La résistance bactérienne aux antibiotiques est l'un des problèmes préoccupants auquel la médecine moderne doit faire face de nos jours. Il est certain que la découverte de nouvelles familles d'antibiotiques pourrait venir à bout des souches de bactéries multirésistantes, mais pour combien de temps? Une nouvelle approche thérapeutique prometteuse apporte une solution simple et efficace à cette question en mettant de l'avant des médicaments qui empêchent l'adhésion cellulaire. D'autant plus, il se trouve que la protéine FimH des pili d'adhésion (une adhésine), chez la grande majorité des souches d'E. coli uropathogènes, possède une affinité sélective pour les dérivés mannopyrannosides. En observant les structures tridimensionnelles de complexes FimH-mannopyrannoside, on remarque trois positions potentiellement modifiables : C-l qui pointe vers l'extérieur du site d'interaction, C-2 où l'on retrouve un petit espace de forme allongée et C-6 où il y a un petit volume très court et quand même large. L'objectif est donc de synthétiser de nouveaux mannopyrannosides dans le but d'en augmenter l'affinité avec le FimH, en ajoutant ou supprimant des groupes fonctionnels aux positions C-2 et C-6. La modification de groupes en C-l a déjà été largement explorée au sein du laboratoire Roy, en grande partie par le docteur Mohamed Touaibia. Ainsi, la synthèse au laboratoire a mené d'abord à une série d'α-D-mannopyrannosides de méthyle O-alkylés en C-2. Par la suite, deux séries ont été synthétisées: les α-D-mannopyrannosides de méthyle, puis des α-D-mannopyrannosides d'allyle, toutes deux ayant des groupements sulfates ou phosphates en C-6. Une dernière série, les α-D-rhamnopyrannosides d'allyle qui portent soit un atome d'hydrogène ou de fluor à la place de l'alcool en C-6. En cours de route, a été également synthétisé un α-D-mannopyrannoside d'allyle fluoré en C-2. D'un autre côté, la modélisation moléculaire comme outil de visualisation et de prédiction des interactions protéine-ligand a permis d'établir un modèle de relation quantitative entre la structure et l'activité (QSAR) de différents mannopyrannosides. Les tests biologiques d'inhibition permettent d'évaluer l'efficacité réelle des ligands en donnant la valeur de constante de dissociation (Kd). Finalement, l'étude in silico des interactions protéine-ligand aide l'orientation de la synthèse de nouveaux mannopyrannosides qui possèdent un potentiel inhibiteur de l'adhésine FimH chez E. coli, et ce, tout en écartant la possibilité de développement de résistance aux antibiotiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : algorithme génétique, D-mannose, Escherichia coli, FimH, infections urinaires, interactions protéine-sucre, QSAR, résistance bactérienne aux antibiotiques.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 61-65.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Escherichia coli et Enterococcus faecalis sont deux principaux agents pathogènes impliqués dans les infections du tractus urinaire (ITU) en médecine de ville et à l’hôpital. Ces espèces bactériennes sont responsables d’ITU aigües avec des phénomènes de récurrence et dans des ITU chroniques. La consommation d'antibiotiques est directement corrélée à la résistance des bactéries uropathogènes ce qui montre l'importance de contrôler l'utilisation des antibiotiques et de développer des traitements préventifs et curatifs alternatifs pour les infections urinaires.La consommation alimentaire de cranberry et de leurs extraits est traditionnellement associée avec le maintien en bonne santé des voies urinaires. Par ailleurs, certaines études cliniques semblent montrer un effet préventif des ITU associé à la consommation alimentaire de cranberry. In vitro et ex vivo, la consommation de ces extraits par l’homme réduit l’adhérence de certaines souches d’E. coli aux cellules épithéliales urinaires et la formation de biofilm de différentes espèces. L’hypothèse de travail est que la consommation alimentaire d’extraits de cranberry conduise à la formation de métabolites urinaires qui diminuent l'adhérence des bactéries uropathogènes à l’épithélium urinaire. Ce mécanisme serait à la base de la prévention des ITU par consommation d’extraits de cranberry. Cependant, les métabolites bioactifs restent largement méconnus. / Escherichia coli and Enterococcus faecalis are two main pathogens involved in urinary tract infections (ITU) in town medicine and in the hospital. These bacterial species are responsible for acute UTIs with recurrence phenomena and in chronic ITUs. The consumption of antibiotics is directly correlated with the resistance of uropathogenic bacteria, which shows the importance of controlling the use of antibiotics and of developing alternative preventive and curative treatments for urinary infections.Cranberry consumption of their extracts is traditionally associated with the maintenance of healthy urinary tract. In addition, some clinical studies seem to show a preventive effect of ITUs associated with cranberry consumption. In vitro and ex vivo, the consumption of these extracts by humans reduces the adhesion of certain E. coli strains to urinary epithelial cells and biofilm formation of different species. The working hypothesis is that the consumption of cranberry extracts leads to the formation of urinary metabolites that decrease the adhesion of uropathogenic bacteria to the urinary epithelium. This mechanism would be the basis for the prevention of ITU by consumption of cranberry extracts. However, bioactive metabolites remain largely unknown.

La société UroMems propose de résoudre les problèmes d’incontinence urinaire avec un nouveau sphincter urinaire artificiel, dans lequel le mécanisme de pompe manuelle utilisé dans les sphincters actuellement implantés dans de nombreux patients est remplacé par un dispositif mécatronique. Une manchette occlusive, mimant le fonctionnement du sphincter naturel, est reliée et activée par le dispositif afin d’autoriser la miction et l’incontinence du patient.Le travail de thèse s’oriente sur la compréhension et l’amélioration du sphincter artificiel. La première partie de cette étude porte sur la numérisation et la modélisation 3D de cette manchette, la caractérisation mécanique de ses différents composants et la mise en place d’un modèle éléments finis. Un banc de test sur un cas simple avec suivi par stéréo-corrélation d’images est également présenté afin de valider le comportement du modèle numérique pour un chargement simple. La deuxième partie porte sur la simulation du geste chirurgical et du fonctionnement de la manchette ainsi qu’une validation du modèle éléments finis en comparaison avec des mesures effectuées sur paillasse. La troisième partie de ce travail consiste à produire des données expérimentales sur sujet anatomique afin d’observer le fonctionnement de la manchette dans son environnement naturel. Les résultats de cette étude ont motivé l’utilisation d’un matériau fantôme (un hydrogel de Polyvinyl alcohol) dont les propriétés mécaniques sont ajustables. Une caractérisation mécanique de cet hydrogel est présentée ainsi qu’un banc d’essai servant de cas test pour la validation du modèle numérique complet. La quatrième partie propose une analyse histo-morphologique de l’urètre masculin, ainsi qu’une caractérisation mécanique complète. Les données obtenues sont ensuite intégrées au modèle éléments finis afin de simuler le fonctionnement de la manchette occlusive dans son environnement naturel. Dans la dernière partie l’outil numérique mis en place est exploité afin de proposer des pistes d’améliorations du sphincter artificiel actuel. / UroMems aims at developing a novel treatment solution for severe urinary incontinence by replacing the manual pump mechanism, which is currently considered as the gold standard and which is implanted in patients throughout the world, by a mechatronic device. An occlusive cuff that mimics the natural human sphincter is linked to the device in order to ensure continence and allow micturition.This work focuses on understanding and improving the artificial sphincter. The first part of this study aims at modeling of the occlusive cuff, characterizing the mechanical behavior of all of its components and establishing a corresponding finite element model. A bench test using digital image correlation is also presented in order to validate the behavior of the numerical model for a simple test. In the second part the implantation of the occlusive and its inflation are simulated and the model is validated by comparing its results to the data measured experimentally. The third part aims at validating the interaction between the occlusive cuff and an extraneous body in the numerical simulation. To this end the in vivo experimental behavior of the occlusive cuff is observed. The variability measured among the different subjects motivated the use of a phantom material (a Polyvinyl alcohol hydrogel) of controlled mechanical properties. A thorough mechanical characterization of the hydrogel is also presented in this part as well as a test bench used for the validation of the numerical model. The fourth part proposes a histo-morphological analysis of the male urethra and its mechanical characterization. The data obtained were then integrated to the finite element model. The last part of this work is dedicated to exploiting the finite element tool to propose design improvement of the occlusive cuff.

But: L’attention semble avoir un impact sur le fonctionnement des muscles périnéaux.Matériels : L’activité électromyographique (EMG) du sphincter anal externe (SAE) a été receuillie au cours d’effort de contractions périnéales volontaires et reflexe (provoquées par la toux) réalisées en réponse à un stimulus au marteau reflexe chez des femmes volontaires saines avec et sans épreuve de charge cognitive (ECC). Le temps de réaction (RT1) correspondant à la latence entre le stimulus et le début d’activité EMG du SAE lors d’une contraction périnéale volontaire, le RT3, correspondant au temps de latence entre le début d’activité EMG du SAE et le début d’activité EMG des muscles intercostaux externes (ICE) lors d’un effort de toux, ont été mesurés. Après randomisation (1/2) 13 femmes ont bénéficié d’une rééducation en double tache (cognitivo-musculaire) et 26 femmes constituaient le groupe témoin. Ces mêmes paramètres ont été enregistrés avant et apres rééducation dans les deux groupes.Resultats: Une ECC provoque un allongement du RT1 par un facteur 3,98 (p<0,001). Une ECC entrainne une diminution de 29% de la contraction périnéale réflexe: RT3 était respectivement de -80.00 ms sans ECC contre -56,7 ms en cas d’ECC (r=0,7, p=0,0045). Dans le groupe « rééducation » le RT1 en présence d’une ECC passait de 461,1 à 290,7 ms (r=0,6, p=0,006) contre 370 à 343 ms dans le groupe témoin (r=0,9, p=NS). Le RT3 dans le groupe « rééducation » en absence d’une ECC passait de -68,5 à -127,8 ms (r=1,9, p=0,03) et en présence d’une ECC de -42,6 ms à -59,3 ms (r=1,4, p=0,04). Conclusion: Une rééducation specifique corrige les effets provoqués par une ECC sur la contraction périnéale. / Aims: Attention may be involved in pelvic floor muscles (PFM) Methods: The electromyographic (EMG) activity of the external anal sphincter (EAS) was recorded on healthy female volunteers, during voluntary and involuntary (induced by cough) PFM contraction, elicited by local stimulation, combined (or not) with a mental Distraction Task (DT). Reaction time (RT1), ie. the latency between stimulus and the onset of EAS EMG activity, RT3, ie. the latency between the onset of EAS EMG activity and the onset of External intercostal muscle (EIC) (cough) were measured. Following randomisation (2/1) 13 volunteers underwent dual task cognitive (an attentional test and PFM exercises) rehabilitation program and 26 were the control group (no specific instruction). RT1 and RT3 were recorded before and after the program in both group.Results: The mental distraction task led to a 3.98 times greater reaction time between stimulus and EAS EMG activation (RT1), (p<0.001). DT led to a 29% shorter anticipation of the involontary PFM contraction: RT3 were respectively -80.00 ms without a DT versus -56.67 ms with a DT (r=0.7, p=0.004). In the rehabilitation group RT1 in DT conditions decreased from 461.1 ms to 290.7 ms (r=0.6, p=0.006)vs 370 to 343 ms in the control group (r=0.9, p=NS). In the study group RT3 without a DT increased from −68.5 ms to −127.8 ms (r=1.89, p = 0.03) and from 42,6 ms to -59,3 ms with a DT (r= 1.4, p=0.04).Conclusions: A specific dual task rehabilitation can prevent the effect of DT on PFM contraction characteristics.

Les infections urinaires (IUs) sont un motif très fréquent de consultation et de prescription d’antibiotique en médecine générale. Le choix de l’antibiotique repose sur les caractéristiques du patient, la susceptibilité des germes aux antibiotiques et des analyses de coût. Cette démarche thérapeutique est devenue de plus en plus complexe en raison de l’augmentation des résistantes aux antibiotiques. Dans ce contexte, mon travail de thèse repose sur deux principales études :A partir des données d’IMS-health France, une analyse spectrale des ventes d’antibiotiques urinaires a montré l’existence d’une saisonnalité annuelle entre 2001 et 2012 avec des pics estivaux. A partir des données de recherche de Google en France et dans six autres pays, le même phénomène a été observé. Ceci représente un argument en faveur d’une saisonnalité des cystites aigues simples.Une étude a été mise en place, visant à estimer l’incidence des IUs à germes résistants et à déterminer les facteurs associés à l’acquisition de ces germes. Un taux d'incidence annuel des IUs présumées en médecine générale a été estimé à 3 200 pour 100 000 femmes en France [IC 95%: 2 400-4 000], avec un taux d'incidence annuel des infections urinaires à E. coli résistant au fluoroquinolone en médecine générale à 102 pour 100 000 femmes en France [IC 95%: 30-50]. Les facteurs associés aux IU à entérobactéries résistantes à plus de trois classes d’antibiotique étaient l'utilisation de la pénicilline par la patiente (OR = 3,1 ; [1,2-8,0]), avoir fourni un hébergement à un résident d'un pays à haut risque de résistance aux antibiotiques (OR = 4,0 [1,2-15,1]) et la consommation de viande crue (OR = 0,3 ; [0,1-0,9]). / Urinary tract infections (IUs) are a frequent reason for consultation and prescription of antibiotics in general practice. The choice of the antibiotic is based on the patient’s characteristics, the antibiotic susceptibility of bacteria and cost analyzes. This therapeutic approach has become increasingly complex due to the increase in antibiotic resistance. In this context, my thesis is based on two main studies:From the data of IMS health France, a spectral analysis of urinary antibiotic sales was shown the existence of an annual seasonality between 2001 and 2012 with summer peaks. The same phenomenon was been observed from Google search data in France and in six other countries. This is an argument for seasonality in acute cystitis.Another study was set up, to estimate the incidence of resistant germs in IUs and identify factors associated with the acquisition of these germs. An annual incidence rate of IUs in general practice was estimated at 3,200 per 100,000 women in France [95% CI: 2,400-4,000], with an annual incidence rate of IUs due to E. coli resistant to fluoroquinolone in general practice at 102 per 100,000 women in France [95% CI: 30-50]. Factors associated with IU due to Enterobacteriaceae resistant to more than three classes of antibiotic were having used penicillin by the patient (OR = 3.1; [1.2 to 8.0]), having provided accommodation to a resident of a country at high risk for antibiotic resistance (OR = 4.0 [1.2 to 15.1]) and raw meat consumption (OR = 0.3; [0.1-0.9] ).

Résumé : Introduction : Parmi les structures anatomiques impliqués dans la statique pelvienne, la continence urinaire et anale, le muscle élévateur de l’anus (MEA), le sphincter urétral (SU) et son innervation ont un rôle déterminant. Au cours de la grossesse, de l’accouchement par voie vaginale, de la chirurgie radicale pelvienne, des lésions des muscles du plancher pelvien ou de son innervation peuvent survenir. Ces lésions sont à l’origine de dysfonctions du plancher pelvien telle que le prolapsus uro-génital ou l’incontinence urinaire. Une meilleure connaissance de l’anatomie musculaire et nerveuse pelvi-périnéale est nécessaire pour diminuer la survenue et traiter ces troubles fonctionnels. Classiquement les muscles du plancher pelvien sont décrits comme entièrement striés sous contrôle somatique (nerf du MEA et/ou nerf pudendal (NP)). La dissection Anatomique Assisté par Ordinateur (DAAO) en utilisant des marqueurs nerveux et musculaires spécifiques peut aujourd’hui compléter les données établies par la dissection conventionnelle classique de sujets anatomiques.Objectif : L’objectif était de décrire l’innervation (origine, topographie, trajet, rapports, fonction) et la structure musculaire du MEA, de décrire l’innervation (origine, topographie, trajet, rapports, fonction) du sphincter urétral pour mettre en perspective les implications potentielles dans les dysfonctions du plancher pelvien.Méthodes : Nous avons étudié 9 fœtus humains (6 féminins et 3 masculins). Des coupes histologiques sériées de 5 µm d’épaisseur ont été effectuées dans les régions pelviennes de 7 fœtus âgés de 18 à 40 semaines de gestation. Pour chaque niveau de coupe, des lames ont été colorées puis traitées en immunohistochimie pour détecter : l’ensemble des fibres nerveuses (anticorps anti-protéine S100), les fibres autonomes cholinergiques (anti-VAChT), les fibres autonomes adrénergiques (anti-TH), les fibres autonomes nitrergiques (anti-nNOS), les fibres somatiques (anti-PMP 22), les fibres sensorielles (anti-CGRP), les fibres musculaires lisses (anti-SMA) et les fibres musculaires striées (anti-MYOG). Les coupes ont ensuite été numérisées par un scanner de haute résolution optique et les images ont été reconstruites en 3D avec le logiciel Winsurf®. Un fœtus additionnel a été entièrement destiné à réaliser de la microscopie électronique afin de confirmer nos résultats au niveau architectural musculaire.Résultats : Nous avons observé une innervation à la fois autonome (plexus hypogastrique inférieur (PHI)) et somatique (nerf du MEA et NP) du MEA. Nous avons individualisé des zones de cellules musculaires lisses au sein du plancher pelvien notamment de la partie médiane sous contrôle autonome (PHI) que nous nommons « compartiment médian musculaire lisse ».Nous avons systématisé le plancher pelvien musculaire en une zone médiale lisse sous contrôle nerveux autonome réalisant une interface entre les viscères pelviens, et une zone musculaire striée latérale sous contrôle nerveux somatique.Enfin, nous avons mis en évidence une double innervation à la fois somatique et autonome du sphincter urétral.Conclusion : La DAAO a permis de mettre en évidence une innervation pelvi-périnéale complexe avec l’intrication du système nerveux somatique et autonome. La fonction du contingent musculaire lisse pelvien reste à préciser. / Abstract : Levator ani muscle (LAM), urethral sphincter (US), and their innervation play a major role in pelvic status, urinary continence and anal continence. During pregnancy, vaginal delivery, pelvic radical surgery, damage of pelvic floor muscles or of their innervation may occur. These lesions are responsible for pelvic floor dysfunction such as urogenital prolapse or urinary incontinence. Better knowledge of pelvi-perineal muscle and nerve anatomy is needed to reduce the occurrence and treat these pelvic floor dysfunctions. Classically pelvic floor muscles are described as entirely striated under somatic control (levator ani nerve (LAN) and /or pudendal nerve (PN)). Computer Assisted Anatomical Dissection (CAAD) using specific nerve and muscle markers can nowadays complete data established by conventional dissection of anatomical subjects.The objective was to describe the innervation and the muscular structure of the levator ani muscle, to describe nerve supply of the urethral sphincter in order to better understand pelvic floor dysfunction.Methods : We studied nine human fetuses (6 female and 3 male). Serial histological sections of 5 μm of thickness were performed in the lumbar and pelvic regions of seven human fetuses aged 18 to 40 weeks of gestation. For each level, slides were stained and then treated in immunohistochemistry to detect: general nerve fibers (anti-protein S100), autonomic cholinergic fibers (anti-VAChT), autonomic adrenergic fibers (anti-tyrosine hydroxylase), autonomic nitrergic fibers (anti-nNOS), somatic nerve fibers (anti-peripheral myelin protein 22), sensory fibers (anti-CGRP), smooth muscle fibers (anti-SMA) and striated muscle fibers (anti-MYOG). The slides were then digitized by a high-resolution optical scanner and the images were reconstructed in 3D using the Winsurf® software. One fetus was entirely reserved for electronic microscopy in order to confirm our results.Results: We observed that LAM innervation is supplied by both autonomic (inferior hypogastric plexus (IHP)) and somatic (LAN and PN). We have individualized areas of smooth muscle cells in the pelvic floor, particularly the median part controlled by the autonomic system that we named “smooth muscle medial compartment”.We systematized within the pelvic floor muscle a smooth medial part under an autonomic nervous control as interface between the pelvic viscera and a lateral striated muscle part under somatic nervous control.Finally, we have demonstrated a dual innervation both somatic and autonomic sphincter urethral.Conclusion : CAAD has demonstrated complex pelvic-perineal innervation with the interaction of the somatic and autonomic nervous system. The function of the pelvic smooth muscle contingent remains to be clarified.

Dans le monde entier l’antibiorésistance des entérobactérales communautaires, notamment par production de ß-lactamase à spectre étendu (E-BLSE), conduit à une consommation préoccupante d’antibiotique de dernier recours tels les carbapénèmes. Dérivé de la ticarcilline la témocilline pourrait représentée une alternative y compris sur certaines entérobactérales productrices de carbapénèmase (EPC). Néanmoins, il existe une incertitude concernant les concentrations critiques distinguant les entérobactérales sensibles des résistantes avec trois valeurs selon les pays utilisateurs de témocilline (8 mg/L, 16 mg/L ou 32 mg/L) tandis qu’une harmonisation internationale reste en attente. En ce contexte trois travaux originaux ont été poursuivi ainsi qu’une revue de la littérature. Il fut d’abord étudié in vitro la sensibilité à la témocilline de 762 entérobactérales responsables d’infection urinaire communautaire. Dans un contexte de prévalence faible des E-BLSE (5%) et nulle des EPC, les trois méthodes de routine (disque, automate, Etest) se sont révélées très fiables, la borne épidémiologique pour la témocilline s’établissant à 8 mg/L. Ensuite, l’efficacité de la témocilline vis-à-vis d’entérobactérales productrices ou non de ßlactamases (E-BLSE ou EPC) a été évaluée dans deux modèles murins complémentaires. Il a été montré l’efficacité de la témocilline à un schéma reproduisant la posologie humaine de 2 g toutes 12 h vis-à-vis d’entérobactérales pour lesquels la CMI de la témocilline était de 8 mg/L. L’efficacité de ce schéma posologique, bien que significative, était moindre vis-à-vis des isolats pour lesquels la CMI de la témocilline était de 16 mg/L. Par contre, il ne fut pas observé d’efficacité significative de la témocilline vis-à-vis des isolats avec une CMI à 32 mg/L quelques soit le schéma posologique (2 g toutes les 8 ou 12 h). L’ensemble de ces résultats, ainsi qu’une revue exhaustive des données de la littérature, conduisent à proposer une concentration critique de 8 mg/L pour le schéma posologique de 2 g toutes les 12 h, et de 16 mg/L pour celui de 2 g toutes les 8h. Cette dernière proposition correspondrait au « sensible à forte exposition », nouvelle définition de la catégorisation « intermédiaire » selon les dernières recommandations de l’EUCAST. / Worldwide spread of antimicrobial resistance among community-acquired enterobacterales, especially ESBL, leads to a worrying consumption of last resort antibiotics like carbapenem. Derivative of ticarcillin, temocillin may be an attractive carbapenem-sparing agent including against some carbapenemase-producing enterobacterales (CPE). Nevertheless, there is still uncertainty regarding clinical breakpoints with 3 different values depending on countries (8 mg/L, 16 mg/L, 32 mg/L), moreover international consensus about this issue is awaited. In this context, three original studies were conducted along with a literature review. First, in vitro susceptibility to temocillin of 762 enterobacterales from community-acquired urinary tract infection was studied. In this area of low prevalence of ESBL and no CPE, the three routine susceptibility methods (disk diffusion, automate, Etest) were very accurate, epidemiological cut-off was set to 8 mg/L. Then, temocillin efficacy against enterobacterales producing or not producing ß-lactamase (ESBL or CPE) was assessed by two complementary murine models. We demonstrated that temocillin exposure reproducing 2 g q12h regimen showed efficacy against strains with temocillin MIC of 8 mg/L. This regimen exhibited a lower, even though significant, efficacy against strain with temocillin MIC of 16 mg/L. On the over hand, it was not observed significant efficacy against strain with temocillin MIC of 32 mg/L whatever the regimen used (2 g q12h or q8h). All together this results and the literature review support a clinical breakpoints of 8 mg/L for2 g q12h regimen, and 16 mg/L for 2 g q8h regimen. This last proposition correspond to the new susceptibility category : “Intermediate – Susceptible, increase exposure” from the last EUCAST recommendations.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.