L'IRM joue un rôle important dans l'évaluation de l'AVC ischémique et la détermination des stratégies de traitement. L'IRM de diffusion et l’IRM de perfusion sont deux séquences essentielles dans l'évaluation de l'AVC ischémique. L'objectif principal de ce travail était d'explorer le rôle prédictif de l'IRM dans l'AVC ischémique, y compris le rôle des paramètres dérivés de l'IRM dans la prédiction de la viabilité des tissus ; la relation entre le volume lésionnel ischémique pré-traitement et le résultat fonctionnel ainsi que l'efficacité de la thrombectomie mécanique ; l'impact de la localisation ischémique pré-traitement sur le résultat fonctionnel après une thrombectomie mécanique. Nos résultats ont montré que le coefficient de diffusion apparent et le débit sanguin cérébral relatif étaient des candidats potentiels pour prédire la viabilité des tissus ; le volume lésionnel de prétraitement était un prédicteur indépendant pour le résultat fonctionnel ; le bénéfice clinique de l'adjonction de la thrombectomie mécanique à la thrombolyse diminuait avec l'augmentation du volume lésionnel; les patients ayant un gros volume lésionnel peuvent encore bénéficier du traitement ; la localisation ischémique a fourni également des informations pronostics importantes pour le résultat fonctionnel. Les résultats globaux de la thèse ont permis de mieux comprendre le rôle de l'IRM dans l'évaluation de l'AVC ischémique aigu, en particulier chez les patients traités par thrombectomie mécanique. Notre travail a fourni une nouvelle perspective dans l'application clinique de l'IRM et a permis de suggérer de futures recherches sur l'imagerie cérébrale ischémique / MRI plays an important role in evaluating ischemic stroke and determining the treatment strategies. Diffusion weighted imaging and perfusion weighted imaging are two essential sequences in ischemic stroke assessment. The principal objective of this work was to study the predictive role of MRI in ischemic stroke, including the role of MRI-derived parameters in tissue viability prediction; the relationship of the ischemic lesional volume and the functional outcome and mechanical thrombectomy efficacy; and the impact of the pretreatment ischemic location on functional outcome after mechanical thrombectomy. Our results suggested that apparent diffusion coefficient and relative cerebral blood flow were potential candidates to predict tissue viability; pretreatment lesional volume was an independent predictor for functional outcome; the clinical benefit of adding mechanical thrombectomy to thrombolysis decreased with the increase of lesional volume; however, patients with large lesional volume could still benefit from reperfusion treatment; the pretreatment ischemic location provided important prognostic information for functional outcome. The overall results of the thesis provided a better understanding of the role of MRI in acute ischemic stroke assessment, especially in patients treated with mechanical thrombectomy. Our work provided new perspective in clinical application of MRI and suggested future research of ischemic stroke imaging

La thrombolyse intraveineuse (TIV) est le seul traitement médical autorisé à la phase aiguë de l’infarctus cérébral (IC). Malgré ce traitement, un patient sur deux présente un mauvais pronostic fonctionnel à 3 mois (score mRS>2), ce qui s’explique le plus souvent par l’absence de recanalisation précoce ou la survenue d’une hémorragie intracrânienne symptomatique (sICH). Nos objectifs étaient, d’une part, de déterminer s’il est possible d’estimer le pronostic fonctionnel (mRS) 3 mois après TIV à partir de variables cliniques et IRM disponibles à l’admission, et, d’autre part, d’étudier les relations entre l’évolution au cours des premières 24 heures et le mRS à 3 mois. Nous avons collecté les données cliniques et d’IRM de l’ensemble des patients traités par TIV pour un IC≤4h30 entre 2003 et 2015 à l’hôpital Sainte-Anne. (1) Nous avons proposé le score MRI-DRAGON, un outil simple basé sur 7 variables cliniques et IRM disponibles à l’admission, qui permet une prédiction satisfaisante du mRS>2. 3 mois après un IC traité par TIV (c=0,83 [0,78-0,88]). (2) Nous avons ensuite réalisé une validation externe de ce score sur la cohorte du CHRU de Lille, confirmant qu’il présente une discrimination et une calibration satisfaisantes, malgré une surestimation du risque de mRS>2 en cas de score MRI-DRAGON élevé. (3) Afin d’essayer d’améliorer la prédiction, nous avons étudié les relations entre microsaignements (CMBs) sur l’IRM initiale et pronostic fonctionnel, et montré que le nombre de CMBs n’était pas un prédicteur indépendant du mRS à 3 mois, après ajustement sur les facteurs de confusion (âge, HTA). Nous avons par ailleurs étudié les relations entre l’évolution clinique très précoce après TIV et mRS à 3 mois, à partir de deux situations: (4) Premièrement, l’absence d’amélioration neurologique 1 heure après le début de la TIV en cas d’occlusion artérielle proximale, présente chez 77% des patients et fortement associée au mRS à 3 mois, mais qui n’améliorait pas la prédiction par rapport au score MRI-DRAGON. (5) Deuxièmement, l’aggravation neurologique survenant dans les 24 heures après le début de la TIV (END), dont l’incidence au sein de notre revue systématique était de 14%. (6) Au sein de notre cohorte, la valeur prédictive positive de l’END pour le mRS>2 à 3 mois était de 90%. L’END de cause indéterminée représentait 70% des END, et était associé à l’absence d’antiplaquettaire avant l’admission, la présence d’une occlusion artérielle proximale, d’un important mismatch diffusion-perfusion, et l’absence de recanalisation. Nous avons proposé un score simple permettant de prédire dès l’admission le pronostic fonctionnel à 3 mois d’un patient traité par TIV pour IC aigu. Il pourrait être utilisé pour guider la décision thérapeutique en identifiant les patients ayant une forte probabilité de mRS ≤2 après TIV seule. Par ailleurs, notre travail suggère que la prise en compte des CMBs avant TIV ne permet pas d’améliorer la prédiction pronostique, et que l’association entre CMBs et mRS n’est pas indépendante. Nous participons actuellement à une méta-analyse internationale sur données individuelles visant à déterminer si un sous-groupe de patients avec CMBs présente un risque de sICH si important qu’il pourrait annuler le bénéfice attendu de la TIV. Bien que l’absence d’amélioration neurologique à 1 heure soit fortement associée au mRS>2 à 3 mois, elle ne semble pas être un outil suffisamment robuste pour guider la décision d’une thrombectomie complémentaire à la TIV (bridging therapy), et ne doit donc pas retarder le geste endovasculaire. Enfin, nos résultats suggèrent que la majorité des END sont favorisés par la persistance d’une hypoperfusion cérébrale, et qu’une part d’entre eux pourrait être prochainement évitée, depuis la démonstration fin 2014, de la nette supériorité du bridging therapy par rapport à la TIV seule concernant la recanalisation artérielle. (...) / Intravenous thrombolysis (IVT) is the only licensed drug for acute ischemic stroke (AIS). However, about half of the treated patients do not achieve functional independence at 3 months (mRS>2), mostly due to lack of early recanalization or symptomatic intracranial hemorrhage (sICH). Firstly, we aimed to determine if 3-month outcome (mRS) after IVT can be reliably predicted based on clinical and MRI variables available at admission. Secondly, we assessed the relationships between the clinical course within 24 hours after IVT and 3-month mRS. We collected clinical and MRI data of all patients treated by IVT ≤4.5 hrs for AIS between 2003 and 2015 in Sainte-Anne hospital, Paris. (1) We derived the MRI-DRAGON score, a simple tool consisting of 7 clinical and MRI variables available at admission, which can reliably predict 3-month mRS>2 (c-statistic=0.83 [0.78-0.88]). (2) We then performed an external validation of this score in the Lille cohort, showing good discrimination and calibration of the model, despite an overestimation of the risk of mRS>2 in patients with a high MRI-DRAGON score. (3) Trying to find additional predictors of long-term outcome, we showed that the cerebral microbleed (CMB) burden at baseline was not an independent predictor of 3-month mRS after adjusting for confounding factors (age and hypertension).Furthermore, we assessed the relationships between early clinical course after IVT and 3-month mRS, based on two common clinical events: (4) Firstly, the lack of very early neurological improvement (VENI) 1 hour after IVT, which was observed in 77% patients and strongly associated with 3-month mRS, but did not improve the predictive ability of the model when incorporated into the MRI-DRAGON score. (5) Secondly, early neurological deterioration (END) within 24 hours after IVT, occuring in 14% patients in our systematic review and meta-analysis. (6) In our cohort, the positive predictive value of END for 3-month mRS>2 prediction was 90%. END of undetermined cause (ENDunexplained) accounted for 70% of ENDs, and was associated with no prior use of antiplatelets, proximal artery occlusion, DWI-PWI mismatch volume and lack of recanalization. We proposed a simple score to predict 3-month mRS soon after admission in patients treated by IVT for AIS. It may be used to help therapeutic decisions, by identifying patients likely to achieve 3-month mRS ≤2 after IVT alone. We have also shown that CMB burden before IVT is not an independent predictor or 3-month outcome. We participate in an ongoing international individual patient data meta-analysis to determine whether there is a subgroup of patients with CMBs, which seems to have an independent risk of poor 3-month outcome so important that it might outweigh the expected benefit of IVT. Although lack of VENI 1 hour after IVT is strongly associated with 3-month mRS>2, it doesn’t seem to be specific enough to guide decision-making regarding additional thrombectomy (bridging therapy), and should therefore not delay an endovascular procedure. Finally, our results suggest that a persistent cerebral hypoperfusion contributes to most ENDs. Therefore, many ENDs might be avoided in a near future, given the recent proof of the clear superiority of bridging therapy over IVT alone regarding recanalization. This revolution in acute stroke management leads the way to important clinical research perspectives, such as developing a tool to accurately predict 3-month mRS after bridging therapy. Important research efforts will be needed to develop a personalized treatment algorithm, helping to determine which therapeutic option (bridging therapy, IVT alone, thrombectomy alone, or no recanalization therapy) would be the best for each patient.

Chaque année, environ 1,5 million de patients requièrent un remplacement vasculaire en réponse à une athérosclérose avancée, causant le rétrécissement interne des vaisseaux sanguins. Malheureusement, encore aujourd'hui les matériaux synthétiques utilisés pour remplacer les artères de petits diamètres (inférieurs à 6 mm) restent associés à un haut taux d'échecs, démontrant ainsi un manque de biocompatibilité certain. L'une des principales complications observées est l'hyperplasie néointimale artérielle caractérisée par l'obstruction du vaisseau sanguin due à la prolifération tridimensionnelle de cellules sur la paroi interne de la prothèse. Différentes stratégies visant à limiter cette réaction naturelle sont aujourd'hui envisagées, notamment l'utilisation d'un système à libération contrôlée de médicament intégré localement aux prothèses vasculaires. En parallèle, l'essor des technologies plasma a permis de montrer qu'il était possible de revêtir la surface de matériel biomédical pour améliorer son interaction avec un environnement biologique. La stratégie consiste à utiliser l'énergie et la réactivité d'un plasma pour polymériser un précurseur gazeux. En sélectionnant la structure moléculaire du précurseur et les conditions expérimentales du plasma appropriées, il est possible de déposer un polymère plasma à la surface du matériel sélectionné pour lui conférer des propriétés sur mesure. C'est dans ce contexte que cette thèse a consisté à synthétiser, à l'aide d'un plasma, une matrice polymère plasma biodégradable pour revêtir la paroi interne d'une prothèse vasculaire, dans le but d'y incorporer un médicament choisi de façon à limiter l'hyperplasie néointimale. Ce projet a permis d'une part de réaliser une preuve de concept en déposant un revêtement polymère plasma dégradable par décharge à barrière diélectrique en configuration planaire. En utilisant le lactate d'éthyle en tant que précurseur et après de nombreuses analyses, des conditions de dépôt optimales ont pu être élues pour leur potentiel dans le cadre d'applications vasculaires. D'autre part, grâce à une caractérisation approfondie de la décharge, une corrélation étroite entre la physico-chimie du plasma et les dépôts dégradables obtenus a pu être établie. Afin d'élargir les possibilités de vitesse de dégradation, l'influence d'une alimentation impulsionnelle sur la décharge et sur le dépôt a de plus été étudiée. Si la manière d'apporter l'énergie a eu une forte influence sur la décharge, aucune influence majeure n'a été notée sur la chimie et la morphologie des dépôts faits à partir de lactate d'éthyle. Enfin, la construction d'un réacteur plasma tubulaire permettant de déposer la matrice développée à l'intérieur de prothèses artérielles a permis de s'étendre aux conditions réelles de dépôt. Dans l'ensemble, ce projet de recherche a mis en évidence le potentiel des procédés plasma pour le développement de matrices polymères plasma dégradables, notamment dans le cadre de systèmes à libération contrôlée et locale de médicaments pour des applications en chirurgie vasculaire. D'un point de vue de la physique des plasmas, ce travail a de plus souligné l'importance de l'étude de la décharge dans de véritables conditions de dépôt de couches minces. / Every year, about 1.5 million patients need a vascular replacement due to advanced arteriosclerosis, which causes the internal narrowing of blood vessels. Unfortunately, even today the synthetic materials used to replace small diameter arteries (below 6 mm) remain associated with low patency rate, which demonstrates an evident lack of biocompatibility. One of the main observed complications is arterial neointimal hyperplasia, which is characterized by the blood vessel obstruction due to the tridimensional proliferation of cells on the graft internal wall. Different strategies aiming at limiting this body reaction are currently considered, in particular the use of a drug delivery system locally integrated to the vascular grafts. Concurrently, the rise of plasma technologies enabled to demonstrate the possibility to coat the surface of biomedical devices to improve their interaction with a biological environment. The strategy consists in using the plasma energy and reactivity to polymerize a gaseous precursor. By selecting the appropriate precursor molecular structure and plasma experimental conditions, one can build up a plasma polymer with tailored properties. It is in this context that this thesis consisted in synthesizing, using plasma, a biodegradable polymeric plasma polymer matrix to coat the internal wall of a vascular graft, with the goal to incorporate a drug chosen to limit neointimal hyperplasia. On one hand, this project acted as proof of concept by developing a degradable plasma polymer coating using a planar dielectric barrier discharge. After extensive studies using ethyl lactate as precursor, optimal chemical vapor deposition conditions were elected for their potential in terms of vascular applications. On the other hand, thanks to an extended discharge characterization, a strong correlation was established between the plasma physico-chemistry and the properties of the degradable coatings synthesized. In addition, to broaden possibilities in terms of degradation rate, the influence of a squared pulse power supply on the discharge and the coating was studied. If changing the way to bring the energy had a strong influence on the discharge, no major influence was noticed on the ethyl lactate-based coatings' chemistry and morphology. Finally, a tubular plasma reactor was build up to empower the internal wall of vascular prosthesis to be coated, which enabled to extend this project to the deposition conditions of its final application. Overall, this research project highlighted the potential of plasma processes for the development of degradable plasma polymer matrices, particularly for local drug delivery systems for vascular applications. On a physics perspective, this work emphasized the importance of studying the discharge under actual thin layer deposition conditions.

La circulation collatérale non coronarienne (CCNC) perfuse le cœur en provenant d’artères bronchiques, médiastinales et péricardiques. L’éventualité que la CCNC puisse être artificiellement augmentée pour fournir un traitement alternatif pour les patients ischémiques représente une hypothèse intrigante sans réponse en raison de la nature difficile de ce champ de recherche. En se basant sur plusieurs aspects, tel que (1) l’existence des collatérales naturelles entre les artères coronaires et les artères thoraciques internes (ATIs), (2) les effets potentiels de la ligature des ATIs; (3) la capacité des ATIs de développer d’importantes branches collatérales ; (4) et la disponibilité actuelle des facteurs de croissance vasculaire, l’hypothèse ici décrite est que l’augmentation de la CCNC pourrait représenter une stratégie alternative d’apport sanguin au coeur.Ainsi, l’association d’occlusion des ATIs et de l’administration des facteurs de croissance pourrait représenter un moyen de poursuivre cet objectif. Pour le premier travail de recherche, nous avons établi un modèle canin. / Noncoronary collateral circulation (NCCC) comes to the heart from mediastinal, bronchial, and pericardial channels. Whether NCCC can somehow be augmented to provide an alternative therapy for ischemic patients is an intriguing hypothesis with no clear answer yet due to the challenging nature of this research field. Based on several aspects, such as (1) the occurrence of natural collaterals between coronary and the internal thoracic arteries (ITAs), (2) the potentialhemodynamic effects of ITAs ligation, (3) the potential of ITAs for developing important collateral branches, and (4) the current availability of angiogenic growth factors, the hypothesis herein is that enhancement of NCCC may represent an alternative myocardial blood supply strategy, and that combining ITAs occlusion with angiogenic growth factors may represent a way to achieve this objective. We established an ischemic canine model for first experiment.

Méthodes et principaux résultats. Dans une revue systématique des études sur les facteurs déclenchants des infarctus cérébraux, nous n’avons identifié qu’une seule étude, négative, consacrée aux événements de vie. Nous avons montré, dans une étude prospective portant sur 247 patients admis pour un infarctus cérébral, qu’une exposition à au moins 1 évènement de vie était plus fréquente dans le mois précédant l’infarctus cérébral que dans les 5 périodes témoins (OR=2,96 ; IC à 95% 2,19-4,00). L’exposition à des évènements de vie était aussi un facteur prédictif des dépressions survenant dans les 6 mois suivant un infarctus cérébral. Les autres facteurs prédictifs de dépression post-AVC étaient un score de Rankin > 2, un antécédent de dépression, une lésion caudée et/ou lenticulaire gauche, le sexe féminin et des pleurs pathologiques. Conclusion et perspectives. Ce travail de thèse apporte des arguments en faveur d’un rôle des évènements de vie d’une part, dans la survenue à court terme d’un infarctus cérébral, d’autre part dans la survenue d’une dépression dans les 6 mois suivant un AVC. Il souligne aussi les difficultés spécifiques de l’étude des événements de vie concernant leur définition, l’évaluation de leur sévérité, les biais de rappel et la définition de la période à risque. Nos résultats doivent être confirmés et précisés avant d’évaluer le bénéfice d’une stratégie préventive. / Methods and main results. In our systematic review of potential triggers of ischemic stroke, the only study that examined stressful life events didn’t show any association with stroke onset. In a prospective study of 247 consecutive patients admitted for ischemic stroke, exposure to at least one stressful life event was significantly more common during the first month preceding stroke onset than during the five control periods (OR=2.96 ; 95% CI 2.19-4.00). Stressful life events exposure also predicted depression occurring within six months after ischemic stroke onset. The other predictors of post-stroke depression were a modified Rankin score > 2, a prior history of depression, a left caudate and/or lenticular lesion, the female sex and pathologic crying.Conclusion and perspectives. Our results support the role of stressful life events as triggers of ischemic stroke and predictors of post-stroke depression. Our research also highlights the difficulty of studying stressful life events, due to potential influence of memory biases and lack of precise definitions of stressful life events, severe vs. minor events and hazard period durations. These preliminary results should be confirmed in order to assess benefits of preventive strategies.

L'Accident Vasculaire Cérébral (AVC) - pathologie résultant d'une perturbation de l'apport sanguin dans le cerveau - est un problème de santé publique majeur, représentant la troisième cause de mortalité dans les pays industrialisés. Afin d'améliorer la prise en charge des patients atteints d'un AVC, il est important de posséder des méthodes efficaces pour l'identification des patients éligibles aux différentes thérapies et pour l'évaluation du rapport bénéfice/risque associé à ces thérapies. Dans ce contexte, l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) dynamique de perfusion par contraste de susceptibilité, une modalité d'imagerie utile pour apprécier l'état de la perfusion cérébrale, peut aider à identifier les tissus à risque de s'infarcir. Cependant, l'intégralité de la chaîne de traitement, de l'acquisition à l'analyse et l'interprétation de l'IRM de perfusion demeure complexe et plusieurs limitations restent encore à surmonter. Durant ces travaux de thèse, nous contribuons à l'amélioration de la chaîne de traitement de l'IRM de perfusion, avec comme objectif final, l'obtention d'une meilleure prédiction de l'évolution de la lésion ischémique dans l'AVC. Dans une première partie, nous travaillons principalement sur l'étape de déconvolution des signaux temporels, une des étapes clefs à l'amélioration de l'IRM de perfusion. Cette étape consiste en la résolution d'un problème inverse mal-posé, et permet le calcul de paramètres hémodynamiques qui sont des biomarqueurs importants pour la classification de l'état final des tissus dans l'AVC. Afin de comparer de façon objective les performances des différents algorithmes de déconvolution existants et d'en valider des nouveaux, il est nécessaire d'avoir accès à une information sur la vérité terrain après déconvolution. Dans ce but, nous avons développé un simulateur numérique pour l'IRM de perfusion, avec une vérité terrain générée automatiquement. Ce simulateur est utilisé pour démontrer la faisabilité d'une automatisation du réglage des paramètres de régularisation, et établir la robustesse d'un algorithme de déconvolution avec régularisation spatio-temporelle d'introduction récente. Nous proposons également un nouvel algorithme de déconvolution globalement convergent. Enfin, la première partie de ces travaux se termine avec une discussion sur une autre étape de la chaîne de traitement en IRM de perfusion, à savoir, la normalisation des cartes de paramètres hémodynamiques extraites des images déconvoluées / Stroke – a neurological deficit resulting from blood supply perturbations in the brain – is a major public health issue, representing the third cause of death in industrialized countries. There is a need to improve the identification of patients eligible to the different therapies, as well as the evaluation of the benefit-risk ratio for the patients. In this context, perfusion Dynamic Susceptibility Contrast (DSC)-MRI, a prominent imaging modality for the assessment of cerebral perfusion, can help to identify the tissues at risk of infarction from the benign oligaemia. However, the entire pipeline from the acquisition to the analysis and interpretation of a DSC-MRI remains complex and some limitations are still to be overcome. During this PhD work, we contribute to improving the DSC-MRI processing pipeline with the ultimate objective of ameliorating the prediction of the ischemic lesion evolution in stroke. In a first part, we primarily work on the step of temporal signal deconvolution, one of the steps key to the improvement of DSC-MRI. This step consists in the resolution of an inverse ill-posed problem and allows the computation of hemodynamic parameters which are important biomarkers for tissue fate classification in stroke. In order to compare objectively the performances of existing deconvolution algorithms and to validate new ones, it is necessary to have access to information on the ground truth after deconvolution. To this end, we developed a numerical simulator of DSC MRI with automatically generated ground truth. This simulator is used to demonstrate the feasability of a full automation of regularization parameters tuning and to establish the robustness of a recent deconvolution algorithm with spatio-temporal regularization. We then propose a new globally convergent deconvolution algorithm. Then, this first part ends with a discussion on another processing step in the DSC-MRI pipeline, the normalisation of the hemodynamic parameters maps extracted from the deconvolved images. In a second part, we work on the prediction of the evolution of the tissue state from longitudinal MRI data. We first demonstrate the interest of modeling longitudinal MRI studies in stroke as a communication channel where information theory provides useful tools to identify the hemodynamic parameters maps carrying the highest predictive information, determine the spatial observation scales providing the optimal predictivity for tissue classification as well as estimate the impact of noise in prediction studies. We then demonstrate the interest of injecting shape descriptors of the ischemic lesion in acute stage in a linear regression model for the prediction of the final infarct volume. We finally propose a classifier of tissue fate based on local binary pattern for the encoding of the spatio-temporal evolution of the perfusion MRI signals

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La bactériose vasculaire du riz (BLB) et à stries foliaires (BLS) causées respectivement par Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) et X. oryzae pv. oryzicola (Xoc) sont deux maladies émergentes en Afrique de l'Ouest, suite à l'expansion de la culture du riz et à l'introduction de variétés à haut rendement au cours de ces dernières décennies. Trois nouvelles races de Xoo ont été caractérisées en Afrique dont on a montré, sur la base d'une analyse génétique, leur spécificité africaine. En revanche, une étude réalisée sur une dizaine de souches de Xoc isolées au Mali en 2003, démontre qu'elles sont apparentées à des souches de Xoc asiatiques. En Asie, plusieurs gènes de résistance à Xoo ont été identifiés et déployés dans les programmes de lutte contre BLB. Cependant aucun gène de résistance à Xoc n'a été encore identifié chez le riz. Les objectifs de notre étude étaient (i): d'implémenter les collections de souches de Xoo et Xoc Africaines disponibles mais incomplètes, à l'aide de nouvelles campagnes d'échantillonage réalisées de 2009 à 2012 dans différentes zones agroécologiques du Burkina Faso et du Mali, (ii) de déterminer la diversité génétique de ces souches, (iii) d'identifier et caractériser de nouvelles sources de résistance contre BLB et BLS au sein d'accessions de riz cultivées au Burkina Faso. Nos résultats ont montré que les souches africaines de Xoc sont hautement variables tant d'un point de vue génétique que du pouvoir pathogène. L'analyse par PCR de deux effecteurs de types III conservés (xopAJ et xopW) permet de différencier les souches de Xoc en deux groupes, xopAJ étant absent dans la majorité des souches et une insertion de 1050 bp étant détectée dans la séquence codante de xopW de certaines souches. Néanmoins, il apparait que la forte diversité génétique des Xoc n'est pas corrélée à leur origine géographique, ni à la période de collecte, ou à la nature de l'hôte. Les souches de Xoo caractérisées appartiennent toutes à la race A1 qui n'avait pas encore été signalée au Mali. Au regard de la diversité des souches et de leur évolution, il est important d'envisager un plan de surveillance épidémiologique à plus large échelle des populations de Xo dans les régions concernées en Afrique de l'Ouest. Enfin, nous avons montré que certaines variétés de riz cultivées au Burkina Faso présentent un phénotype de résistance spécifique des souches africaines de Xoo et ce, à tous les stades de développement de la plante. Ces données originales contrastent par rapport au phénotype des lignées de riz résistantes de référence (Xa4, xa5 et Xa7 efficaces uniquement au stade de tallage maximum). Eu égard à l'absence de gènes de résistance dans le riz efficaces contre Xoc, ces variétés qui constituent également une source de résistance efficaces contre la diversité des souches de Xoc africaines, offrent potentiellement un nouveau moyen pour assurer le contrôle du BLS au Burkina Faso et éventuellement dans d'autres pays Africains. / Bacterial Leaf Blight (BLB) and Bacterial Leaf Streak (BLS) diseases respectively caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) and X. oryzae. pv oryzicola (Xoc) are two emerging diseases of rice in West Africa, due to the recent expansion of rice cultivation and introduction of improved rice varieties over the last decade. Three news Xoo races were characterized based on genetic analysis, demonstrating their african specificity. In contrast, a study achevied on about ten Xoc strains isolated in Mali in 2003, show that they are related to asian Xoc strains. In Asia, several R genes against Xoo have been identified and deployed in breeding program to control BLB. In contrast, no R gene against Xoc has been identified in rice. The objectives of this PhD thesis are to (i) complete the Xo collections of African isolates upon annual sampling operated from 2009 to 2012 in various agroecological areas of Burkina Faso and Mali, (ii) determine the genetic diversity of these strains , (iii) identify and characterize news sources of resistance genes to BLB and BLS within rice accessions cultivated in Burkina Faso.Our results showed that african Xoc are highly diverse genetically and phenotypically. PCR-based analyse of two conserved type III effector gene (xopAJ and xopW) differentiated two groups of Xoc strains, with xopAJ not detected in a majority of African Xoc strains and 1050 bp insertion detected in xopW gene for few strains. However, the high genetic diversity observed among the Xoc strains is not correlated to geographical origin, sampling data or host plant species. Xoo strains characterized belong all to race A1 previously reported by Gonzalez et al. (2007) in Burkina Faso. Given the diversity of X. oryzae strains and their evolution, it is essential to establish a large scale epidemiological monitoring of Xo populations in concerned regions in west Africa.At last, some accessions cultivated in Burkina Faso showed specific resistance to african Xoo strains at all plant development stages. These original data contrast with rice lines carring Xa4, xa5 and Xa7 resistance genes against BLB, which are only effective at maximun tillering stage.Given no sources of effective resistance genes against BLS is available in rice, these accessions which were also efficient against a set of Xoc strains representative of the diversity in Africa, represent a huge potential source for the control of BLS in Burkina Faso, and eventually in others african countries.

L'objet de cette thèse est la modélisation computationnelle de l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM), appliquée à l'imagerie des réseaux vasculaires. Les images sont influencées par la géométrie des vaisseaux mais aussi par le flux sanguin. Par ailleurs, outre la qualité des modèles développés, il est important que les calculs soient performants. C'est pourquoi, le calcul parallèle est utilisé pour gérer ce type de problèmes complexes. Dans cette thèse, trois solutions sont proposées. La première concerne les algorithmes parallèles pour la modélisation des réseaux vasculaires. Des algorithmes dédiés à différentes architectures sont proposés. Le premier est basé sur le modèle de « passage de messages » pour les machines à mémoires distribuées. La parallélisation concerne l'irrigation de nouvelles zones de tissu par les vaisseaux existants. Le deuxième algorithme est dédié aux machines à mémoire partagée. Il parallélise également le processus de perfusion mais des processeurs différents se chargent de gérer les différents arbres vasculaires. Le troisième algorithme est une combinaison des approches précédentes offrant une solution pour les architectures parallèles hybrides. Les algorithmes proposés permettent d'accélérer considérablement la croissance des réseaux vasculaires complexes, ce qui rend possible la simulation de structures vasculaires plus précises, en un temps raisonnable et aide à améliorer le modèle vasculaire et à tester plus facilement différents jeux de paramètres. Une nouvelle approche de modélisation computationnelle des flux en IRM est également proposée. Elle combine le calcul de flux par la méthode de Lattice Boltzmann, la simulation IRM par le suivi temporel de magnétisations locales, ainsi qu'un nouvel algorithme de transport des magnétisations. Les résultats montrent qu'une telle approche intègre naturellement l'influence du flux dans la modélisation IRM. Contrairement aux travaux de la littérature, aucun mécanisme additionnel n'est nécessaire pour considérer les artéfacts de flux, ce qui offre une grande facilité d'extension du modèle. Les principaux avantages de cette méthode est sa faible complexité computationnelle, son implémentation efficace, qui facilitent le lancement des simulations en utilisant différents paramètres physiologiques ou paramètres d'acquisition des images. La troisième partie du travail de thèse a consisté à appliquer le modèle d'imagerie de flux à des réseaux vasculaires complexes en combinant les modèles de vaisseaux, de flux et d'acquisition IRM. Les algorithmes sont optimisés à tous les niveaux afin d'être performants sur des architectures parallèles. Les possibilités du modèle sont illustrées sur différents cas. Cette démarche de modélisation peut aider à mieux interpréter les images IRM grâce à l'intégration, dans les modèles, de connaissances variées allant de la vascularisation des organes jusqu'à la formation de l'image en passant par les propriétés des flux sanguins. / This PhD thesis concerns computer modeling of magnetic resonance imaging (MRI). The main attention is centered on imaging of vascular structures. Such imaging is influenced not only by vascular geometries but also by blood flow which has to been taken into account in modeling. Next to the question about the quality of developed models, the challenge lies also in the demand for high performance computing. Thus, in order to manage computationally complex problems, parallel computing is in use. In the thesis three solutions are proposed. The first one concerns parallel algorithms of vascular network modeling. Algorithms for different architectures are proposed. The first algorithm is based on the message passing model and thus, it is suited for distributed memory architectures. It parallelizes the process of connecting new parts of tissue to existing vascular structures. The second algorithm is designed for shared memory machines. It also parallelizes the perfusion process, but individual processors perform calculations concerning different vascular trees. The third algorithm combines message passing and shared memory approaches providing solutions for hybrid parallel architectures. Developed algorithms are able to substantially speed up the time-demanded simulations of growth of complex vascular networks. As a result, more elaborate and precise vascular structures can be simulated in a reasonable period of time. It can also help to extend the vascular model and to test multiple sets of parameters. Secondly, a new approach in computational modeling of magnetic resonance (MR) flow imaging is proposed. The approach combines the flow computation by lattice Boltzmann method, MRI simulation by following discrete local magnetizations in time and a new magnetization transport algorithm together. Results demonstrate that such an approach is able to naturally incorporate the flow influence in MRI modeling. As a result, in the proposed model, no additional mechanism (unlike in prior works) is needed to consider flow artifacts, what implies its easy extensibility. In combination with its low computational complexity and efficient implementation, the solution is a user-friendly and manageable at different levels tool which facilitates running series of simulations with different physiological and imaging parameters. The goal of the third solution is to apply the proposed MR flow imaging model on complex vascular networks. To this aim, models of vascular networks, flow behavior and MRI are combined together. In all the model components, computations are adapted to be performed at various parallel architectures. The model potential and possibilities of simulations of flow and MRI in complex vascular structures are shown. The model aims at explaining and exploring MR image formation and appearance by the combined knowledge from many processes and systems, starting from vascular geometry, through flow patterns and ending on imaging technology.

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