Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de la vie : Toxicologie de l'environnement : Metz : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2007. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 129-139.

Thèse de doctorat : Médecine. Immunologie : Nantes : 2007. / Bibliogr.

Thèse de doctorat : Biologie cellulaire et moléculaire : Orléans : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Environnement et santé : Nancy 1 : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre.

Les progrès récents dans la modélisation informatique des réseaux biologiques permettent maintenant aux chercheurs d'étudier le métabolisme cellulaire des organismes. Dans ce projet, ces approches ont été utilisées pour analyser le métabolisme de Trypanosoma brucei. Ce parasite protozoaire est responsable de la trypanosomiase africaine, une maladie mortelle chez l'homme et qui entraine des dégâts importants dans les élevages. Ce parasite est principalement retrouvé dans les régions d'Afrique sub-sahariennes. Durant cette thèse, des informations sur le métabolisme de T. brucei ont été recueillies à partir d'études publiées, bases de données et de communication personnelle avec des experts qui étudient les différents aspects du métabolisme des trypanosomatides. Cette information a été mise à disposition de la communauté à travers la base de données TrypanoCyc. La base de données a été publiée en Novembre 2014 et a eu plus de 4200 visiteurs provenant de plus de cent pays depuis Novembre 2015. Un modèle métabolique à l'échelle du génome de T. brucei a également été reconstruit sur la base des informations recueillies. Ce modèle a permis de faciliter l'étude du métabolisme de T. brucei en utilisant une approche de biologie des systèmes. Des algorithmes basés sur l'analyse de balance des flux ont été conçus pour optimiser la visualisation et l'étude des propriétés métaboliques du parasite. En utilisant l'algorithme iMat, des modèles spécifiques de la forme sanguine de T. brucei ont été générés à partir des informations fournies par les études publiées et les annotations présentent dans. Enfin, un algorithme a été conçu pour optimiser encore ces modèles spécifiques afin d'améliorer la cohérence de leurs prédictions avec les résultats publiés. Les modèles ainsi créés, spécifiques à la forme sanguine, ont montré une meilleure puissance prédictive que le modèle initial à l'échelle du génome, en particulier pour prédire le comportement métabolique spécifique de différents mutants de T. brucei. ABSTRACT : Recent advances in computational modelling of biological networks have helped researchers study the cellular metabolism of organisms. In this project, these approaches were used to analyze Trypanosoma brucei metabolism. This protozoan parasite is the causative agent of African trypanosomiasis, a lethal disease which has been responsible for huge loss of lives and livestock in Sub- Saharan Africa since ancient times. Information on T. brucei metabolism was gathered from published studies, databases and from personal communication with experts studying different areas of Trypanosomatid research. This information has been presented to the public through the TrypanoCyc Database, a community annotated T. brucei database. The database was published in November 2014 and has had over 4200 visitors from more than 100 countries as of November 2015. A manually curated genome-scale metabolic model for T. brucei was also built based on the gathered information to facilitate the study of T. brucei metabolism using systems biology approaches. Flux balance analysis based algorithms were designed to optimize visualization and study interesting metabolic properties. Blood-stream form specific metabolic models were generated using information available from published studies and the TrypanoCyc annotations with the help of the iMAT algorithm. Finally, an algorithm was designed to further optimize these stage specific models to improve the consistency of their predictions with results published in previous studies. These stage-specific models were observed to have a clear advantage over the genome-scale model when predicting stage-specific behaviour of T. brucei, particularly when predicting mutant behaviour.

Le mode de vie moderne a conduit à la contamination des lieux de vie domestique, professionnel et alimentaire par de nombreuses molécules chimiques de familles très variées (médicaments, pesticides, polluants industriels…). Ces produits peuvent jouer le rôle de perturbateurs du système hormonal, notamment au niveau du testicule. Les effets de ces produits sur la santé humaine sont très fréquemment exposés dans les médias ces dernières années, traduisant les inquiétudes et l’enjeu majeur de santé publique que représente l’étude de ces polluants chez les humains. Depuis quelques années, l’étude de certains paramètres de la fonction reproductrice masculine a montré une augmentation des cas de cancers testiculaires, malformations génitales ainsi qu’une diminution de la qualité du sperme. Afin d’expliquer ces constatations, l’hypothèse d’une exposition pendant la vie fœtal à ces perturbateurs endocriniens est la plus communément avancée. Cette thèse se propose d’étudier les conséquences d’une exposition à des mélanges de perturbateurs endocriniens présents dans l’environnement sur le testicule humain fœtal et adulte. Les résultats obtenus ont permis : 1) d’accroître la connaissance sur la santé reproductive de molécules jusqu’alors peu étudiées, 2) de mettre en évidence des effets combinés de molécules lorsqu’elles sont mélangées. Ces effets sont retrouvés de l’âge fœtal à l’âge adulte et posent ainsi la question des fenêtres critiques d’exposition. Nous avons montré pour la première fois sur un tissu humain complet que les effets des mélanges expérimentalement obtenus sont prévisibles par l’utilisation de la théorie de l’additivité des doses. Nous avons également pu mettre en évidence que l’effet anti-androgénique des molécules mélangées est potentialisé lors d’exposition multiple. Ces résultats, permette d’entrevoir une meilleure évaluation du risque cumulé pour des polluants environnementaux et chimiques. Ce travail ouvre la voie à une évaluation du risque cumulé entièrement prédictives, le test de toutes les combinaisons possibles devenant inutile. / A number of chemicals are capable of disrupting androgen production, but the possibility that they might act together to produce effects larger than those of the most effective component in the mixture has never been studied directly in human tissues. Suppression of androgen synthesis in fetal life can contribute to testis maldescent, malformations of the genitalia and poor semen quality. By using an organotypic culture system of human fetal testes, we conducted an unprecedented screening exercise in which 27 chemicals were tested for their possible anti-androgen effect. We demonstrate that several previously untested chemicals such as the pesticides imazalil and propiconazole and the industrial chemical bisphenol S (BPS), together with pharmaceuticals and pesticides, act jointly to exacerbate suppression of testosterone synthesis in the human fetal testis. This leads to considerable downward shifts of dose-response curves towards lower doses, at a particularly sensitive time when male sexual development is initiated. Our work reveals previously unrecognized risks to the developing fetus and provides the foundations of a predictive human mixture risk assessment approach. Our studies highlight concerns about the use of pharmaceutical in mixture during pregnancy and the impact on reproductive human health of multiple chemical exposure.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017. / Les canaux sodiques dépendants du voltage (NaV) participent à la genèse et la transmission de l'influx nerveux via l'initiation du potentiel d'action. Chez l'insecte, ces protéines sont la cible de nombreux insecticides neurotoxiques. Étant donné le déclin des populations d'insectes pollinisateurs observé récemment, il devient désormais important d'avoir des méthodes permettant le développement d'insecticides qui ne ciblent pas les pollinisateurs. L'objectif général de ma thèse a donc été de mettre au point des méthodes in-vitro et insilico pouvant être appliquées à grande échelle dans le but d'évaluer le risque potentiel que certains insecticides pourraient représenter pour l'abeille. Pour ce faire, nous avons procédé à la caractérisation biophysique et pharmacologique des canaux sodiques NaV1 et NaV2 d'abeille. Nous avons aussi créé un modèle moléculaire du canal NaV1 d'abeille permettant la conception rationnelle d'insecticides. De plus, nous avons caractérisé le canal NaV1 de Varroa destructor, un parasite important de l'abeille. Les études insérées dans cette thèse ont permis de démontrer que le canal NaV2 n'est pas une cible secondaire des insecticides pyréthroïdes. De plus, nous avons pu mesurer les effets et l'affinité d'insecticides sur leur cible moléculaire chez l'abeille suite à l'expression du canal NaV1 d'abeille en ovocyte de grenouille. Cela permet le criblage de composé à haut débit afin de sélectionner des composés représentant un faible risque pour l'abeille. De même, l'expression du canal NaV1 de Varroa destructor en système d'expression hétérologue permettrait l'utilisation de la méthode de criblage de composés à haut débit dans le but d'identifier des insecticides qui représentent un risque important pour cette peste. D'ailleurs, nous avons déterminé que le fluvalinate, un insecticide pyréthroïde utilisé pour contrôler les populations de Varroa destructor dans les ruches d'abeille, a une affinité différente pour le canal NaV1 d'abeille que pour celui de Varroa destructor. Cela indique une différence dans les sites de liaisons du composé qui pourrait éventuellement être exploitée. Mes travaux ouvrent donc la voie au développement de composés ciblant davantage des animaux nuisibles comme le Varroa destructor que des animaux utiles comme l'abeille. De plus, les caractérisations effectuées pourraient être utiles pour des études centrées sur les rôles et l'évolution des canaux ioniques appartenant aux familles NaV et CaV. / Voltage-gated sodium channels (NaV) are implicated in the genesis and transmission of action potentials. In insects, these proteins are the target of a number of neurotoxic insecticides. In the background of the pollinator decline observed recently, it has become necessary to develop insecticides which do not target beneficial insects such as bees. The main objective of my thesis was to develop in-vitro and in-silico methods which could be used on a large scale to evaluate the risk associated with the use of certain compounds for bees. To do so, we assessed the biophysical and pharmacological properties of the honeybee's NaV1 and NaV2 channels. We also created a molecular model for the NaV1 channel which enables the rational design of insecticides. Furthermore, we have characterized the Varroa destructor NaV1 channels. The investigations featured in this thesis demonstrate that the NaV2 channel is not a secondary target of pyrethroïd insecticides. However, following expression in frog oocytes, it is possible to quantify the effects and affinity of those insecticides for their molecular target in the honeybee, the NaV1 channel. This makes possible the use of high throughput screening technologies for the selection of insecticides which would represent a small risk for bees. Moreover, the expression of Varroa destructor NaV1 channels in frog oocytes enables the use of medium throughput screening technologies to identify compounds which could be deleterious for this pest. Indeed, we determined that fluvalinate, a pyrethroïd insecticide used to control Varroa population in honeybee hives, has an affinity for the honeybee NaV1 channel that is different than that for the Varroa channel. This indicates that the binding site of this compound on the Varroa channel would differ from the binding site on the bee channel. This difference could be exploited to improve the specificity of fluvalinate. The work presented here represents a first step in the development of methods which could be used to decrease the toxicity of insecticides for bees while increasing their specificity of against pests such as Varroa destructor. Furthermore, the characterizations performed provide new insights on topics such as the roles and the evolution of NaV et CaV channels.

L’évaluation du risque à la santé humaine (ÉRSH) doit s’adapter aux défis du 21e siècle, et la toxicogénomique est au cœur des changements que les agences réglementaires veulent implantés. Cependant, l’utilisation de données issues de la toxicogénomique en ÉRSH est encore marginale. L’objectif de cette étude est d’étudier l’état de l’utilisation de la toxicogénomique en ÉRSH au Canada et de caractériser, de façon exploratoire, les facteurs individuels et organisationnels entravant une telle utilisation. L’étude comporte deux volets. Le premier consistait en une enquête par questionnaire électronique menée auprès d’évaluateurs de risque canadiens. Vingt-neuf (29) participants ont complété et retourné le questionnaire. Le deuxième consistait en un examen de la portée des publications toxicogénomiques portant sur les trihalométhanes. L’examen de la portée a identifié 9 publications satisfaisant aux critères de sélection, lesquelles ont été incluses dans l’analyse. Les résultats démontrent que l’utilisation de la toxicogénomique en ÉRSH reste marginale, 85% des répondants au sondage ayant rapporté n’avoir jamais utilisé de telles données dans leur pratique. Le principal facteur individuel entravant l’utilisation de données toxicogénomiques en ÉRSH semble être le manque de connaissance en toxicogénomique chez les évaluateurs de risque (68% des répondants n’étant « pas » ou « peu familiers » avec le concept). Les principaux facteurs organisationnels identifiés sont le manque de lignes directrices guidant l’utilisation de la toxicogénomique en ÉRSH, et le manque de leadership et de soutien de la part des organisations envers le développement de telles lignes directrices ainsi qu'envers la formation des évaluateurs de risque. Les résultats de l’examen de la portée démontrent que la faible disponibilité (n=9) et la qualité faible ou incertaine des publications toxicogénomiques (3/9 satisfaisant aux critères de qualité) peuvent également être des freins importants. Les résultats permettent de suggérer des pistes d’interventions visant à appuyer l’application de la toxicogénomique en ÉRSH. / Human health risk assessment (HHRA) must be adapted to the challenges of the 21st century, and toxicogenomics data are at the centre of the paradigm that regulatory agencies worldwide are trying to implement. However, the use of toxicogenomics data in HHRA is still limited. The study aims to explore the state of the use of toxicogenomics in HHRA and to characterise individual and organisational factors that impede such a use. The study was conducted in two parts. The first part consisted in an online survey targeted at Canadian risk assessors. Twenty-nine (29) completed surveys were returned after two months of solicitation. The second part consisted in a scoping review of the toxicogenomics publications on trihalomethanes. The scoping review identified nine (9) publications satisfying the eligibility criteria, and were included in the analysis. Results show that the use of toxicogenomics in HHRA is still marginal, 85% of survey respondents having reported having never used such data in their practice. The main individual factor impeding the use of toxicogenomics in HHRA is the lack of knowledge of toxicogenomics by risk assessors (68% of respondents are “not at all” or “only a little” familiar with the concept). The main organisational factors are the lack of recognised guidelines guiding the use of toxicogenomics in HHRA, and the lack of leadership and support of organisations towards the development of such guidelines and towards training of risk assessors. Results from the scoping review show that the low availability (n=9) and the low or uncertain quality of toxicogenomics publications (3/9 satisfying the essential quality criteria) can also be an important barrier. The results allowed to suggest interventions aimed at supporting the use of toxicogenomics data in HHRA.

Th.--Pharm.--Paris, 1870?