion intégrée, collectives et durables pour cette maladie. / Potato late blight caused by the pathogen Phytophthora infestans is one of the most dreaded diseases to this culture. So far, chemical control is the most widespread method used against the pathogen. In turn, the amount of fungicides used to control this disease makes potato the crop with the highest Treatment Frequency Index of all arable crops. The use of resistant varieties, including specific resistance genes, has also demonstrated an effective limitation of injuries that this disease can cause. Still, specific resistances lack durability as there is an average span of 4 years before the emergence of a resistance breakdown phenomenon by more virulent strains. It is therefore necessary to develop control strategies that combine a set of methods (genetic, cultural, physical and chemical) to meet agronomic, environmental and socio-economic criteria. A model named SIPPOM (Simulator for Integrated Pathogen POpulation Management), was developed to address these issues for the control of phoma stem canker on oilseed rape. The present work consisted in adapting the generic structure of SIPPOM for the integrated control of potato late blight by designing specific sub-models using existing models or specifically developed models. A crop model (Spudgro), an epidemiologic model (Guntz-Divoux/Milsol), a damage model (Shtienberg's model) and a dispersal function (Scherm's model) were selected in the literature, adapted, and embedded in SIPPOM's generic structure. This set of sub-models led to an operational prototype of SIPPOM-de-terre under the RECORD modelling platform. A new model, named VOLPONE, was designed to simulate potato volunteer dynamics in a field or on a waste pile. This model permits to simulate inoculum sources at the territory scale under the influence of climate and cropping practices. The predictive quality of the damage model was assessed with data generated in specific field experimentations and proved to be good. Simulation examples produced with the first prototype of SIPPOM-de-terre illustrate the capacity of the model to represent epidemiological dynamics at the field scale or at a small regional scale under the influence of cropping practices and climate. However, further work is required before to totally achieve the design and the implementation of SIPPOM-de-terre under the modelling platform RECORD. The conducted study illustrates the genericity of the model SIPPOM and produced knowledge, references and tools for the integrated management of the disease. The outputs of this work will help design integrated, collective and durable control strategies of potato late blight.

La mise au point de modèles de laboratoire est d’une importance cruciale pour comprendre la biologie du cancer de la prostate, ainsi que pour évaluer les nouveaux traitements. Le développement de tels modèles est particulièrement difficile et reste à ce jour insuffisant car la majorité de ces modèles est d’origine métastatique ou obtenu in vitro d’une façon artificielle. C’est pourquoi, nous avons entrepris au laboratoire, l’établissement de nouveaux modèles à partir d’un cancer primaire de prostate tumorale et obtenu la lignée IGR-CaP1. La lignée IGR-CaP1 constitue un modèle adapté pour étudier les étapes précoces de la cancérogenèse prostatique. De plus, sa tumoroginicité et sa capacité à induire des métastases osseuses de nature mixtes ostéoblastiques et ostéolytiques font de ce modèles un outil potentiellement intéressant pour étudier les mécanismes métastatiques et rechercher de nouvelles cibles thérapeutiques. Depuis 2004, le traitement de référence des cancers de la prostate métastatiques hormono-résistants est une chimiothérapie par le Docetaxel. Cependant, malgré le bénéfice de survie obtenu, presque la moitié des patients traités par le Docetaxel développent une résistance à la chimiothérapie. Il est donc urgent d’identifier un biomarqueur prédictif pour sélectionner les patients qui vont bénéficier de cette chimiothérapie afin de contourner cette résistance. Dans le but d’étudier les mécanismes de résistance au Docetaxel dans le cancer de la prostate, nous avons établi plusieurs clones résistants au Docetaxel à partir de la lignée IGR-CaP1. Ces clones résistants nous ont permis de réaliser une analyse génomique à haut-débit par microarray comparant l’expression génique entre la lignée sensible et les clones résistants et d’identifier une signature de gènes potentiellement impliqués dans la résistance au Docetaxel. Parmi les gènes identifiés, nous nous sommes focalisés sur le gène LZTS1 sous-exprimé dans tous les clones résistants. LZTS1 est un suppresseur de tumeur qui contrôle le cycle cellulaire en interagissant avec la cycline Cdc25C. Nos résultats suggèrent que la déplétion de LZTS1 est potentiellement impliquée dans le mécanisme de résistance au Docetaxel. La finalité de notre projet est de valider nos résultats par immunohistochimie à partir des prélèvements tumoraux obtenus dans l’essai de phase III GETUG12. Nous espérons que notre étude permettra aux cliniciens de sélectionner les sous-groupes de patients susceptibles de profiter d’un traitement par Docetaxel. / One of the major hindrances in the study of the biology of prostate cancer is the limited number of laboratory models. Most of these models have been obtained from prostate tumor metastases or have been artificially established in vitro.We recently developed one new cell line (IGR-CaP1) derived from patients with clinically localized prostate cancer. In contrast to previously established models from metastases tissues, IGR-CaP1 may be a suitable model to study molecular pathways implicated in the early steps of the oncogenic development of prostate cancer. Furthermore, its high tumorigenic properties and its ability to induce mixed bone lesions, make it as a potential model for both tumor progression and drug assessment in animals.Docetaxel is the standard treatment for metastatic castration-resistant prostate cancer (CRPC) since 2004. In spite of a benefit in survival, drug resistance is often observed. Therefore, it is crucial to identify predictive markers to select patients who will respond to docetaxel. In order to investigate mechanisms of docetaxel resistance, we derived docetaxel-resistant variants from the IGR-CaP1 human prostate cancer cell line. A microarray genomic analysis comparing chemo-resistant versus sensitive prostate cell lines was used to identify a signature of genes potentially implicated in docetaxel resistance. Among these genes, we focused on LZTS1 wich is underexpressed in IGR-CaP1 resistant variants. LZTS1 is a tumor suppressor that controls the cell cycle by interacting with Cdc25C. Our data suggest that depletion of LZTS1 is potentially involved in the mecanism of docetaxel resistance. Finally, an immunohistochemical analysis will be done on human biopsies from the phase III GETUG12 trial patients. Ultimately, our study could help to improve selection of patients that could benefit from docetaxel chemotherapy.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-22T18:03:18Z No. of bitstreams: 1 NilaSantos.pdf: 1767868 bytes, checksum: 3acf3f1461a5ae4c3ab12e7ea81adbac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T18:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NilaSantos.pdf: 1767868 bytes, checksum: 3acf3f1461a5ae4c3ab12e7ea81adbac (MD5) Previous issue date: 2016-06-21 / Cette étude discute des relations quotidiennes de pouvoir et d'affectivité, qui se sont contituéer dans la société esclavagiste du Maranhão au cours du XVIIe siècle. De l'analyse de la documentation notariale et procédurae de cette période, nous voyons la vie quotidienne des éléments de relations avec les esclaves qui contredisent la conception d'un esclave passif et incapable de produire la culture, selon l'historiographie ded années 1960. Cherchant donc à comprendre comment ces personnes qui ont été réduites à l’esclavage ont été vues en même temps, em tant que chose et humain; on cherche également les multiples stratégies de survie dans la société dans laquelle ils vivaient. Quoique ces sujets asservis n’ont rien écrit sur eux-mêmes, nous pouvons sur la base du probable, en lisant entre les lignes et les “espaces en blanc” dans la documentation, accéder à un univers évaluatife non pas borné oux fuites, mais où ils seraint copables de chercher des strategies de survivence dans le mondo ù ils vivaient. Ainsi, nous présentons la toile complexe de la subjectivité, de l'affectivité et des pouvoirs qui caractérise la société coloniale maranhense. / O presente estudo problematiza o cotidiano das relações de poder e afetividades, que se formaram na sociedade escravista do Maranhão setecentista. A partir das análises da documentação cartorial e processual desse período, percebemos no cotidiano das relações escravistas elementos que contradizem a concepção de um escravo passivo e incapaz de produzir cultura como afirmava a historiografia da dec. de 60. Procuramos, portanto entender como esses indivíduos que eram escravizados, foram vistos, ao mesmo tempo, como coisa e humano; investigando também as múltiplas estratégias de sobrevivências na sociedade em que viveram. E embora estes sujeitos escravizados não tenham escrito nada sobre si, podemos no âmbito do provável, por meio da leitura das entrelinhas e dos “espaços em Brancos” da documentação, acessar um universo valorativo que não era restrito apenas aos livres, mas a todos que compartilhavam da mesma época. Deste modo apresentamos a complexa teia de subjetividades, afetividades e poderes que caracterizaram a sociedade colonial maranhense.