Les canaux sensibles à l'ATP (KATP) résultent de l'association unique d'une protéine ABC (le récepteur des sulfonylurées, SUR) et d'un canal potassique rectifiant entrant (Kir6.x). Suite à la liaison de divers effecteurs (nucléotides, molécules pharmacologiques), SUR module l'activité de Kir6.x. Dans l'organisme, les canaux KATP lient le niveau énergétique de la cellule au potentiel membranaire. De ce fait, leur implication dans diverses fonctions physiologiques telles que la sécrétion pancréatique d'insuline ou le contrôle du tonus vasculaire en fait des cibles thérapeutiques. Ainsi, dans le cadre d'une collaboration, nous avons testé des composés (dérivés benzothiazine) sur le canal KATP. Quatre d'entre eux se sont avérés être des ouvreurs des canaux KATP. Nous avons également exploré l'effet de deux insecticides, l'amitraz et le diflubenzuron sur le canal KATP. En outre, dans une optique de généralisation du concept d'Ion Channel-Coupled Receptor (ICCR) mis au point par l'équipe, nous avons élaboré des biocapteurs reposant sur l'assemblage de récepteurs couplés aux protéines G (GPCR) et Kir6.2. Cette association, inspirée par le canal KATP, est réalisée de telle manière que la fixation d'un ligand sur le GPCR entraîne la modulation de l'activité de Kir6.2. L'ingénierie moléculaire nous a permis de fusionner Kir6.2 aux récepteurs β2 adrénergique, dopaminergique D3, cannabinoïde 1 (CB1), des CC-chimiokines 2 et à l'opsine. La méthode de double-microélectrodes nous a permis d'identifier trois ICCR fonctionnels basés sur les récepteurs β2, D3 et CB1. Ces biocapteurs présentent des applications dans le cadre du criblage haut débit, la caractérisation fonctionnelle des GPCR ou la compréhension de la régulation de l'activité de Kir6.2.

Ce travail consiste en une analyse statistique de la séparation des sources des enregistrements d'imagerie VSD afin de 1) séparer le signal neuronal des artefacts, et 2) d'étudier la dynamique des motifs spatio-temporels de l'activité créés par les populations neuronales qui partagent des statistiques communes. À cette fin, nous avons effectué des enregistrements en imagerie VSD des zones 17 et 18 du cortex du chat anesthésié et paralysé, en réponse à des réseaux sinusoïdaux de luminance en mouvement et en plein champ. Nous avons développé une méthode d'analyse pour l'imagerie VSD qui sépare la réponse neuronale des artefacts, et extrait les motifs de l'activité qui sont fonctionnellement liés à des populations différentiables. Notre méthode de débruitage permet d'effectuer des analyses sur des essais unitaires, par exemple pour étudier la variabilité intrinsèque de chaque réponse de la population neuronale enregistrée pour une même stimulation. En outre, nous avons pu séparer des populations de neurones qui montrent différents profils de réponse à l'orientation et/ou à la direction des stimuli à l'aide de la PCA et de l'ICA. La compression et la projection de l'activité de V1 sur trois axes de composantes principales nous a permis d'étudier la dynamique des états corticaux et de démontrer la séparabilité des trajectoires d'état en fonction de l'orientation. Nos résultats indiquent que le codage neuronal de la préférence à l'orientation au niveau de la population plutôt que des canaux individuels est plus efficace. Nous espérons à l'avenir fournir un cadre de mesure pour la quantification et l'interprétation des réponses à des stimuli plus naturels

Le cerveau des mammifères est composé de deux hémisphères. Bien qu'anatomiquement séparés, ceux-ci coopèrent l'un avec l'autre par l'intermédiaire de faisceaux de fibres qui constituent les commissures cérébrales. Parmi ces commissures, le corps calleux est la plus importante, tout au moins par le nombre de fibres qui la constitue (200 à 800 millions suivant les espèces). Bien que le rôle de cette commissure soit resté longtemps inconnu, il est maintenant bien établi qu'elle transporte des messages aussi divers que des messages visuels, limbiques, auditifs, somesthésiques et moteurs d'un hémisphère à l'autre. En conséquence, le corps calleux s'est révélé être impliqué dans des fonctions cognitives supérieures telles la perception sensorielle, l'apprentissage, la mémoire et la motricité. En dépit de l'établissement de ces concepts importants, la connaissance du corps calleux et de son rôle dans les fonctions cognitives supérieures restent encore extrêmement incomplètes que ce soit au cours du développement ou chez l'adulte. Or, ces questions sont essentielles puisqu'elles posent directement le problème du rôle de l'intégration interhémisphérique dans l'élaboration des fonctions cognitives dans les conditions normales; elles touchent également le problème du rôle de cette même intégration dans les processus de réorganisation et de compensation qui peuvent se développer dans les conditions pathologiques, conduisant à une restructuration des fonctions cognitives. Ce travail de thèse a été réalisé dans le contexte expérimental de C. Milleret et de ses collaborateurs qui étudient les caractéristiques anatomo-fonctionnelles et topographiques des cartes corticales calleuses localisées au niveau des aires visuelles corticales primaires 17 et 18 de chaque hémisphère chez le mammifère et qui sont associées au traitement de la région médiane verticale centrale du champ visuel. Cette région centrale du champ visuel est des plus stratégiques d'un point de vue perceptif puisqu'elle participe à la fusion des deux hémichamps visuels. En utilisant les techniques d'électrophysiologies in vivo et anatomiques (reconstructions 3D d'axones marqués à la biocytine), il a déjà été montré que ces connexions interhémisphériques sont presque exclusivement limitées à la bordure de transition entre les aires visuelle primaires A17 et A18. De plus, les neurones des aires visuels primaires qui sont activés par les axones interhémisphériques présentent des caractéristiques fonctionnelles bien précises. Certaines caractéristiques anatomo-fonctionnelles et topographiques des cartes corticales calleuses sont déjà bien identifiées mais elle se révèlent encore insuffisantes pour préciser le rôle du corps calleux dans les processus d'intégration visuelle interhémisphérique, en particulier en l'absence de données précises des caractéristiques dans les domaines temporels et spatiaux et la façon dont elles sont modifiées dans des conditions de développent visuel asymétriques. Ceci résulte aussi du faible nombre de travaux faisant appel à une approche computationnelle et la modélisation pour aborder ces questions. En particulier, les relations entre les caractéristiques morphologiques des axones calleux et les propriétés spatiales (cartes fonctionnelles) et temporelles (latences de transfert et propriétés spectrales) des populations neurales qu'elle mettent en relation sont encore très imprécises. Caractérisation quantitative des distributions des terminaisons d'axones calleux. Dans sa première partie, notre étude propose de préciser les extensions spatiales et les caractéristiques morphologiques des arborisations d'axones calleux obtenus dans les conditions de développement visuel normal (NR) et dans les conditions de déprivation monoculaire précoces (MD) afin de les différentier quantitativement. Dans cet objectif, deux groupes d'axones reconstruits en 3D sont tout d'abord décrits qualitativement par les méthodes conventionnelles d'anatomie. Cette méthode rencontre néanmoins des difficultés pour caractériser précisément les morphologies des axones, en particulier l'extension de leur terminaisons sur la surface du cortex, leur orientation et leur degré de fragmentation. Pour répondre à ces questions, deux méthodes computationnelles complémentaires et de complexité croissante ont été développées pour caractériser les distributions de terminaison axonales calleuses et mettre en évidences les différences entre les deux groupes. Celles-ci nous ont permis de montrer les plus grandes extensions spatiales ainsi que le plus grand degré de fragmentation des distributions des terminaisons des axones calleux du groupe MD. Dans un dernier chapitre, la simulation de propagation de potentiel d'action dans les structures axonales a permis de montrer que les différences morphologiques constatées dans le groupe MD, ne semblent pas se répercuter sur la dispersion temporelle du signal entre les terminaisons. Ainsi, la distribution temporelle du signal controlatéral demeure pour la grande majorité confinée dans un intervalle inférieur à 2ms, dispersion compatible avec des hypothèses de synchronisation. Développement de la technique d'imagerie optique par colorant sensibles au potentiels Avec la perspective d'explorer expérimentalement les propriétés spatio-temporelles de l'intégration visuelle interhémisphérique et afin de corroborer les résultats présenté dans la première partie de la thèse, la mise en place d'un poste expérimental d'imagerie optique au sein de notre laboratoire est présentée dans la deuxième partie. Cette méthode permet de visualiser in vivo les domaines d'activation spécifique à différents attributs au sein des cartes corticales calleuses et d'approcher certaines caractéristiques temporelles de l'activité neuronale. Réalisé en parallèle avec les travaux de modélisation des axones calleux, le montage complet du poste a montré d'abord permis de cerner les limitations du système initial. Dans un deuxième temps l'adaptation du système à la problématique interhémisphérique, réalisée au fils des mois, a montré d'importants progrès après plusieurs modifications spécifiques. La mise en place du poste expérimental a pu bénéficier de l'expertise en imagerie optique de l'équipe de recherche du Dr. S. Tanaka au RIKEN Brain Science Institute au Japon, où l'auteur a effectué plusieurs séjours au cours desquelles ont pu être initiées un certain nombres d'adaptation importantes comme le développement du protocole d'enregistrement en Voltage Sensitive Dye (VSD), permettant l'enregistrement de l'activité neurale avec un grande précision temporelle, ainsi que le développement de techniques de traitement des signaux appropriées. La mise en place du poste expérimental dans les locaux parisiens a pu être achevée fin 2006 avec l'obtention de données prometteuses pour la poursuite du programme expérimental, comme l'enregistrement à 3 ms/image de l'activation corticale bilatérale et ainsi que celle du transfert interhémisphérique. Ces résultats ouvrent les perspectives de recherche visant la combinaison des données anatomiques morphologiques avec les données d'enregistrement d'activations spatio-temporelles in vivo de l'intégration visuelle hémisphérique au sein des cortex visuels primaires.

Qu'est-ce qui pousse les citadins à jardiner, dans des contextes souvent peu favorables, les abords de leur logement ? Guidé par cette question, notre travail se focalise sur les pratiques habitantes du jardin privé de type balcon, loggia, terrasse et pied d'immeuble. Parmi les nombreux travaux consacrés à l'étude des modes d'habiter urbains, peu se sont jusque-là spécifiquement intéressés au rôle du "petit" jardin. Comment ce petit jardin - et en particulier son jardinage - permet-il à la fois de se ménager un chez-soi et de cohabiter avec ses voisins ? C'est cette problématique que nous avons explorée en inscrivant notre travail dans le champ des ambiances architecturales et urbaines, c'est-à-dire en faisant de l'environnement sensible une clé de lecture privilégiée des pratiques habitantes jardinières. Notre enquête a porté sur quinze ensembles de logements grenoblois et parisiens situés en milieu urbain dense. Sur une période de quatre ans, elle s'est déployée autour du recueil de la parole habitante, couplée à des observations ethnographiques. Adoptant une approche pluridisciplinaire qui croise les dimensions spatiales, horticoles, sociales et sensibles du jardin, l'analyse s'attache à élaborer une typologie de configurations de jardins à partir de quatre critères : la morphologie (horticole et paysagère) des jardins, leur imaginaire, les perceptions sensibles et les tactiques habitantes dont ils sont le support. Cette typologie propose une rhétorique jardinière explicitant les formes de liens et de ruptures que les habitants créent entre eux et leurs voisins, entre leur logement et leur jardin, entre leur jardin et le voisinage et entre leur jardin et la ville. Elle intéresse directement la programmation et la conception des abords de l'habitat en questionnant les manières de composer le jardin et ses articulations au logement, d'agencer les logements entre eux et de penser le rapport du logement à la ville par le biais du jardin. Deux expériences pédagogiques réalisées à la fin de la recherche rendent compte de ce potentiel. Plus largement, cette recherche ouvre vers l'hypothèse selon laquelle les enjeux de l'habiter urbain se situeraient à la lisière jardinée entre un chez-soi (qu'il soit privé ou public) et la ville.

Comme je suis particulièrement intéressé par les nanosciences et les nombreuses applications des nanotechnologies, je me suis penché sur le développement de méthodes de fabrication de nanoparticules ultra-petites dont les fonctions peuvent être ajustées avec précision. Récemment, une nouvelle technologie appelée « technologie d’une seule chaîne », c’est-à-dire qui utilise une seule chaîne polymère, est devenue un sujet de recherche de plus en plus motivant pour la communauté scientifique. Cette technologie a l’avantage de dépendre d’une méthode facile de préparation de nanoparticules polymères d’une seule chaîne (SCNPs) et ayant des dimensions typiques de 1,5 à 20 nm. Leurs tailles ultra petites leur confèrent des propriétés spécifiques, ce qui permet de les utiliser comme capteurs, systèmes catalytiques, revêtements à faible viscosité, nanoréacteurs ou pour des applications biomédicales. Grâce aux contributions de nombreux scientifiques durant la dernière décennie, les méthodes de synthèse des SCNPs sont devenues très variées et représentent une technologie désormais mature. Néanmoins, de nombreux problèmes sont à résoudre dans ce domaine, ce qui permettra d’ajouter de nouvelles fonctions ou de les valoriser pour de nouvelles applications. Les polymères sensibles à plusieurs stimuli sont une classe de matériaux intelligents dont les propriétés peuvent être modifiées par l’application d’un stimulus extérieur. Ils sont utilisés extensivement dans les domaines énergétique et biomédical. Comme leurs propriétés physiques et chimiques peuvent être modifiées aisément et efficacement par un contrôle de leur environnement externe, ces polymères sont des candidats pour fabriquer de nouvelles SCNPs. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au développement de SCNPs ayant de multiples fonctionnalités car cela permet d’ouvrir la voie pour de nouvelles applications. Pour cela, de nombreux polymères sensibles à plusieurs stimuli ont été préparés comme précurseurs à des SCNPs. En concevant spécifiquement ces polymères, il fut possible d’ajouter leurs propriétés de réponse à des stimuli dans les systèmes SCNPs. Le cœur même de cette thèse consiste en trois projets qui utilisèrent trois classes de SCNPs provenant de polymères sensibles aux stimuli. Grâce à leur réponse à plusieurs stimuli, ces SCNPs remplirent de nombreuses fonctions et subirent des modifications soit de leur structure, soit de leur morphologie, soit de leurs propriétés. Et en plus de la variété de fonctions, chaque classe de SCNPs a le potentiel pour de nombreuses applications. Dans la première étude présentée dans cette thèse (chapitre 1), nous avons préparé une classe de SCNPs photodégradables ayant une taille ajustable et inférieure à 10 nm. Il s’agit de polyesters rendus photosensibles par la présence de coumarines à l’intérieur de la chaîne principale (nommés CAPPG) grâce à la copolymérisation de coumarine diol, d’acide adipique et de propylène glycol (PPG). Cette incorporation de coumarines dans la chaîne principale permet au polymère d’être photosensible par deux façons. En effet, les coumarines peuvent se photo-dimériser, lorsqu’elles sont irradiées par des rayonnements UV (> 320 nm) en des cyclobutanes qui peuvent être ouverts à nouveau par d’autres rayonnements UV (254 nm) permettant la restauration des coumarines initiales. Cela a permis la création de SCNPs de tailles inférieures à 10 nm et incluant des propriétés de photodégradation. Cette propriété a été démontrée par une irradiation de 3 h avec des chaînes polymères de 13220 g/mol à 1385 g/mol dans les SCNPs. La taille de ces SNCPs (caractérisée par leur rayon hydrodynamique) peut être modifiée entre 3 nm et 5,3 nm en modifiant le taux de dimérisation des coumarines, ce qui est aisément obtenu en ajustant le temps d’irradiation UV. Les résultats ont démontré que cette méthode permet un contrôle aisé de la taille des SCNPs sans avoir recours à la synthèse de nombreux polymères précurseurs. Finalement, comme le polyester était biodégradable et biocompatible, ces SCNPs peuvent être exploitées pour des applications biomédicales. Dans la deuxième étude effectuée au cours de cette thèse (chapitre 2), nous avons préparé un nouveau type de SCNPs multifonctionnel à partir d’un polymère cristallin liquide. Il s’agit du polyméthacrylate de [2- (7-méthylcoumaryl) oxyéthyle - co - 6-[4-(4’-méthoxyphenylazo) phénoxy] hexyle] (PAzoMACMA). Les groupements latéraux du polymère contiennent, en majorité, des azobenzènes photoisomérisables et, en minorité, des coumarines photodimérisables. Les azobenzènes servent de mésogènes pour la formation de cristaux liquides alors que les coumarines ont été utilisées pour une réticulation photoinduite et intrachaîne. Malgré les dimensions inférieures à 15 nm, le confinement et la réticulation, les phases cristallines liquides (LC) persistèrent même dans les SCNPs. Ces SCNPs cristaux liquides (LC-SCNPs) présentèrent un certain nombre de propriétés intéressantes et particulières. Alors que leurs dispersions dans le THF n’étaient pas fluorescentes, celles dans le chloroforme l’étaient. En plus, ces nanoparticules s’aggloméraient quelque peu dans le chloroforme ce qui induisait des fluorescences différentes entre des SCNPs riches en isomères cis ou riches en isomères trans des azobenzènes. A cause de la photoisomérisation des azobenzènes, ces LC-SCNPs se déformaient sous irradiation comme le font les microparticules ou les colloïdes contenant des azobenzènes. Cependant, la déformation de ces nanoparticules dépend de la longueur d’onde de lumière polarisée. Alors que sous irradiation UV polarisée à 365 nm, l’élongation des SCNPs était perpendiculaire à la polarisation de la lumière incidente, sous irradiation visible polarisée entre 400 et 500 nm, l’étirement se faisait parallèlement à la polarisation. Finalement, un nanocomposite fut préparé par dispersion de LC-SCNPs dans une matrice de polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Si celui-ci était étiré mécaniquement, les azobenzènes s’orientaient dans la direction de la déformation induite. Ces propriétés intéressantes des LC-SCNPs que cette étude a permis de dévoiler, suggèrent de nouvelles applications potentielles. Dans la troisième étude de cette thèse (chapitre 3), nous avons préparé une classe de SCNPs sensibles à la présence de CO2 et leurs agrégats micellaires auto-assemblés. D’un côté, des SCNPs ont été préparées à partir d’un polyméthacrylate de {(N, N-diméthylaminoéthyle)-co-4-méthyl-[7-(méthacryloyl)-oxyéthyl-oxy] coumaryle} (PDMAEMA-co-CMA). Lorsqu’elles sont dispersées en solution aqueuse, les nanoparticules individuelles peuvent subir des cycles réversibles d’expansion et de rétrécissement sous une stimulation alternative de CO2 et de N2 qui vont protoner et déprotoner les amines tertiaires. D’un autre côté, des SCNPs de type ‘Janus’ (SCJNPs) ont été préparées à partir d’un copolymère dibloc amphiphile : PS-b-P(DMAEMA-co-CMA) (PS correspond au polystyrène qui est hydrophobe). Ce type de SCJNPs peut s’autoassembler sous forme de micelles en solution aqueuse. Sous stimulation CO2 ou N2, l’expansion ou le rétrécissement à l’intérieur des particules permet de grands changements de volume. En plus, ces particules ont été étudiées comme potentiels nanoréacteurs pour des nanoparticules d’or (AuNPs) que ce soit sous formes SCNPs ou micelles SCJNPs. La vitesse de formation des AuNPs augmente sous bullage de CO2 et décroît sous N2. Cela permet de rendre possible cette réaction contrôlable par ces deux gaz. Qui plus est, utiliser des micelles de SCJNPs dont le volume peut être modifié sur un large intervalle en changeant l’intensité de la stimulation de CO2, permit d’obtenir des AuNPs de taille variable. / Abstract : With interests on nanoscience and nanotechnology for many applications, there is a demand for development of fabrication technology of ultra-small nano-size objects that allow for precise size control and tailored functionality. Recently, a new technology called ‘single-chain technology’, which manipulates a single polymer chain, becomes a rapidly-growing research topic. This technology provides a facile method to prepare polymer single-chain nanoparticles (SCNPs) with a typical size of 1.5-20 nm. Due to the ultra-small size-enabled unique properties, SCNPs have wide range of applications, including sensor, catalytic system, low viscosity coating, nanoreactor and biomedical applications. Through the contributions by many scientists in the past decade, the synthetic methodologies to fabricate SCNPs have been reported using various chemistries and been getting mature. However, there are still several unsolved problems in the field of SCNPs including functions and application. Stimuli-responsive polymers, as a class of smart materials whose properties can be changed by responding to external stimuli, have been widely used in energy and biomedical applications. Since their chemical and physical properties can be changed easily and efficiently via environmental control, stimuli-responsive polymers provide a potential pathway to preparing functional SCNPs. In this thesis, we are focusing on developing functional SCNPs, especially systems with multi-functions, and expanding their applications. To achieve this target, various stimuli-responsive polymers were prepared as polymer precursors and their stimuli-responsive properties were introduced into the SCNP systems by rational design of their chemical structures. The core of this thesis is comprised of three projects which deal with three classes of SCNPs from stimuli-responsive polymers. These stimuli-responsive SCNPs perform multi-functions and undergo certain change either in structure or morphology and properties. In addition, according to their variety of functions, each class of multi-functional SCNPs has diverse potential applications. In the first study presented in the thesis (Chapter 1), we prepared a class of sub-10 nm photodegradable and size-tunable SCNPs based on photo-responsive main-chain coumarin-based polyesters Poly{[7-(hydroxypropoxy)-4-(hydroxymethyl)coumarin adipate]-co- (polypropylene glycol adipate)} (CAPPG) through copolymerization of coumarin diol, adipic acid and polypropylene glycol (PPG). By incorporating coumarin moieties into the chain backbone of a polyester, dual photo-responsive reaction, i.e. photo-dimerization (>320 nm) and photo-induced chain scission (254 nm), occur under two different wavelengths of UV irradiation, enabling the preparation of sub-10 nm SCNPs and their photo-degradation property. The photo-degradability of SCNPs is evidenced under 254 nm UV irradiation for 3 h, which molecular weight of SCNPs decreasing from 13220 g/mol to 1385 g/mol. Moreover, the size of SCNPs can be tunable from 5.3 nm to 3 nm (hydrodynamic diameter) by varying the dimerization degree of coumarin moieties, that is simply controlled by the UV irradiation time. These results demonstrate a facile method to control the size of SCNPs without the need for synthesizing different polymer precursors. Finally, due to the biocompatible and biodegradable nature of polyester as polymer precursor, the SCNPs with photo-degradability and size-tunability have the potential to be exploited for biomedical applications. In the second study realized in this thesis (Chapter 2), we prepared a new type of multi-functional SCNPs from a side-chain liquid crystalline polymer (SCLCP), namely poly{6-[4-(4-methoxyphenylazo) phenoxy]hexylmethacrylate-co-4-methyl-[7-(methacr-yloyl) oxy-ethyl-oxy]coumarin} (PAzoMACMA). The polymer’s side groups comprise photo-isomerizable azobenzene in majority and photo-dimerizable coumarin in minority, with the former as mesogens and the latter for intra-chain photo-crosslinking. Despite the sub-15 nm size, confinement and crosslinking, the liquid crystalline (LC) phases of bulk PAzoMACMA persist in SCLCPs. Such LC-SCNPs exhibit a number of interesting and peculiar properties. While their dispersion in THF is non-fluorescent, when dispersed in chloroform, the nanoparticles appear to agglomerate to certain degree and display significant fluorescence that is different for SCNPs rich in the trans or cis isomer of azobenzene. The azobenzene LC-SCNPs also undergo photo-induced deformation, similar to azobenzene micro- or colloidal particles. However, the elongational deformation of the nanoparticles is dependent upon the linearly polarized excitation wavelength. While under polarized 365 nm UV irradiation the SCNP stretching direction is perpendicular to the light polarization, under polarized 400-500 nm visible light irradiation, the stretching takes place along the light polarization direction. Finally, an all-polymer nanocomposite was prepared by dispersing the LC-SCNPs in poly(methyl methacrylate) (PMMA), and mechanically stretching-induced orientation of azobenzene mesogens developed along the strain direction. The interesting properties of LC-SCNPs unveiled in this study suggest new possibilities for applications including bio-imaging and LC materials. As the third study in this thesis (Chapter 3), we studied a class of CO2-responsive SCNPs and their self-assembled micellar aggregates. On one hand, SCNPs are prepared from a random copolymer of poly{(N,N-dimethylaminoethyl methacrylate)-co-4-methyl-[7-(methacryloyl)oxyethyl-oxy]coumarin} (P(DMAEMA-co-CMA)). When dispersed in aqueous solution, individual nanoparticles can undergo reversible swelling/shrinking under alternating CO2/N2 stimulation as a result of the reversible protonation/deprotonation of tertiary amine groups. On the other hand, tadpole-like single-chain ‘Janus’ nanoparticles (SCJNPs) are prepared using an amphiphilic diblock copolymer of PS-b-P(DMAEMA-co-CMA) (PS is hydrophobic polystyrene). This type of SCJNPs can self-assemble into core-shell micellar aggregates in aqueous solution. Under CO2/N2 stimulation, the collective swelling/shrinking of SCJNPs within the micelle results in large, reversible volume change. In addition, both P(DMAEMA-co-CMA) SCNPs and PS-b-P(DMAEMA-co-CMA) SCJNP micelles are explored as gas-tunable nanoreactors for gold nanoparticles (AuNPs). The rate of AuNP formation increases under CO2 stimulation and decreases upon N2 bubbling, which makes it possible to tune the reaction rate up and down (on/off switching) by using the two gases. Moreover, using the micelles of SCJNPs, whose volume can be controlled over a wide range by adjusting the CO2 stimulation strength, variable-size AuNPs and their aggregates are obtained with continuous redshift of the surface plasmon resonance (SPR) into the long wavelength visible light region.

Les cibles épigénétiques telles que les histones désacétylases (HDAC) sont étudiées comme nouveaux traitements anticancéreux, leur fonctionnement anormal étant associée aux processus cancéreux. De nombreux inhibiteurs de ces enzymes sont apparus tel que le SAHA ou le CI-994. Notre laboratoire a développé un nouvel analogue de la trichostatine A appelé NODH. Malgré leur activité anticancéreuse in vitro prometteuse, ces inhibiteurs souffrent de leur manque de solubilité, d'effets toxiques et de leur rapide métabolisation par l'organisme. Afin de pallier ces limitations, ces iHDAC peuvent être conjugués à des vecteurs capables de les transporter dans l'organisme et de les libérer une fois la cible tumorale atteinte. Ce travail de thèse a consisté dans un premier temps à développer des prodrogues acido-sensibles capable de libérer la substance active après endocytose par les cellules. Ces systèmes ont été appliqués aux trois iHDAC SAHA, CI-994 et NODH. Les prodrogues développées ont ensuite été accrochées sur des nanoparticules polymériques connues pour leur biocompatibilité et leur accumulation dans les tumeurs grâce à l'effet EPR. L'activité anticancéreuse de certaines nanoparticules a été validée par des tests in vitro et in vivo. Un deuxième travail a été entrepris concernant la préparation de prodrogues fluorescentes pH labiles capables de libérer la substance active et de moduler la fluorescence par la variation du pH. La dernière partie de ce travail a été consacrée à la mise au point d'une nouvelle méthode de synthèse par voie superacide potentiellement stéréosélective de benzofuranones nécessaires à la préparation d'analogues de NODH. / Epigenetic targets like histone deacetylases (HDAC) are studied as new anticancer treatments, their dysfunctioning being associated to cancer mechanisms. Several epigenetic target inhibitors have been developed like SAHA or CI-994. Our group has developed a new trichostatin A analogue called NODH. Despite their promising in vitro anticancer effect, these inhibitors suffer from lack of solubility, toxic effects and rapid clearance. These constrains make the HDACi good candidates for ligation to vectors able to carry them in the body and to release them when the tumor is reached. The first part of this thesis work has focused on the development of acid sensitive prodrugs able to release an active substance after cellular internalization by endocytosis. These systems were applied to three HDACi SAHA, CI-994 and NODH. These prodrugs were then conjugated to polymeric nanoparticles known for their biocompatibility and their accumulation in tumors exploiting the EPR effect. The anticancer activity of some nanoparticles has been validated by in vitro and in vivo tests. The second part of this work was carried out in order to prepare pH sensitive fluorescent prodrugs able to release the active molecule and to modulate the fluorescent effect by pH changes. The last part of this work was dedicated for the development of a new synthesis in suparacid potentially stereoselective of several benzofuranones required for the preparation of NODH analogs.

Les systèmes moléculaires sont constitués d'unités distinctes, qui se coordonnent pour permettre l'émergence d'une propriété, ou d'un comportement complexe. Les molécules entrelacées, et notamment les rotaxanes, sont des composés particulièrement adaptés à la réalisation de tels systèmes, en raison de la liaison mécanique qui les caractérise. Grâce au développement impressionnant des stratégies de synthèse permettant d'accéder de façon efficace à diverses architectures entrelacées, de nombreux systèmes fonctionnels ont été développés, et nous nous proposons d'enrichir ce panel à travers trois exemples.Nous avons élaboré le premier rotaxane enzymo-sensible capable de libérer sélectivement un agent anticancéreux, grâce aux actions successives de deux hydrolases. L'originalité de ce système réside dans l'ouverture contrôlée du macrocycle, qui conduit au désassemblage des constituants entrelacés. Notre rotaxane enzymo-sensible est stable dans le plasma et déclenche de façon autonome l'activité du paclitaxel au sein des cellules cancéreuses.Dans un deuxième temps, nous avons étudié la synthèse stéréosélective de rotaxanes présentant une chiralité mécanique et ses applications dans le cadre du contrôle du mouvement à l'échelle moléculaire.Enfin, le dernier projet concerne le développement d'un système moléculaire capable de mimer le fonctionnement d'une enzyme. Ce système doit être en mesure de fonctionner de façon catalytique au sein d'un mélange pour conduire à la formation sélective d'une molécule parmi une multitude de possibilités. / Molecular systems are composed of distinct units that coordinate to allow the emergence of a property, or a complex behavior. Within this framework, the design of functional interlocked molecules programmed to perform specific tasks in response to an external stimulus has received considerable attention. The main goal of this thesis is to enrich this field of research through the study of three novel such functional systems. First of all, we developed the first enzyme-sensitive [2]rotaxane designed to release a potent anticancer drug within tumor cells. The molecular device includes a protective ring that prevents the premature liberation of the drug in plasma. However, once located inside cancer cells the [2]rotaxane leads to the release of the drug through the controlled disassembly of the mechanically interlocked components, in response to a determined sequence of two distinct enzymatic activations.We also studied the stereoselective synthesis of chiral rotaxanes with the aim to control the direction of the motion at molecular level. These [2]rotaxanes include a thread with two identical triazole stations that can interact with an unsymmetrical fluorinated macrocycle in the presence of cupper (I). We demonstrated that the interaction of the macrocycle with one or the other of the stations lead to the synthesis of two mechanical diastereoisomers.Finally, we attempted to develop a molecular system able to mimic the operation of an enzyme in a complex mixture. This system was designed to allow the selective formation of one particular molecule among several other possibilities in a catalytic way.

Les canaux potassiques (Kv) dépendants du voltage sont des protéines transmembranaires qui permettent le flux passif d’ions potassium à travers une membrane plasmique lorsque celle-ci est dépolarisée. Ils sont constitués de quatre domaines périphériques sensibles au voltage et un domaine central, un pore, qui délimite un chemin hydrophile pour le passage d’ions. Les domaines sensibles à la tension (VSD) et le pore sont couplés, ce qui signifie que l’activation des VSD déclenche l’ouverture du pore, et qu’un pore ouvert favorise l’activation des VSD. Le phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) est un lipide mineur du feuillet interne de la membrane plasmique. Ce lipide fortement chargé négativement module le fonctionnement de plusieurs canaux ioniques, y compris les membres de la famille Kv. En particulier, l’application de ce lipide à Kv1.2 et Kv7.1, deux canaux homologues, augmente leur courant ionique. Cependant, alors que Kv1.2 est capable de s’ouvrir en l’absence de PIP2, dans le cas de Kv7.1, ce lipide est absolument nécessaire pour l’ouverture du canal. En outre, dans Kv1.2, PIP2 induit une perte de fonction, qui est manifesté par un mouvement retardé des VSD. Jusqu’à présent, les mécanismes sous-jacents à de telles modulations des canaux Kv par PIP2 restent inconnus. Dans ce travail, nous tentons de faire la lumière sur ces mécanismes en utilisant des simulations de dynamique moléculaire (DM) combinées avec une approche expérimentale, entreprise par nos collaborateurs. En utilisant des simulations de DM sans contrainte, nous avons identifié les sites potentiels de liaison du PIP2 au Kv1.2. Dans l’un de ces sites, PIP2 interagit avec le canal de sorte à former des ponts salins dépendants de l’état du canal, soit avec le VSD soit avec le pore. Sur la base de ces résultats, nous proposons un modèle pour rationaliser les données expérimentales connues. En outre, nous avons cherché à évaluer quantitativement la perte de fonction induite par la présence de PIP2 au voisinage du VSD du Kv1.2. En particulier, nous avons calculé l’énergie libre des deux premières transitions le long de l’activation du VSD en présence et en l’absence de ce lipide. Nous avons constaté que PIP2 affecte à la fois la stabilité relative des états du VSD et les barrières d’énergie libre qui les séparent. Enfin, nous avons étudié les interactions entre PIP2 et un autre membre de la famille Kv, le canal Kv7.1 cardiaque. Dans le site de liaison de PIP2 que nous avons identifié pour ce canal, l’interaction entre les résidus positifs de Kv7.1 et le lipide sont dépendants de l’état du VSD, comme dans le cas de Kv1.2. On montre que cette interaction est importante pour le couplage entre les VSD et le pore, couplage qui est par ailleurs affaibli à cause de la répulsion électrostatique entre quelques résidus positifs. Ces résultats et prédictions ont été vérifiés par les données expérimentales obtenues par nos collaborateurs / Voltage-gated potassium (Kv) channels are transmembrane proteins that enable the passive flow of potassium ions across a plasma membrane when the latter is depolarized. They consist of four peripheral voltage sensor domains, responding to the applied voltage, and a central pore domain that encompasses a hydrophilic path for passing ions. The voltage sensors and the pore are coupled, meaning that the activation of the voltage sensors triggers the pore opening, and the open pore promotes the activation of the voltage sensors. Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) is a minor lipid of the inner plasma membrane leaflet. This highly negatively charged lipid was shown to modulate the functioning of several ion channels including members of the Kv family. In particular, application of this lipid to Kv1.2 and Kv7.1, two homologous channels, enhances their ionic current. However, while Kv1.2 is able to open without PIP2, in the case of Kv7.1, this lipid is absolutely required for opening. Additionally, in Kv1.2, PIP2 induces a loss of functioning, which is manifested by delayed motions of the voltage sensors. So far, the mechanism underlying the Kv channels modulation by PIP2 remains unknown. In the present manuscript, we attempt to shed light on this mechanism using molecular dynamics (MD) simulations combined with experiments, which was undertaken by our collaborators. Using unconstrained MD simulations, we have identified potential PIP2 binding sites in Kv1.2. In one of these sites, PIP2 interacts with the channel in a state-dependent manner forming salt bridges either with the voltage sensor or with the pore. Based on these findings, we propose a model rationalizing the known experimental data. Further, we aimed to estimate the loss of functioning effect induced by PIP2 on the Kv1.2 voltage sensors. In particular, we have calculated the free energy of the first two transitions along the activation path in the presence and absence of this lipid. We found that PIP2 affects both the relative stability of the voltage sensor states and the free energy barriers separating them. Finally, we studied the interactions between PIP2 and another member of the Kv family, the cardiac channel Kv7.1. In the PIP2 binding site that we have identified for this channel, the interaction between positive residues of Kv7.1 and the lipid was state-dependent, as in the case of Kv1.2. This state-dependent interaction, however, is prominent for coupling between the voltage sensors and the pore, which is otherwise weakened due to electrostatic repulsion of some positive residues. These findings are in a good agreement with the experimental data obtained by our collaborators

Cette recherche étudie la possibilité pour les enseignants d’arts plastiques au secondaire de permettre à leurs élèves de créer des oeuvres à partir de questions plus sensibles, comme le feraient de véritables artistes. Elle part de l’hypothèse que certains enseignants hésitent à approuver les intentions sensibles soumises spontanément par leurs élèves, allant même jusqu’à les interdire, ne sachant pas comment y répondre de façon satisfaisante. Elle souligne le fait que ce type de questions peut favoriser la création d’oeuvres pertinentes, authentiques et signifiantes, mais que cela exige des pratiques de régulation capables d ’amener les élèves à créer dans un contexte scolaire où le regard du public compte. Elle mise ainsi sur la possibilité de découvrir, de comprendre et de décrire le phénomène de la pratique de régulation des enseignants face aux questions sensibles soumises par leurs élèves afin de cibler les gestes susceptibles d’amener les élèves à développer une posture similaire à celle d’artistes professionnels. Elle s’appuie sur six composantes inhérentes à ce type de régulation : les questions sensibles, l ’enseignant, l’adolescent, la création, le contexte et le public. Il s’agit d ’une recherche descriptive, qui emprunte des éléments à la recherche phénoménologique et qui adopte un parcours en partie heuristique. Elle fait état de l’expérience de régulation des questions sensibles de la chercheure et de celle de cinq autres enseignants participants oeuvrant auprès d’élèves du secondaire dans un établissement scolaire du Québec. Les résultats de la recherche mettent en relief la nature et les finalités des gestes de régulation recensés par les participants et ils démontrent l ’importance de certains de ces gestes, dont ceux favorisant l’action conjointe ainsi que ceux servant à identifier les conditions favorables au travail des questions sensibles. La recherche prouve l’importance de la réflexion en continu dans le processus de régulation de ce type de questions, processus soutenu à la fois par les élèves et l ’enseignant qui travaillent de concert afin de faire progresser les intentions sensibles initiales qui s’actualisent et se précisent au fur et à mesure que progresse le travail de création. Elle montre également l ’importance de mettre en place une régulation qui tienne compte du public, de la diffusion des oeuvres sensibles faites en classe ainsi que des visées d ’exposition. / This research questions the possibility for secondary school visual arts teachers to allow their students to create artworks dealing with sensitive issues, the way real artists would. It is based on the hypothesis that some teachers are reluctant to accept sensitive intentions that are spontaneously submitted to them by their students, even going so far as to forbid them, because they do not know how to address these issues properly. The research emphasizes that exploring these issues can promote the creation of relevant, authentic and meaningful artworks, however, this requires regulatory measures capable of engaging students creating in a school context where public perception matters. The research is committed to the possibility of discovering, understanding and describing teachers’ regulatory measures when dealing with sensitive issues proposed by their students. It aims to identify actions that may help them develop a personal point of view, similar to those of professional artists. The study is based on six components that are inherent to these types of regulations: sensitive issues, teachers, teenagers, creation, context and audience. This research is descriptive, drawing from elements of phenomenological studies and adopting a partly heuristic approach. It reports on the researcher’s own experience addressing sensitive issues with these regulatory measures, as well as the experiences of five other participating teachers working with students in a secondary school in Quebec. The results of this research highlight the nature and purposes of the regulatory measures identified by the participants and reveal the significance of some of these measures, including those that promote joint action and those that help identify the most conducive conditions for working with sensitive issues. It proves that continuous reflection is essential during the process of regulating these types of questions. This process is carried out by both students and teachers, working together to develop the initial sensitive intentions that are actualized and clarified as the creative work progresses. The study also illustrates the importance of implementing regulations that consider the audience, the display of sensitive work in class and the objectives of the exhibit.

[EN] Studio Azzurro is, probably, the main exponent in the field of research, experimentation and artistic hybridization with regard to the audio-visual language and the new technologies, inside the current Italian scene. Founded in Milan in 1982 by three artists, Paolo Rosa, Fabio Cirifino and Leonardo Sangiorgi, from the beginning they have opted for the collaborative team work, distancing themselves from the opinions of the critique and from the art market. Characterized by a militant past of social activism through artistic practices of counter information, their international recognition is owed to, above all, their capacity to involve the viewer into the environment of their works, generating a sensitive and participative experience with narratives of poetical cut. Their extensive work includes languages such as film, photography, video-instalation, performing arts and interactive audio-visual projection. The trajectory of Studio Azzurro, their artistic legacy as well as their theoretical contribution, reveal the group as an exemplary case for analysing the artistic evolution of the new media in Italy from the 1970's to the present day. / [ES] Studio Azzurro es, probablemente, el mayor exponente en el ámbito de la investigación, experimentación e hibridación artística en lo referente al lenguaje audiovisual y las nuevas tecnologías, dentro del panorama actual italiano. Fundado en Milán en 1982 por tres artistas: Paolo Rosa, Fabio Cirifino y Leonardo Sangiorgi, han apostado desde el principio por el trabajo en grupo de carácter colaborativo, alejándose de los dictámenes de la crítica y del mercado del arte. Caracterizados por un pasado militante de activismo social a través de prácticas artísticas de contrainformación, su reconocimiento internacional se debe, sobre todo, a su capacidad de involucrar al espectador en el ambiente de sus obras, generando una experiencia sensorial y participativa con narrativas de corte poético. Su extensa obra abarca lenguajes como el cine, la fotografía, la videoinstalación, las artes escénicas y la proyección audiovisual interactiva. La trayectoria de Studio Azzurro, su legado artístico así como su testamento teórico, revelan al grupo como un caso de estudio ejemplar para analizar la evolución artística de los new media en Italia desde los años 70 hasta nuestros días. / [CA] Studio Azzurro és, probablement, el major exponent en l'àmbit de la investigació, experimentació i hibridació artística pel que fa al llenguatge audiovisual i les noves tecnologies, dins del panorama actual italià. Fundat a Milà el 1982 per tres artistes: Paolo Rosa, Fabio Cirifino i Leonardo Sangiorgi, aquests han apostat des del principi pel treball en grup de caràcter col·laboratiu, allunyant-se dels dictàmens de la crítica i del mercat de l'art. Caracteritzats per un passat militant d'activisme social a través de pràctiques artístiques de contrainformació, el seu reconeixement internacional es deu, sobretot, a la capacitat d'involucrar l'espectador en l'ambient de les seues obres, generant una experiència sensorial i participativa amb narratives de tall poètic. La seua extensa obra comprèn llenguatges com el cine, la fotografia, la videoinstal·lació, les arts escèniques i la projecció audiovisual interactiva. La trajectòria de Studio Azzurro, el seu llegat artístic com també el seu testament teòric, revelen el grup com un cas d'estudi exemplar per a analitzar l'evolució artística dels new media a Itàlia des dels anys 1970 fins als nostres dies. / Valdaliso Casanova, T. (2016). STUDIO AZZURRO: TRES DÉCADAS DE EXPERIMENTACIÓN EN LA CREACIÓN AUDIOVISUAL Y LOS ESPACIOS SENSORIALES [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62217