L'essor du multimédia et des supports numériques, qui permettent l'obtention d'une copie parfaite, conduise de plus en plus les fournisseurs de contenus à se poser le problème du piratage des données. La protection et le tatouage des media numériques sont rapidement devenus un axe majeur de recherche dans le domaine du traitement d'images. La problématique que nous posons dans cette thèse est de proposer une solution globale de protection des contenus vidéo. Pour ce faire, nous proposons deux approches fondées sur une perturbation des vecteurs de mouvement. La première consiste à se servir des vecteurs de mouvement pour embrouiller une séquence. La seconde, quant à elle, utilise aussi les vecteurs de mouvement afin d'insérer une marque invisible et robuste. Ces deux solutions peuvent être ainsi combinée afin de former un système de protection globale d'une vidéo. Nous proposons dans le chapitre 1, un état de l'art sur les techniques d'embrouillage et les motivations amenant à développer de tels systèmes. Dans le chapitre 2, nous présentons les principes généraux du tatouage ainsi qu'un aperçu des principales techniques utilisées en tatouage vidéo. Ensuite, nous poursuivons au chapitre 3 sur la présentation d'une solution d'embrouillage, basée sur la perturbation des vecteurs de mouvement d'un flux vidéo compressé suivant la norme MPEG4. Nous poursuivons ensuite sur l'élaboration d'un algorithme de tatouage dans le domaine non compressé, basé sur la perturbation locale des vecteurs de mouvement, au sein de la vidéo. Dans le chapitre 4, nous examinons la problématique de l'invisibilité de notre approche, en relation avec les problèmes soulevés au chapitre précédent. Dans cette optique, nous présentons un état de l'art sur les caractéristiques du système visuel humain, pour poursuivre sur un exposé des principales métriques utilisées en vidéo. Nous proposons en fin de chapitre les algorithmes que nous avons mis en place, permettant de minimiser l'impact visuel de notre système de tatouage. Enfin, dans le chapitre 5 nous concluons sur notre approche, et présentons les différentes perspectives d'évolution de notre algorithme.

Les polymères synthétiques tels que les dendrons ou les dendrimères possèdent des propriétés structurales intéressantes. Leur monodispersité et leur synthèse étape par étape permet de contrôler et de caractériser totalement leur structure. De plus, la multivalence offre aux vecteurs une meilleure affinité d’interactions entre plusieurs copies d’un ligand lié au dendron/dendrimère et le récepteur désiré en comparaison au ligand seul. L’adamantane est une molécule rigide et stable dont plusieurs dérivés ont été commercialisés pour des applications thérapeutiques, principalement comme agents antiviraux. De plus, il est possible de le fonctionnaliser sur 4 positions symétriques via des synthèses organiques. Sa conformation 3D permet d’amoindrir les encombrements stériques entre les groupements fonctionnels. Nous avons alors choisi de combiner les propriétés de l’adamantane et des dendrons afin de construire de nouveaux vecteurs synthétiques. Leurs synthèses s’effectuent avec de hauts rendements et chaque nouveau composé a été totalement caractérisé par les différentes techniques d’analyses chimiques et structurales. Les dendrons à base d’adamantane polycationiques non cytotoxiques ont révélé une forte pénétration cellulaire permettant de mieux comprendre les mécanismes d’internalisation des dendrons. Ils ont également été évalués pour la formation de complexes avec un plasmide d’ADN. Des modifications sur leurs structures ont amélioré leur capacité à interagir avec l’acide nucléique grâce à la modification du point focal. Enfin, un peptide thérapeutique aux propriétés protectrices dans le lupus érythémateux disséminé, P140, a été couplé à un dendron à base d’adamantane à 3 branches et nous avons analysé les effets biologiques du trimère en comparaison avec le monomère. / Dendrons (wedge-shaped dendrimer sections) have been investigated as ideal nanoscale carrier molecules for the delivery of bioactive materials into the cells. Molecular engineering of these hyperbranched, monodisperse, well-defined structures can be easily performed using simple organic synthesis. Multivalency constituted by the multiple surface groups at the periphery of a dendron promotes higher binding affinity for ligand/receptor interactions. Adamantane molecule is a rigid structure consisting of four cyclohexane rings fused in chair conformation. The well-defined 3D conformation, the hydrophobicity and the lipophilicity provide to adamantane-based compounds favorable properties for their transport through biological membranes. In this context, the first part of this work was focused on the design and the synthesis of a novel type of polycationic dendrons based on adamantane, which are able to penetrate into cells without triggering cytotoxic effects. The next study of this Thesis concerned the investigation of our polycationic adamantane-based dendrons for gene delivery. We evaluated the capacity of the dendrons to complex a plasmid DNA. Hydrophobic compounds (biotin and cholesterol) were covalently bound to the focal point of the dendrons via “click” chemistry and the effects of the dendron generation, the peripheral cationic groups, and the hydrophobic modifications on the formation and stability of the complexes were studied. Finally, the dendrons constituted of an adamantane core, a focal point and three arms, were synthetized starting from a multifunctional adamantane derivative. We have coupled P140, a therapeutic peptide with protective properties in systemic lupus erythematosus, to an adamantane-based dendron and we have analyzed the biological effects of the resulting trimer compared to the monomer.

Dans le présent travail, après un résumé de l'état de l'art, une nouvelle interpolation temporelle des images avec réduction de halo est proposée. D'abord, pour la télévision de définition standard, une estimation de mouvement dont la résolution est le pixel, est suggérée. L'estimation se fait par l'appariement des blocs, et est suivie par un raffinement basé pixel en considérant des vecteurs de mouvement environnant. La réduction de halo se faisant à l'aide d'une fenêtre glissante de forme adaptative ne recourt pas à une détection explicite des régions d'occlusion. Ensuite, pour la télévision à haute définition, dans le but de réduire la complexité, l'estimation de mouvement de résolution pixel ainsi que la réduction de halo sont généralisées dans le contexte d'une décomposition hiérarchique. L'interpolation finale proposée est générique et est fonction à la fois de la position de l'image et de la fiabilité de l'estimation. Plusieurs . post-traitements pour améliorer la qualité de l'image sont aussi suggérés. L'algorithme proposé intégré dans un ASIC selon la technologie de circuit intégré contemporain fonctionne en temps réel.

La mouche charbonneuse, Stomoxys calcitrans, est une mouche hématophage commune et cosmopolite. Elle est le vecteur de nombreux agents pathogènes dont Besnoitia besnoiti, une coccidie parasite des bovins à l’origine de la formation de kystes cutanés. La compétence vectorielle de S. calcitrans pour B. besnoiti reste cependant mal connue. Dans ce travail, la persistance des formes bradyzoites et tachyzoites de B. besnoiti a été évaluée sur les pièces buccales et dans le tractus digestif des mouches. Dans ces conditions expérimentales, B. besnoiti persiste deux jours au maximum chez les stomoxes. La destruction rapide du parasite chez ce vecteur suggère que la transmission vectorielle mécanique ne peut avoir lieu que très peu de temps après un repas contaminant sur un hôte bovin infecté. De plus, nous avons étudié la capacité des stomoxes à transmettre les formes bradyzoites ou tachyzoites à des lapins, utilisés ici comme animaux modèles de besnoitiose. Des repas interrompus de stomoxes ont été réalisés sur des bovins en phase chronique de besnoitiose (source de formes bradyzoites dans leur peau) ou bien sur du sang contaminé avec des tachyzoites de culture. Le repas a ensuite été complété sur des lapins. Les résultats de cette étude ont montré que 300 stomoxes sont suffisants pour transmettre des bradyzoites virulents d’un bovin à un lapin qui a montré des signes de besnoitiose aigue et une séroconversion. Dans la troisième partie de ce travail, des méthodes alternatives aux insecticides ont été testées afin de proposer des stratégies de contrôle efficaces et pérennes contre ces vecteurs. L’attractivité pour les stomoxes de sept types d’écrans bleus, présentant entre eux de légères variations de réflectance autour de 460 nm, a été étudiée, de même que les facteurs influençant l’efficacité des pièges (hauteur par rapport au sol, orientation est ou ouest de l’écran, proximité de différents hôtes ou d’un tas de fumier). Les résultats ont montré une très grande attractivité, de très hauts niveaux de capture et une grande sélectivité de tous les écrans testés. Un total de 164692 stomoxes a été capturé au cours de l’étude (soit 24 jours de piégeage avec 4 écrans par jour et 8 heures par jour). La moitié inférieure des écrans a capturé la majorité des stomoxes (70%), de même, le nombre de stomoxes capturés par la partie de l’écran orientée à l’Est est plus important que sur la face orientée à l’Ouest. Ces éléments soulignent l’intérêt de cetype de dispositifs dans la lutte contre les stomoxes. / The Stable fly, Stomoxys calcitrans, is a common and worldwide-distributed blood-feeding fly. It is the vector of numerous pathogens including Besnoitia besnoiti, a cyst-forming coccidian parasite of cattle. Vector competency of S. calcitrans for B. besnoiti remains poorly understood. We investigated here the persistence of bradyzoites and tachyzoites forms of B. besnoiti on mouthparts and in digestive tract of S. calcitrans. In experimental conditions, B. besnoiti proved to persist until two days in stable flies. The fast destruction of parasite within this vector suggests that mechanical transmission could occur a short time only after a contaminated blood meal. Moreover, we investigated the competence of stable flies to transmit immediately B besnoiti bradyzoites and tachyzoites to susceptible rabbits after an interrupted blood meal on chronically infected cows (source of bradyzoites) or on a tachyzoite-contaminated blood meal. The results show that 300 S. calcitrans only were able to transmit virulent bradyzoites to rabbits which suffered from clinical signs of acute besnoitiosis and seroconverted. In the third part of this study, we examined sustainable methods as alternative to insecticides but efficient to control this pest. Seven different types of blue screens, with slight differences in their reflectance around 460 nm, were tested in order to evaluate their attractiveness for stable flies and to determine the factors associated with the efficiency of trapping (height of screens, east versus west side of blue screen, proximity of different hosts and manure). The results showed high attractiveness, high number of captures and very high selectivity of all tested screens, with a total number of 164692 stable flies during the study (24 days of capture, 4 blue screens per day, 8 hours per day). The results showed that the lower part of the blue screens caught the majority of stable flies, whereas the east orientation was the most attractive which caught up to 60 % of the total number captured of stable flies. Taking together, these results are highlighting the interest of these new devices in the future control of stable flies.

Le parvovirus adéno-associé (AAV) possède un génome à ADN linéaire simple brin de 4,7kb encadré par deux séquences palindromiques inversées et identiques de 145 nucléotides appelées ITRs, requises en cis pour la réplication et l’encapsidation de l’ADN viral. Dans un AAV recombinant (rAAV), la totalité de la partie codante du génome viral est remplacée par une cassette d’expression et seuls les ITRs sont conservés. Le rAAV constitue un outil de choix pour le transfert de gènes dans diverses applications thérapeutiques. Cependant, dans bon nombre d’entre elles, il est nécessaire de pouvoir moduler l’expression du transgène quantitativement et au cours du temps. Plusieurs systèmes de régulation ont été décrits dont le système d’activation (Tet-On) de l’expression du transgène par la tétracycline et ses analogues (ex : la doxycycline). Le transfert et l’activation de l’expression du transgène par la doxycycline (Dox) nécessite deux vecteurs d’expression, un premier vecteur dans lequel le transactivateur (rtTA) est exprimé à partir d’un promoteur constitutif et un second qui porte le gène d’intérêt sous le contrôle du promoteur tétracycline (Ptet). Le Ptet est constitué du promoteur minimal du cytomégalovirus humain (PhCMVmini) placé en aval d’une répétition de séquences dites "opérateurs" (tetO). En présence de la Dox, le rtTA change de conformation, se lie au tetO et active la transcription du gène d’intérêt à partir du PhCMVmini. Pour le transfert de gène in vivo, il est cependant préférable de disposer d’un vecteur portant les deux cassettes d’expression au sein d’une seule construction (rAAV unique). Toutefois, les ITRs d’AAV d’une part et les séquences "enhancers" du promoteur utilisé pour exprimer le rtTA d’autre part, interfèrent avec le Ptet donnant lieu à une expression du gène d’intérêt à l’état non induit et par conséquent à un faible facteur d’induction. Nous décrivons dans ce travail un vecteur rAAV unique dont l’expression du transgène est activée par la tétracycline après transfert dans le cerveau de rat. En effet, nous avons développé un vecteur autorégulable dans lequel les deux cassettes d’expression sont placées en orientations opposées et la transcription du transgène et du rtTA est initiée à partir d’un promoteur tétracycline bidirectionnel (Ptet-bidi) et terminée par les signaux de polyadénylation bidirectionnels de SV40. Placées à côté de chaque ITR, ces dernières séquences pourraient également servir à arrêter la trancription à partir des ITRs d’AAV en absence de l’inducteur. Les performances de notre vecteur portant le gène rapporteur egfp (rAAV-ptetbidi-EGFP) ont été établies dans diverses lignées cellulaires immortalisées, dans des cultures primaires de cellules de Schwann ainsi que dans le cerveau du rat et des facteurs d’induction allant de 20 à 100 fois ont été observés. Nous avons également évalué la capacité de la minocycline (Mino), un antibiotique de la famille des tétracyclines utilisé pour ses propriétés anti-inflammatoires dans le cerveau, à induire l’expression du transgène à partir du Ptet dans une lignée de cellules U87-MG exprimant de façon stable le plasmide ptetbidi-EGFP. Quoique l’induction maximale de l’expression du transgène par la Mino nécessite des doses plus élevées et un temps plus long de traitement comparée à la Dox, elle apparaît moins toxique à des doses effectrices. Nous avons également évalué la réversibilité du système. Les résultats montrent une extinction plus rapide dans des cellules induites par la Mino comparée à celle obtenue dans des cellules induites par la Dox. Cependant, la cinétique d’induction du rAAV-ptetbidi-EGFP était lente et le niveau basal d’expression était encore élevé. De plus, à l’état induit, le nombre de cellules transduites par ce vecteur in vitro et in vivo reste inférieur à celui obtenu avec un vecteur équivalent portant le transgène sous le contrôle d’un promoteur constitutif. Nous avons réussi à améliorer l’inductibilité de notre vecteur portant le gène rapporteur egfp ou le gène thérapeutique hgdnf codant pour un facteur neurotrophique ayant un effet neuroprotecteur sur les neurones dopaminergiques mais également des effets non désirés : i) en plaçant, en aval du rtTA, le WPRE, une séquence de régulation post-transcriptionnelle d’origine virale permettant l’accumulation du transactivateur à concentration plus élevée dans les cellules transduites. Il en résulte un démarrage plus rapide et un niveau plus élevé de l’expression du transgène ainsi qu’une augmentation du nombre de cellules transduites dans le striatum de rat en réponse à la Dox; ii) en remplaçant le rtTA par le rtTA2SM2 moins toxique, plus stable et ayant une meilleure affinité de liaison au tetO. L’utilisation du rtTA2SM2 permet une réduction du niveau basal d’expression du transgène et son induction à plus faible dose d’inducteur. La version améliorée de notre vecteur a été ensuite encapsidée dans le sérotype 1 d’AAV, qui, injecté dans le striatum de rat, permet d’améliorer le volume de transduction et d’augmenter le nombre de cellules "GFP-positives" transduites comparé au sérotype 2 couramment utilisé. Un facteur d’induction de l’ordre de 10 fois a été également obtenu au moyen d’un rAAV1-ptet-bidi-hGDNF avec une quantité de GDNF exprimée à l’état induit dans la gamme des concentrations neuroprotectrices (100 pg/mg de tissu).

Les oligonucléotides antisens possèdent un immense potentiel thérapeutique. Cependant, la faible efficacité avec laquelle ils traversent les membranes biologiques limite leur utilisation. De nombeuses stratégies de délivrances ont été proposées pour contourner ce problème mais la plupart restent peu adaptées à une utilisation in vivo. Durant cette dernière décennie, plusieurs peptides capables de traverser la membrane plasmique ont été caractérisés. Regroupés sour le nom de Cell Penetrating Peptide, ces peptides sont polycationiques et parfois amphipatiques. Nos travaux d'évaluation de ces CPPs dans le modèle cellulaire de correction d'épissage indiquent que ces vecteurs, couplé à des PNA ou PMO, restent bloqués dans les vésicules d'endocytose. L'utilisation d'agents endosomolytiques comme la chloroquine, libère ces conjugués améliorant ainsi l'efficacité de la correction d'épissage. D'une manière générale il est admis que le développement de nouveaux peptides vecteurs présentant une propriété endosomolytique intrinsèque constituerait une avancée majeure dans le domaine de la délivrance. Deux conjugués (R-Ahx-R)4-PMO et R6Pen-PNA corrigent efficacement l'épissage sans addition de chloroquine. Ces conjugués sont internalisés dans les cellules par un mécanisme endocytotique. Les études de structure activité ont indiqué une corrélation entre l'affinité des conjugués aux héparanes sulfates ainsi que de leur hydrophobicité et l'efficacité de correction. Les travaux sur les modèles animaux ont montré une large biodisponibilité du conjugé (R-Ahx-R)4-PMO. Nos collaborations continuent pour améliorer ces deux peptides de délivrance.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Nouveaux polymères avec une structure arborescente unique, les dendrimères suscitent un grand intérêt auprès des chercheurs de tous les domaines scientifiques confondus et spécialement auprès des biologistes. Théoriquement synthétisés de façon à ce qu’ils soient parfaitement mono disperses en taille et en masse et de forme sphérique, les dendrimères PAMAM ont des propriétés structurales qui pourraient donner de bons résultats lors de leur utilisation comme vecteurs de médicaments ou d’acides nucléiques.De récentes études biologiques ont montré que les dendrimères PAMAM pouvaient transfecter un grand nombre de cellules de différente nature. Les propriétés structurales et physicochimiques du dendrimère joueraient un rôle essentiel dans l’efficacité de cette transfection et pouvoir prédire ces propriétés permettraient de mieux contrôler le comportement de ces«vecteurs-médicaments» dans l’organisme / In the context of securing clinical gene transfer, new strategies are developed with the creationof synthetic gene vectors based on cationic polymers to replace commonly used viral vectors ingene therapy. PAMAM dendrimers are highly branched macromolecules with controlled nearmonodisperse three-dimensional architecture emanating from a central core. Polymer growthstarts from a central core molecule and growth occurs in an outward direction by a series ofpolymerisation reactions. Hence, precise control over size can be achieved by the extent ofpolymerisation, starting from a few nanometers. Cavities in the core structure and folding of thebranches create cages and channels. The surface groups of dendrimers are amenable tomodification and can be tailored for specific applications. Therapeutic and diagnostic agents areusually attached to surface groups on dendrimers by chemical modification.Recent biological studies have shown that PAMAM dendrimers could transfect a large numberof cells of different nature. The structural properties and physico-chemical properties ofdendrimer play a key role in the efficiency of transfection and to predict these properties wouldbetter control the behavior of these "drug delivery systems in the body.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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