L'objectif de cette étude est de développer des « outils vecteur d'ADN » à base de polymères. Les nanoparticules développées ont été formulées par nanoprécipitation ou par double émulsion et évaporation de solvant, et on été caractérisées physicochimiquement comprenant la détermination de la taille, le potentiel zêta et la quantité d'ADN adsorbée à leur surface. La cytotoxicité et l'efficacité de transfection des différents vecteurs d'ADN ont été étudiées sur différentes lignées cellulaires. Pour améliorer le franchissement des membranes cellulaires, la technique d'internalisation photochimique a été utilisée. L'association des vecteurs à cette méthodologie n'a pas atteint les résultats escomptés, les vecteurs synthétisés représentent à nos yeux une alternative prometteuse en thérapie génique pour élaborer des outils stables, efficaces pour le transport d'acides nucléiques dans les cellules et utilisables directement au chevet du patient / The aim of this study is to develop non-viral delivery systems for DNA. Nanoparticles were prepared by using nanoprecipitation and double emulsion methods. The nanoparticles were characterized physicochemical. Cytotoxicity and transfection efficiency of nanoparticles were performed in different cell lines. Cytotoxicity tests based on mitochondrial activity revealed that all type of nanoparticles had limited cytotoxicity, but depending on both the cell type and the nanoparticles concentration. In order to increase transfection efficiency, photochemical internalization was used to improve endosomal release of nanoparticles. All the results revealed the difficulty to elaborate an efficient DNA vector presenting a low cytotoxicity

Les nucléomodulines sont des protéines produites par des bactéries parasites intracellulaires et qui sont importées dans le noyau des cellules infectées pour y moduler l'expression génique et contribuer ainsi à la virulence de la bactéries. L'identification de nucléomodulines chez plusieurs espèces de bactéries pathogènes a fait émerger ce concept comme une stratégie supplémentaire utilisée par les parasites intracellulaires pour contourner les moyens de défense de l'hôte. Le but de cette thèse était d'identifier et d'analyser d'éventuelles nucléomodulines produites par l'agent étiologique de la tuberculose, la bactérie Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Nous avons tout d'abord analysé le génome de Mtb, à la recherche de gènes dont les produits portent des séquences analogues aux séquences de localisation nucléaire des eucaryotes (NLS). Nous avons pu identifier deux gènes de Mtb, Rv0229c et Rv3876, qui codent des protéines sécrétées dans le milieu de culture et qui se localisent dans le noyau lorsqu'elles sont exprimées dans des cellules épithéliales ou dans des macrophages murins ou humains. Les NLS de ces deux protéines ont été identifiées et leur modification abolit la localisation nucléaire dans les cellules eucaryotes. Le gène Rv0229c est trouvé spécifiquement dans le génome des espèces pathogènes du complexe Mtb. Ce gène semble avoir été acquis récemment par l'ancêtre de Mtb, via un transfert génétique horizontal. Rv3876 est plus généralement distribué chez les mycobactéries, et appartient à une région génomique codant un système de sécrétion type VII, ESX1, essentiel pour la virulence de Mtb. Les travaux en cours visent à analyser la dynamique de ces deux protéines au cours de l'infection de macrophages ou de modèles animaux, et leur rôle en tant que modulateurs de l'expression génique des cellules infectées et dans la virulence de Mtb. / The nuclear targeting of bacterial proteins that modify host cell gene expression, the so-called nucleomodulins, has emerged as a novel mechanism contributing to virulence of several intracellular pathogens. The goal of this study was to identify nucleomodulins produced by Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the causative agent of tuberculosis (TB), and to investigate their role upon infection of the host. We first performed a screening of Mtb genome in search of genes encoding proteins with putative eukaryotic-like nuclear localization signals (NLS). We identified two genes of Mtb, Rv0229c and Rv3876, encoding proteins that are secreted in the medium by Mtb and are localized into the nucleus when expressed in epithelial cells or in human or murine macrophages. The NLSs of these two proteins were identified and found to be essential for their nuclear localization. The gene Rv0229c, a putative RNase, is present only in pathogen species of the Mtb complex and seems to have been recently acquired by horizontal gene transfer (HGT). Rv3876 appears more widely distributed in mycobacteria, and belongs to a chromosomal region encoding proteins of the type VII secretion system ESX1, essential for virulence. Ongoing studies are currently investigating the dynamics of these proteins upon infection of host cells, and their putative role in the modulation of host cell gene expression and Mtb virulence.

Le transfert horizontal participe à l'évolution rapide des génomes bactériens. Les éléments intégratifs et conjugatifs (ICE) sont des îlots génomiques capables de se transférer par conjugaison vers une bactérie receveuse. Streptococcus agalactiae est une bactérie pathogène opportuniste qui est à l'origine de problèmes sanitaires et économiques majeurs. Des études ont révélé la présence de nombreux ICE chez cette espèce, notamment à l'extrémité 3' d?un gène codant un ARNtLys. La fonctionnalité de l'ICE intégré à ce locus chez la souche 515 de S. agalactiae a été démontrée. Les fonctions véhiculées par ICE_515_tRNALys et pouvant conférer un avantage adaptatif ont été caractérisées et leur transfert vers d'autres espèces a été évalué. Les résultats ont montré que l'ICE confère à S. agalactiae des propriétés d'adhésion à l'hôte et de formation de biofilm et pourrait être impliqué dans l'agrégation cellulaire. Un antigène I/II codé par l'ICE est impliqué dans des phénotypes d'adhésion. De plus, un nouveau facteur co-hémolytique de type CAMP, codé par l'ICE et qui pourrait être impliqué dans la virulence et la survie des souches, a été caractérisé. La fonctionnalité de ces facteurs de virulence chez des espèces bactériennes pathogènes et non pathogènes a été établie. Les travaux ont également révélé la prévalence et la dynamique évolutive des ICE appartenant à la famille d'ICE_515_tRNALys et des fonctions adaptatives codées par ces éléments chez plusieurs espèces de streptocoques. En conclusion, les ICE de la famille d'ICE_515_tRNALys représentent des vecteurs de traits phénotypiques importants pour la virulence et la survie chez les streptocoques / Horizontal gene transfer is a rapid mechanism of evolution. Integrative and conjugative elements (ICEs) are genomic islands which can transfer by conjugation to recipient bacteria. Streptococcus agalactiae is a human and animal opportunistic pathogen that is responsible for major health and economic problems. Studies revealed the presence of numerous ICEs in S. agalactiae, in particular at the 3' end of a tRNALys encoding gene. The functionality of the element present in strain S. agalactiae 515 was demonstrated and was thus chosen as a model for this study. This work focused on the characterization of adaptive and virulence functions encoded by ICE_515_tRNALys and their transfer to other species. Results indicated that this ICE confers adhesion properties to host, increases biofilm formation and may be involved in cell aggregation. A new protein belonging to the antigens I/II family is involved in fibronectin binding and contributes to the biofilm phenotype. In addition, a new co-hemolytic CAMP factor encoded by ICE_515_tRNALys, which could be involved in virulence and bacterial survival, was identified and characterized. These virulence factors are functional in other bacterial species. This work also revealed the prevalence and evolutionary dynamics of ICE belonging to the family of ICE_515_tRNALys and adaptive functions encoded by these elements in several species of streptococci. In conclusion, ICEs of the ICE_515_tRNALys family represent vectors of phenotypic features important for virulence and survival in streptococci