Cette thèse présentait comme objectif mettre en évidence le potentiel apport de l’immuno-PCR dans le diagnostic des maladies infectieuses à travers 3 exemples. L’application de l’iPCR dans le diagnostic précoce de la fièvre Q aiguë via la détection des IgM Phase II anti Coxiella burnetii a permis de détecter 90% des sérums prélevés dans les 2 premières semaines après l’apparition des symptômes contre 55% détectés par PCR, 38% par ELISA et 35% par l’IF la technique de référence. De plus une spécificité de 92% a été retrouvée par iPCR, 100% par PCR et l’IF et 90% par ELISA. L’application de l’iPCR à la fièvre Q aiguë constitue un exemple d’application de la technique plus globalement pour tous types d’infections aiguës. D’autre part, dans le cadre de la mise au point d’un modèle expérimental murin d’infection à Tropheryma whipplei, l’iPCR a servi à mesurer la réponse immunitaire mucosale via la détection des IgA anti T. whipplei dans les selles de souris. Les résultats obtenus ont permis de confirmer le rôle de la bactérie comme agent de gastroentérite via entre autre la détection d’IgA anti T. whipplei dans les selles lorsque des atteintes intestinales étaient provoquées. Enfin l’’utilisation de l’iPCR pour la détection de l’antigène Y. pestis dans des dents anciennes a permis de confirmer Y. pestis comme agent étiologique de la peste noire dans 5 charniers à travers la France et l’Italie. Une sensibilité de 41% a été retrouvée par iPCR contre 32% par PCR et 10% par ELISA. Nos résultats suggèrent que la détection des antigènes et la détection de l’ADN du pathogène semblent être 2 approches complémentaires permettant de confirmer le rôle de Y. pestis dans les différentes pandémies de peste et de mettre fin aux controverses suscitées par la seule utilisation des techniques de biologie moléculaire.Globalement, les résultats que nous avons obtenus au cours de cette thèse démontrent le potentiel énorme de l’iPCR comme technique de détection des anticorps et d’antigènes dans le domaine des maladies infectieuses tant au niveau de la sensibilité de détection qu’au niveau de son adaptabilité à différentes applications. / The objective of this thesis was to highlight the potential contribution of immuno-PCR in the diagnosis of infectious disease through 3 examples of infection. The iPCR was adapted for the early diagnosis of acute Q fever by the detection of IgM anti phase II Coxiella burnetii in patient’s sera. The results that we obtained show that iPCR could allow an early diagnosis of acute Q fever since 90% of early sera of patients with acute Q fever collected during the 2 first weeks after the onset of symptoms are detected against 55% by PCR, 38% by ELISA and 35% by IFA the gold standard. In addition, a specificity of 92% was found by iPCR, 90% by ELISA and 100% by PCR and IF. Application of iPCR to the diagnosis of acute Q fever is an example of application of the technique more generally for all types of acute infections. In a second time, the use of iPCR for the detection of Yersinia pestis antigen in ancient teeth allowed a confirmation of its role as the etiologic agent of plague in five mass graves across France and Italy. A sensitivity of 41% was recovered by IPCR against 32% by PCR and 10% by ELISA. Our results suggest that antigen and DNA detection of pathogen in ancient samples are 2 complementary approaches allowing the confirmation of the role of Y. pestis in different plague pandemic. Finally, as part of the development of an experimental murine infection with Tropheryma whippleii, the iPCR was used to measure the mucosal immune response via the detection of IgA anti T. whippleii in mouse stools. The results have confirmed the role of the bacterium as an agent of gastroenteritis via the detection of IgA anti T. whipleii in the stool when intestinal damages were caused.Overall, the results that we obtained during my thesis demonstrate the enormous potential of iPCR as a diagnostic tool of infectious disease by the ultrasensitive detection of antigens and antibodies.

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Résumé : L’imagerie testiculaire développée dans notre unité a deux thématiques principales : l’infertilité et la caractérisation tumorale. Cette imagerie est basée sur l’échographie et l’IRM multiparamétriques. Nous avons défini des critères diagnostiques pour différentes pathologies, ayant un impact sur la prise en charge des patients, et évalué des modalités innovantes.Nous avons caractérisé l’aspect des testicules de patients infertiles porteurs d’un syndrome de Klinefelter. Nous avons déterminé l’aspect en Mode B et en Doppler couleur des tumeurs à cellules de Leydig dont la plupart sont actuellement découvertes de façon fortuite et peuvent bénéficier d’une surveillance ou d’une tumorectomie. Nous avons défini les critères diagnostiques des tumeurs éteintes ou «burned out tumors» découvertes en écho-Doppler chez des patients adressés pour bilan d’infertilité.Nous avons montré la capacité de l’IRM multiparamétrique à améliorer la caractérisation tumorale, par l’analyse qualitative et quantitative du rehaussement et par la valeur du coefficient de diffusion (ADC).L’échographie de contraste a montré des différences significatives entre les tumeurs éteintes et les autres lésions.L’élastographie par onde de cisaillement a montré des différences de dureté entre les testicules des patients infertiles par mécanisme obstructif et non obstructif mais le chevauchement des valeurs minimise l’impact clinique potentiel. Les tumeurs bénignes à cellules de Leydig étaient plus molles que les tumeurs malignes et les tumeurs éteintes. Le couplage des informations données par le mode B, le Doppler couleur, et l’élastographie ont permis une caractérisation optimale.Le Doppler ultrasensible a permis une analyse qualitative de l’architecture vasculaire des tumeurs, de la vascularisation testiculaire dans les urgences scrotales et une quantification de la vascularisation testiculaire. Nous avons objectivé une diminution de la vascularisation testiculaire pendant la manœuvre de Valsalva chez les patients avec varicocèle, ce qui représente une explication physiopathologique à l’infertilité par mécanisme hypoxique. / The testicular imaging we developped in our department focused on two main subjects: infertility and tumoral characterization. It is based on multiparametric ultrasound and MRI. We defined diagnostic criteria of several pathologies, which may change the patient’s management, and we evaluated new modalities.We characterized Klinefelter patient’s testis.We determined the Color-Doppler features of Leydig cell tumors which are currently incidentally discovered and can benefit from monitoring or tumorectomy.We defined multiparametric US and MRI diagnostic’s criteria of burned out tumors in patients referred for US infertility screening.We demonstrated the ability of multiparametric MRI to improve the tumoral characterization using qualitative and quantitative enhancement parameters and apparent diffusion coefficient values.CEUS showed significant differences between the burned out tumors and other lesions.. Shear Wave Elastography (SWE) showed significant differences in testicular stiffness between normal, obstructive azoospermia on one side and non-obstructive azoospermic patients, but overlapped values seemed to minimize the potential clinical impact. Benign Leydig cell were softer compared to malignant tumors and burned out tumors. Association of B mode, color Doppler, and elastography allowed an optimal characterization.Ultrasensitive Doppler allowed a qualitative evaluation of the tumoral vascular architecture, a testicular vascularization assessment in case of acute scrotum, and a testicular perfusion quantification. We demonstrated a decreased testicular vascularization during the Valsalva maneuver confirming the hypoxic physiopathological explanation of the infertility process.

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Les chromophores classiques ne sont pas toujours efficaces en absorption à deux photons. Leur faible efficacité nécessite l'utilisation de fortes puissances laser et de grandes concentrations en colorants. Dans ce sens, la microscopie à deux photons in vivo requière le développement de nouvelles stratégies de marquage utilisant des chromophores spécialement dédiés à la microscopie à deux photons. Dans le cadre de collaborations avec des chimistes spécialisés dans la synthèse de molécules à forte section efficace d'absorption à deux photons, différents chromophores ont été synthétisés. Ces molécules organiques sont souvent hydrophobes et ne sont pas utilisables directement pour les applications en biologie. Le travail effectuer ici a consisté à encapsuler ces molécules dans des micelles de copolymères biocompatibles, les Pluronic. Les Pluronic sont des matériaux pouvant s'auto assembler en milieu aqueux sous forme de micelles et permettent de solubiliser des composés hydrophobes. Cette stratégie est déjà utilisé pour permettre de transporter différents composés hydrophobes dans les organismes vivants et a été utilisée ici pour transporter des chromophores ultrasensibles à deux photons dans le sang de manière à imager la vascularisation in vivo. / Classic fluorescent dyes are not necessary efficient in two-photon absorption. Their low two-photon absorption efficiency often requires high laser power and important dye concentrations. Therefore, new dyes and other administration strategies need to be developed specifically for intravital two-photon microscopy. In collaboration with chemists, specialized in the synthesis of molecules with a high two-photon absorption cross-section, different dyes have been synthesized. Most of these dyes are hydrophobic and not directly suitable for biological applications. The work presented in this thesis consisted of encapsulating hydrophobic molecules in biocompatible Pluronic block copolymers. In water, Pluronic unimers with hydrophobic and hydrophilic blocks self-assembled in hydrophilic micelles forming a hydrophobic core around the molecules. This strategy has been used already for the transport and delivery of different hydrophobic molecules in living organism. In the present study, this strategy has been transposed to transport ultra sensitive two-photon dyes in the blood plasma for deep vascular imaging in vivo.