Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse permet d’évaluer et d’optimiser la charge de signalisation dans les réseaux intelligents (RI) à grande échelle ainsi que d’analyser plusieurs aspects liés aux réseaux hétérogènes.L’objectif principal des RI est de faciliter l’introduction de nouveaux services en se basant sur plus de flexibilité et de nouvelles fonctionnalités. Les composants principaux d’un RI sont le point de commutation de services (SSP) et le point de commande de services (SCP). L’emplacement des équipements de réseau et la répartition du trafic peuvent jouer un rôle important dans la réduction du volume de la signalisation. Dans la première partie de la thèse, nous examinons plusieurs configurations du RI à grande échelledans le but d’analyser les effets du déplacement, de l’addition des nouveaux commutateurs SSP et de la redistribution du trafic au sein du réseau sur le nombre requis de liens de signalisation. Nous proposons un algorithme assurant la distribution optimale du trafic sur les commutateurs SSP avecle nombre minimum requis de liens de signalisation. Dans la deuxième partie de la thèse, nous analysons les différentes stratégies de sélection de réseaux dans un contexte de réseaux hétérogènes. En effet, dans la prochaine génération de réseaux sans fil et mobiles, les utilisateurs pourront se déplacer entre les réseaux hétérogènes en utilisant des terminaux équipés d’interfaces d’accès de plusieurs types. Dans ce contexte, les terminaux mobiles sont en mesure de choisir le lien d’accès le plus approprié parmi lesoptions disponibles. Dans notre travail, nous proposons une stratégie de sélection basée sur la valeur estimée de SINR (Rapport signal à interférence plus bruit) dans un système hétérogène composé de deux types de réseau : LTE et WiFi. Avec cette stratégie, les utilisateurs sélectionnent toujours leréseau présentant le SINR le plus élevé afin d’effectuer leurs communications. En se basant sur la méthode de Markov, nous analysons dans un premier temps, les performances de la stratégie de sélection basée sur le SINR en termes de probabilités de blocage de demandes d’accès aux services, de probabilités de blocage de handover vertical ou horizontal et de qualité de connexion. Nous comparons les résultats obtenus avec deux autres stratégies basées sur la puissance du signal reçu et sur la disponibilité de bande passante. Les performances sont analysées et comparées selon les modèles de mobilité 2D fluid flow et Random WayPoint qui sont largement utilisés dans l’analyse des réseaux sans fil et mobiles. Finalement, nous analysons les influences de l’allocation de ressources du réseau LTE aux services Multicast et Unicast sur les performances du système. / This thesis analyses the signaling load in intelligent large scale networks as well as the network selection strategies in the heterogeneous environment. The main objective of Intelligent Networks (IN) is to simplify the introduction of new services based on new features and more flexibility. The main components of the IN are the Service Switching Point (SSP) and the Service Control Point (SCP).The location of intelligent large-scale network equipments and the distribution of traffic on them can play an important role in reducing the volume of signaling in the network. In the firstpart of this thesis, we examine various configurations of the IN in order to study the effect of displacement or addition of new SSP and redistribution of traffic within the network on therequired number of signaling links. Finally, we propose a new algorithm giving the optimal distribution of traffic on the SSPs with a minimum required number of signaling links.In the second part of the thesis, we analyze the different network selection strategies as well as simulate other approaches related to heterogeneous wireless environment. Indeed, in the next generation of wireless heterogeneous networks, mobile users can move between several types ofnetworks, using terminals with multiple access interfaces. In this environment, the mobile terminals are able to choose the most appropriate access link among the available alternatives. In our work, we propose a network selection strategy based on the estimated SINR value (Signal to Interference-plus-NoiseRatio) in a heterogeneous system composed of two types of network: LTE and WiFi. According to this strategy, users always select the network presenting the highest SINR value. Based on the Markov method, we analyze the system performance in terms of blocking probabilities of calls, blocking probabilities of vertical or horizontal handover and connection quality. We compare our results with two other strategies based on the received signal strength and on the bandwidth availability.The performances are analyzed and compared according to the 2D fluid flow and the Random Waypoint mobility models which are widely used in the analysis of wireless and mobile networks. Finally, we analyze the influence of the resource blocks allocation to services Multicast and Unicast on the system performance.

Ce travail de thèse a pour but de fournir les bases scientifiques et techniques nécessaires au développement d'un programme de sélection en milieu tropical appliqué à une race caprine locale de Guadeloupe. La chèvre Créole est une chèvre de petite taille, aux bonnes aptitudes maternelles, issue du métissage de chèvres d'Afrique et d'Europe de l'ouest. Cette chèvre rustique est bien adaptée au climat tropical et présente une certaine tolérance aux parasites internes. Les éleveurs guadeloupéens l'utilisent pour la production de viande. En 2008, un projet de programme de sélection pour la chèvre Créole a démarré, projet qui réunit la coopérative caprine Cabricoop, la chambre d'agriculture et l'INRA. Les différentes étapes nécessaires à la conception et à l'optimisation de ce programme sont présentées dans ce travail de thèse. En termes d'objectif de sélection, des enquêtes auprès des éleveurs de la Cabricoop ont montré l'importance que les éleveurs attribuent tant à la croissance de leurs animaux qu'aux qualités maternelles des femelles. Afin de quantifier cette importance sur des bases économiques explicites, la modélisation des différentes composantes de la marge brute d'un atelier caprin a permis de déterminer les pondérations économiques des différents caractères à inclure dans l'objectif de sélection de la race. L'objectif de sélection intègre des caractères de production (poids et rendement carcasse à 11 mois), de reproduction (fertilité) et de résistance (OPG = nombre d'oeufs de strongles par gramme de fèces) et résilience (hématocrite) au parasitisme. Quel que soit le scénario envisagé en termes de quantité ou coût des intrants, le poids et la fertilité sont les deux composantes pour lesquelles une amélioration d'un écart type génétique de caractère amène le bénéfice escompté le plus grand. Les pondérations standardisées et cumulées de ces deux caractères expliquent entre 70 et 90% du total des pondérations économiques standardisées des caractères inclus dans l'objectif. A l'exception du rendement carcasse, les paramètres phénotypiques et génétiques des différents caractères inclus dans l'objectif de sélection ont été estimés pour la chèvre Créole à partir des données recueillies à l'unité expérimentale de Gardel. L'héritabilité est modérée pour le poids (0,32), faible pour la fertilité (0,11) et intermédiaire pour l'hématocrite (0,13) et l'OPG (0,18). Les corrélations génétiques estimées entre les caractères sont soit très faibles ou plutôt favorables. Les simulations de réponses à la sélection pour un noyau de sélection de 300 mères Créoles ont montré qu'il était possible d'améliorer à la fois le poids, le rendement carcasse, la fertilité, l'hématocrite et l'OPG. Améliorer résistance et résilience au parasitisme ne diminue que très légèrement la réponse à la sélection espérée sur les caractères de production. Il est donc possible de concilier des objectifs de production, de reproduction et d'adaptation au milieu pour la chèvre Créole en Guadeloupe. Ce travail de thèse a donc fourni les bases pour le développement d'un programme de sélection durable, pour une race locale, en milieu tropical.

L'objectif des travaux relatés dans ce manuscrit est de proposer une méthodologie qui garantit une réduction du nombre de critères de sélection de partenaires à utiliser (donc de ressources à consommer), tout en permettant de choisir les critères les plus représentatifs pour l'utilisateur. L'ensemble des critères ainsi choisi par l'utilisateur à travers un paramètre de contrôle, n'influence pas le classement des partenaires potentiels ou s'il l'influence, celle-ci est maîtrisée et connue par l'utilisateur. La méthodologie s'appuie sur une structuration de critères faisant appel à la notion de distance causale ou sémantique. Pour ce faire, les algorithmes de " Dijkstra " et de Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) ont été utilisés de manière successive. Cette démarche de structuration est appliquée à un ensemble de 101 critères de sélection. Les résultats sont interprétés afin d'en démontrer la portée dans le processus de recherche de partenaires.

Si la sélection sexuelle proposée par Darwin fournit un cadre théorique satisfaisant pour expliquer l'évolution et le maintien des ornements sexuellement dimorphiques, le cas de l'ornementation mutuelle requiert l'emploi du cadre plus large offert par la sélection sociale. Dans de nombreux cas en effet, l'explication du maintien de l'ornementation mutuelle nécessite de considérer non seulement la compétition pour l'accès au partenaire de reproduction, mais également la compétition pour l'accès à d'autres types de ressources telles que la nourriture ou les emplacements pour nicher. Cependant, le maintien de l'ornementation mutuelle n'est encore que partiellement compris chez les oiseaux marins. Les travaux réalisés au cours de cette thèse s'inscrivent dans la continuité des recherches initiées depuis quelques années dans le but de comprendre le maintien de l'ornementation mutuelle chez le manchot royal, un oiseau exprimant un patch orange présentant un pic de réflectance ultraviolet de chaque côté de la mandibule, des patches auriculaires jaunes de chaque côté de la tête et un patch formant un dégradé allant du marron au jaune pâle sur le poitrail. Les travaux présentés dans ce manuscrit de thèse portent (i) sur les combats entre individus du même sexe pour accéder à un partenaire de reproduction, (ii) sur le rôle des ornements colorés dans le processus d'appariement, (iii) sur l'association entre le degré de développement des ornements et la position du territoire occupé au sein de la colonie, et enfin (iv) sur l'existence de variations interannuelles concernant le degré de coloration des ornements et le processus de choix de partenaire. Les résultats révèlent que : (i) les affrontements pour l'accès au partenaire sont beaucoup plus fréquents chez les mâles que chez les femelles ; (ii) l'ornementation mutuelle du bec pourrait être maintenu pas le processus de choix mutuel ; (iii) les individus occupant les territoires les plus centraux de la colonie expriment des patches auriculaires plus large et un patch de poitrine plus coloré ; (iv) les ornements présentent des variations notables entre deux années, tout comme le processus de choix de partenaire. Pris dans leur ensemble, ces résultats révèlent que le maintien de l'ornementation mutuelle du manchot royal est multifactoriel, et des pistes de recherches sont proposées pour affiner notre compréhension de ce phénomène complexe. / Darwin devised sexual selection theory in order to explain the evolution and maintenance of secondary sexual traits. In mutually ornamented species, however, the broader theoretical framework of social selection is needed. In many cases indeed, understanding the maintenance of mutual ornamentation requires to take into account competition for both sexual (i.e. mates) and non-sexual resources (e.g. food, nest sites). How mutual ornaments maintain and evolve is actually not well understood in seabirds species. The aim of the research program within which this Ph.D. thesis took place was to understand the maintenance of mutual ornamentation in king penguin, a bird exhibiting a ultraviolet and orange beak spot on each side of the mandible, two yellow auricular patches, and a patch on the breast that grade from brown to bright yellow. We studied (i) same-sex fight over mates; (ii) mate choice for color ornaments; (iii) the relationships between conspicuousness of ornaments and position of the territory within the colony; and finally (iv) the existence of inter-annual variations in color ornaments expression and mate choice process. Our results show that: (i) same-sex fights over mates are highly male-biased; (ii) color of the beak spots may be involved in mutual mate choice; (iii) central individuals exhibit larger auricular patches and more colorful breast patch; (iv) ornament conspicuousness as well as mate choice show inter-annual changes. Taken together, these results reveal that maintenance of king penguin mutual ornaments is multifactorial, and some research avenues are suggested for future researches.

La sélection génomique (SG) des animaux et des plantes a été rendue possible grâce aux avancées des biotechnologies, notamment des puces à ADN de haute densité et de faible coût. Son efficacité et sa profitabilité a été clairement démontrée chez les bovins laitiers, où elle a été très rapidement mise en pratique. En revanche, son application pour les petits ruminants est encore limitée, et, notamment, n’a pas démarré en France. Ses potentialités sont toutefois à l’étude dans quelques programmes concernant les ovins et caprins laitiers, et les responsables des filières correspondantes désirent connaitre l’efficacité de cet outil dans leur situation. Cependant, la prudence est de règle, compte tenu des différences entre les schémas de sélection des bovins laitiers et des petits ruminants. Cette étude fait partie d’un programme entrepris pour évaluer l’utilisation et la gestion de l’information génomique dans les schémas de sélection ovin et caprin. Au cours de cette thèse ont été examinés (1) l’impact de la SG sur le gain génétique dans des schémas de sélection de petits ruminants, (2) l’efficacité économique de la SG en petits ruminants, en prenant l’exemple d’un programme de sélection ovin-viande; (3) l’importance d’une optimisation de certaines décisions (quantifiées par des variables dans un modèle décrivant les schémas) pour maximiser le progrès génétique et (4) une piste contribuant à l’optimisation de la population de référence. Les modèles utilisés appartiennent au champ des méthodes déterministes et les exemples ont porté sur les schémas de sélection existants (ovins laitiers, ovins viande et caprins laitiers). Les résultats de cette étude suggèrent que la sélection génomique peut être plus rentable que la sélection classique en terme de gain génétique, à condition qu’une population de référence de taille moyenne soit disponible (environ 2000 individus). Ils montrent, en particulier dans les schémas laitiers, que le potentiel de la SG de réduire l’intervalle de génération pourrait fortement augmenter le gain génétique. Dans le schéma ovin allaitant modélisé, combiner l’information génomique et les phénotypes de caractères bouchers donne plus de gain génétique que la sélection classique ou la SG sans phénotype sur les candidats. En termes d’impacts économiques, les résultats du schéma ovin allaitant modélisé montrent que toutes les stratégies de sélection génomiques sont plus onéreuses que la sélection classique. Cependant, les gains marginaux (recettes totales moins coûts variables) de certains scénarii de SG s’avèrent légèrement plus élevés que pour la sélection classique. L’étude montre également, dans tous les schémas et stratégies de sélection, que l’optimisation de l’utilisation de variables de décision pourrait grandement augmenter le gain génétique et l’efficacité économique, par rapport aux situations actuelles. Avec cette étude, on peut conclure que la mise en place de la sélection génomique dans les programmes de sélection des petits ruminants est possible et pourrait être plus bénéfique que la sélection classique dans certains cas. Cependant, il y a plus d’obstacles par rapport aux bovins laitiers, en particulier, la construction d’une population de référence fiable et des coûts élevés de génotypages par rapport à la valeur des candidats à la sélection. Ces obstacles pourraient freiner sa mise en œuvre, voire l’empêcher dans certaines races. / Implementing genomic selection (GS) in small ruminant breeding programs is still at the research and development level. This new way of selection in animals and plants was made possible thanks to the development of low costs, high density SNP chips. It proved to be highly beneficial in dairy cattle breeding programs. The French small ruminant industries are strongly interested in evaluating the efficiency of this tool in their situation. However, they are also very cautious given the inherent differences in terms of capacity and functionalities between dairy cattle and small ruminant breeding programs. This study is part of bigger efforts mobilized to evaluate the use and management of genomic information in sheep and goats breeding programs. The PhD work examined (1) the impact of genomic selection on genetic gain of small ruminant breeding programs; (2) the economic efficiency of genomic selection in small ruminant, through an example of a meat sheep breeding program; (3) the benefits of optimizing the use of decision variables on genetic gain; and (4) contributed some ideas on how to optimize the choice of individuals in the reference population. The modeling parts were done by deterministic methods and the examples focused on the existing breeding programs (dairy sheep, meat sheep and dairy goats) with medium to small size breeding units. The results of this study suggest that adopting genomic selection can be more profitable than classic selection in terms of genetic gain, provided that, at least, a medium size reference population is available (around 2,000 individuals). They show, especially in dairy breeds, that the GS potentials of reducing generation interval could greatly increase the genetic gain. In meat sheep breeding program, exploring the possibility of combining genomic information and meat phenotypes gave higher genetic gain than classic or pure genomic selection. In terms of economic impacts, results of the meat sheep breeding program we modeled show that all genomic selection strategies are more expensive than classic selection. However, the contribution margins (total revenues minus total variable costs) of some GS variants were slightly higher than benefits from classic selection. The study also shows, across breeds and selection strategies, that optimizing the use of decision variables could greatly increase the genetic gain and benefits, compared to the current situation. With this thesis we can conclude that adopting genomic selection in small ruminant breeding programs is possible and could be more beneficial than classic selection in some cases. However, there are more obstacles compared to dairy cattle, especially, construction of reliable reference populations and high costs of genotypes relative to the value of selection candidates. These might delay implementation in general or prevent it in some breeds.

Québec Université Laval, Bibliothèque 2016

Le glioblastome multiforme (GBM) est une tumeur de grade IV représentant 49% de toutes les tumeurs cérébrales. Malgré des modalités de traitement agressives (radiothérapie, chimiothérapie et résection chirurgicale), le pronostic est mauvais avec une survie globale médiane de 12 à 14 mois. Les aractéristiques issues de la neuro imagerie des GBM peuvent fournir de nouvelles opportunités pour la classification, le pronostic et le développement de nouvelles thérapies ciblées pour faire progresser la pratique clinique. Cette thèse se concentre sur le développement de modèles pronostiques exploitant des caractéristiques de radiomique extraites des images multimodales IRM (T1 pré- et post-contraste, T2 et FLAIR). Le contexte méthodologique proposé consiste à i) recaler tous les volumes multimodaux IRM disponibles et en segmenter un volume tumoral unique, ii) extraire des caractéristiques radiomiques et iii) construire et valider les modèles pronostiques par l’utilisation d’algorithmes d’apprentissage automatique exploitant des cohortes cliniques multicentriques de patients. Le coeur des méthodes développées est fondé sur l’extraction de radiomiques (incluant des paramètres d’intensité, de forme et de textures) pour construire des modèles pronostiques à l’aide de deux algorithmes d’apprentissage, les machines à vecteurs de support (support vector machines, SVM) et les forêts aléatoires (random forest, RF), comparées dans leur capacité à sélectionner et combiner les caractéristiques optimales. Les bénéfices et l’impact de plusieurs étapes de pré-traitement des images IRM (re-échantillonnage spatial des voxels, normalisation, segmentation et discrétisation des intensités) pour une extraction de métriques fiables ont été évalués. De plus les caractéristiques radiomiques ont été standardisées en participant à l’initiative internationale de standardisation multicentrique des radiomiques. La précision obtenue sur le jeu de test indépendant avec les deux algorithmes d’apprentissage SVM et RF, en fonction des modalités utilisées et du nombre de caractéristiques combinées atteignait 77 à 83% en exploitant toutes les radiomiques disponibles sans prendre en compte leur fiabilité intrinsèque, et 77 à 87% en n’utilisant que les métriques identifiées comme fiables.Dans cette thèse, un contexte méthodologique a été proposé, développé et validé, qui permet la construction de modèles pronostiques dans le cadre des GBM et de l’imagerie multimodale IRM exploitée par des algorithmes d’apprentissage automatique. Les travaux futurs pourront s’intéresser à l’ajout à ces modèles des informations contextuelles et génétiques. D’un point de vue algorithmique, l’exploitation de nouvelles techniques d’apprentissage profond est aussi prometteuse. / Glioblastoma multiforme (GBM) is a WHO grade IV tumor that represents 49% of ail brain tumours. Despite aggressive treatment modalities (radiotherapy, chemotherapy and surgical resections) the prognosis is poor, as médian overall survival (OS) is 12-14 months. GBM’s neuroimaging (non-invasive) features can provide opportunities for subclassification, prognostication, and the development of targeted therapies that could advance the clinical practice. This thesis focuses on developing a prognostic model based on multimodal MRI-derived (Tl pre- and post-contrast, T2 and FLAIR) radiomics in GBM. The proposed methodological framework consists in i) registering the available 3D multimodal MR images andsegmenting the tumor volume, ii) extracting radiomics iii) building and validating a prognostic model using machine learning algorithms applied to multicentric clinical cohorts of patients. The core component of the framework rely on extracting radiomics (including intensity, shape and textural metrics) and building prognostic models using two different machine learning algorithms (Support Vector Machine (SVM) and Random Forest (RF)) that were compared by selecting, ranking and combining optimal features. The potential benefits and respective impact of several MRI pre-processing steps (spatial resampling of the voxels, intensities quantization and normalization, segmentation) for reliable extraction of radiomics was thoroughly assessed. Moreover, the standardization of the radiomics features among methodological teams was done by contributing to “Multicentre Initiative for Standardisation of Radiomics”. The accuracy obtained on the independent test dataset using SVM and RF reached upto 83%- 77% when combining ail available features and upto 87%-77% when using only reliable features previously identified as robust, depending on number of features and modality. In this thesis, I developed a framework for developing a compréhensive prognostic model for patients with GBM from multimodal MRI-derived “radiomics and machine learning”. The future work will consists in building a unified prognostic model exploiting other contextual data such as genomics. In case of new algorithm development we look forward to develop the Ensemble models and deep learning-based techniques.

La diversité génétique intra-spécifique constitue le potentiel adaptatif des espèces et, à ce titre, elle est donc indispensable pour l'évolution de celles-ci. Chez les vertébrés, les gènes du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) sont une composante essentielle de quoi permet de faire face aux parasites en initiant une réponse immunitaire. La pression de sélection exercée par les parasites et la sélection sexuelle via le choix du partenaire devraient donc agir sur la diversité génétique du CMH. Cependant, la distinction empirique des pressions sélectives agissant sur la diversité génétique du CMH en milieu naturel nécessite de suivre un grand nombre individus tout au long de leur vie et d'effectuer leur génotypage. Le premier objectif de cette thèse a donc été développer et appliquer un protocole de génotypage chez la marmotte Alpine (Marmota marmota), sur quatre loci du CMH décrits précédemment. Ceci permet par la suite d'étudier, dans une population de marmottes Alpines vivant en milieu naturel, si les caractéristiques génétiques du CMH influencent (1) le choix de partenaire, (2) la présence et/ou l'abondance de trois espèces de parasites intestinaux et (3) leur survie juvénile. Ce travail a fourni une méthode appropriée pour la détermination de génotypes fiables sur un grand nombre d'échantillons en utilisant des techniques de séquençage de nouvelle génération. Ensuite, nous avons constaté l'existence d'un choix de partenaire basé sur le CMH mais aussi sur les caractéristiques de l'ensemble du génome. Par la suite, nous avons mis en évidence le faible rôle du CMH sur la présence et abondance de trois espèces de parasites intestinaux. Finalement, nous avons constaté que l'association entre la survie juvénile et les caractéristiques génétiques du CMH et de l'ensemble du génome ont changé au cours des vingt-trois ans de suivi de la population. Dans l'ensemble, cette thèse présente une approche intégrée de l'étude des rôles du CMH sur une population contemporaine de marmottes Alpines / Intra-specific genetic diversity represents the true potential of adaptation of species and is thus essential for evolutionary change. In vertebrates, the genes of the major histocompatibility complex (MHC) play a critical role in vertebrate disease resistance by initiating immune response. The selective pressure carried out by parasites and sexual selection via mate choice are supposed to maintain the extreme diversity found in the MHC. Yet, empirical differentiation of selective pressures acting on MHC in the wild requires individually based monitoring of a large number of individuals and genotyping them. The aim of this thesis was firstly to develop and apply a genotyping protocol in Alpine marmots (Marmota marmota) to genotype four previously described MHC loci. This allows subsequently to evaluate, in a wild population of Alpine marmots, if MHC characteristics play a role (1) on mate choice, (2) on the presence and/or abundance of three intestinal parasite species and (3) on juvenile survival. This work provided a suitable method to reliably genotype large number of individuals using next-generation sequencing techniques. Then, we found evidences for female mate choice based on MHC but also on neutral genetic characteristics. Subsequently, we evidenced the weak role of MHC characteristics on the presence and abundance of three intestinal parasites. Finally, we found evidences for a change of the effect of genetic diversity at both MHC and neutral loci on juvenile survival during the 23-year monitoring study. Overall, this thesis comprises an integrated approach for the study of the roles of MHC in a contemporaneous population of Alpine marmots

Les cellules T ɑβ conventionnelles expriment des récepteurs antigéniques qui peuvent reconnaître et répondre à une grande variété d’agents pathogènes. En parallèle, des mécanismes cruciaux sont en place pour empêcher les cellules T de réagir aux auto-antigènes afin de prévenir le développement d’auto-immunité. Dans le but d’assurer la génération d’un réservoir de cellules T fonctionnelles, diverses et tolérantes au soi, les récepteurs des cellules T (TCR) ɑβ appropriés sont sélectionnés dans le thymus en fonction de la quantité et de la qualité des interactions avec les peptides du soi présentés par le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) sur les cellules présentatrice d’antigènes (CPA). Chez les nouveau-nés, des mécanismes intrinsèques et extrinsèques aux cellules influencent les interactions entre le TCR et le complexe CMH-peptide du soi, résultant en un répertoire de cellules T qui possèdent des propriétés distinctes par rapport à leurs homologues adultes. Par ailleurs, les souris diabétiques non-obèses (NOD), qui ont des cellules T auto-réactives qui attaquent les cellules β du pancréas, responsables de la production d’insuline, sont porteuses de polymorphismes génétiques qui peuvent influencer la sélection thymique. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que des facteurs intrinsèques et extrinsèques aux cellules modulent la sélection thymique tout au long de la vie et peuvent ultimement contribuer à la fonction et au dysfonctionnement de cellules T effectrices. La force globale de la signalisation TCR perçue lors du développement des lymphocytes T peut être mesurée en évaluant le niveau d’expression de différentes molécules, telles que CD5. Nous avons découvert que, tant chez la souris que l’humain, le répertoire des cellules T néonatales est composé de cellules T exprimant des niveaux plus élevés de CD5 que ceux des adultes. Cette augmentation des niveaux d’expression de CD5 n’est pas due à des défauts de tolérance centrale. En fait, nous avons plutôt démontré que les thymocytes exprimant un TCR de faible affinité pour les antigènes du soi ne sont pas sélectionnés efficacement chez les nouveau-nés et donc ne font pas partie du répertoire des cellules T néonatales, alors que ces thymocytes se développent adéquatement chez les adultes. Cette modification dans les seuils de sélection thymique biaise le niveau basal d’auto-réactivité du répertoire de cellules T néonatales et pourrait expliquer en partie les différences de réponse aux infections observées entre les nouveau-nés et les adultes. En comparant les niveaux de CD5 sur les thymocytes et les cellules T périphériques de souris NOD, prédisposées au diabète, avec ceux de souris C57BL/6 (B6), résistantes au développement du diabète auto-immun, nous avons découvert que les populations de cellules T des souris NOD ne perçoivent pas nécessairement des signaux TCR plus forts lorsqu’ils interagissent avec des antigènes du soi. Au contraire, une plus grande proportion de cellules T CD4+ et régulatrices avec un plus faible niveau de CD5 se différencient chez les souris NOD. Ce phénotype est fortement dépendant du locus du CMH des souris NOD. En revanche, les niveaux de CD5 sur les cellules T CD8+ périphériques des souris NOD sont plus élevés que ceux des souris B6, en raison d’un biais de survie intrinsèque aux cellules. Ces différences en niveau d’expression de CD5 sur le répertoire de cellules T des souris NOD ont des conséquences fonctionnelles directes et pourraient contribuer au développement ou à la progression du diabète auto-immun. Enfin, nous avons évalué si la sélection thymique était modulée par une molécule de co-signalisation, le co-stimulateur inductible de cellules T (ICOS). ICOS appartient à la famille des molécules de co-signalisation de type CD28 et se lie au ligand de ICOS (ICOSL). Alors que d’autres molécules de co-signalisation ont été démontré comme étant impliquées dans la tolérance centrale, le rôle joué par ICOS n’est pas clair. Nous avons démontré que ICOSL est exprimé par une variété de CPA thymiques importantes dans l’induction de la tolérance centrale et que ICOS est exprimé à la hausse durant la sélection thymique, en fonction de la force du signal TCR perçue par les thymocytes. Nous fournissons également, pour la première fois, une preuve que la voie ICOS-ICOSL pourrait avoir un rôle dans la régulation fine de la sélection négative. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la sélection thymique être altérés dans le contexte de l’ontogénie et du diabète auto-immun, conduisant au développement de cellules T avec une auto-réactivité basale relativement plus élevée ou plus faible en comparaison aux animaux adultes en bonne santé. Ces modulations pourraient avoir des conséquences importantes sur la fonction immunitaire et doivent être considérées pour le développement de futurs vaccins ou approches thérapeutiques chez ces populations. / Conventional ɑβ T cells express antigen receptors that can recognize and respond to a wide range of foreign pathogens. In parallel, critical mechanisms are in place to prevent T cells from reacting to self-antigens causing autoimmunity. To ensure the generation of a functional, diverse yet self-tolerant T cell pool, appropriate ɑβ T cell receptors (TCR) are selected in the thymus based on the quality and quantity of their interactions with self-peptides presented by the major histocompatibility complex (MHC) on thymic antigen presenting cells (APC). In neonates, cell-intrinsic and -extrinsic mechanisms influence TCR and self-peptide-MHC interactions resulting in a T cell pool that exhibits distinct functions as compared to their adult counterparts. Similarly, non-obese diabetic (NOD) mice, which contain autoreactive T cells that attack insulin-producing pancreatic β cells, carry genetic polymorphisms that can influence thymic selection. Therefore, we hypothesized that cell-intrinsic and -extrinsic factors modulate thymic selection throughout life and may ultimately contribute to the function and dysfunction of effector T cells. The overall perceived strength of TCR signaling during T cell development can be measured by several molecules, including CD5. We found that, in both mice and humans, the neonatal T cell pool is composed of T cells with higher CD5 levels than their adult counterparts. The increased CD5 levels are not due to defects in central tolerance. Instead, we demonstrated that thymic selection is altered in neonates. Thymocytes expressing a TCR with low affinity to self-antigen that develop in adults are not efficiently selected into the neonatal T cell pool. This shift in thymic selection thresholds skews the basal self-reactivity of the neonatal T cell repertoire and may explain, in part, differences in the neonatal versus adult response to infections. By comparing CD5 levels on thymocytes and peripheral T cells from diabetes-prone NOD mice with those from autoimmune-resistant C57BL/6 (B6) mice, we found that T cell populations in NOD mice do not necessarily perceive stronger TCR signals when interacting with self-antigens. Rather, NOD mice allow the differentiation of more CD4+ T cells and thymic Tregs with lower CD5 levels. This phenotype is strongly dependent on the NOD MHC locus. In contrast, CD5 levels on peripheral NOD CD8+ T cells are higher than those in the B6 mice that is likely due to a cell-intrinsic survival bias. These differences in CD5 levels in the NOD T cell pool have direct functional consequences and may contribute to the development or progression of autoimmune diabetes. Lastly, we investigated whether thymic selection is modulated by the co-signaling molecule, inducible T cell costimulator (ICOS). ICOS belongs to the CD28 family of co-signaling molecules and binds to the ICOS ligand (ICOSL). While other co-signaling molecules have been implicated in central tolerance, the role played by ICOS is unclear. We demonstrated that ICOSL is expressed by an array of thymic APCs important for central tolerance induction, and that ICOS is upregulated during thymic selection relative to the strength of TCR signaling the thymocytes perceive. We also provide, for the first time, evidence that the ICOS-ICOSL pathway may fine-tune negative selection. In conclusion, the results presented in this thesis demonstrate that thymic selection appears to be altered within the context of ontogeny and autoimmune diabetes, leading to the development of T cells with relatively higher or lower basal self-reactivity as compared to healthy adult animals. These modulations may have significant consequences on immune function and require careful consideration for future vaccination and therapeutic approaches within these populations.

Le domaine de l'apprentissage automatique a pour but la création d'agents synthétiques améliorant leurs performances avec l'expérience. Pour pouvoir se perfectionner, ces agents extraient des régularités statistiques de données incertaines et mettent à jour leur modèle du monde. Les probabilités bayésiennes sont un outil rationnel pour répondre à la problématique de l'apprentissage. Cependant, comme ce problème est souvent difficile, des solutions proposant un compromis entre précision et rapidité doivent être mises en oeuvre. Ce travail présente la méthode d'apprentissage bayésien, ses fondations philosophiques et plusieurs applications innovantes. Nous nous intéressons d'abord à des questions d'apprentissage de paramètres. Dans ce cadre nous étudions deux problèmes d'analyse de données à variables cachées. Nous proposons d'abord une méthode bayésienne pour classer les joueurs d'échecs qui améliore sensiblement le système Elo. Le classement produit permet de répondre à des questions intéressantes comme celle de savoir qui fut le meilleur joueur d'échecs de tous les temps. Nous étudions aussi un système de filtrage collaboratif dont le but est de prévoir les goûts cinématographiques d'utilisateurs en fonction de leurs préférences passées. La deuxième partie de notre travail concerne l'apprentissage de modèles. D'abord nous nous intéressons à la sélection de variables pertinentes dans le cadre d'une application robotique. D'un point de vue cognitif, cette sélection permet au robot de transférer ses connaissances d'un domaine sensorimoteur vers un autre. Finalement, nous proposons une méthode permettant de découvrir automatiquement une nouvelle variable cachée afin de mieux modéliser l'environnement d'un robot.