Lorsque le cartilage est altéré, la réponse des chondrocytes est insuffisante pour stopper ce processus et réparer le tissu. Les thérapies non chirurgicales actuelles sont basées sur les anti-inflammatoires pour soulager la douleur. Cependant, certaines molécules thérapeutiques ne sont pas utilisées en raison d'une faible biodisponibilité ou d'effets secondaires importants. Le but est de préparer des particules polymère pour améliorer la biodisponibilité dans l'articulation de principes actifs (PA). Ceci est obtenu par le recouvrement des particules par des dérivés de l'acide hyaluronique (HA), naturellement présent dans le cartilage et qui possède une affinité pour un récepteur (CD44) à la surface des chondrocytes. Ce ciblage actif permet de concentrer les PA à proximité ou dans (internalisation) ces cellules et donc, d'obtenir un effet à des concentrations plus faibles en PA. Le HA est estérifié par des groupements hydrophobes pour obtenir des propriétés tensio-actives. Puis ces dérivés servent de stabilisant pour la formulation d'émulsions conduisant à l'obtention de particules polymère. Elles sont alors caractérisées: taille, distribution et quantité de HA modifié en surface. L'encapsulation de traceurs fluorescents démontre une internalisation in vitro et l'administration par injection intra-articulaire (ia) chez le rat n'engendre pas d'inflammation. L'encapsulation de PA (HA, chondroïtine sulfate) est possible, avec des tailles de particules plus importantes. Ceci ouvre de nouvelles approches dans le traitement des atteintes articulaires: l'injection ia de particules polymère recouvertes de HA permet un adressage des molécules qu'elles contiennent dans les cellules / A defect in articular cartilage yield to a biological response of the chondrocytes but it is not sufficient to stop the damage or heal the tissue. The non-chirurgical therapies available are based on anti-inflammatory, to relieve the pain. But, many molecules which might have therapeutic effects are not used because of poor bioavailability or severe side effects. Here, we described the elaboration of polymeric nanoparticles that can enhance articular bioavailability of entrapped drugs. One can reach this goal by using HA derivatives at the surface of such particles. HA is a polysaccharide naturally present in the joint, with a strong affinity for one receptor expressed by the chondrocytes: CD44. Such an active targeting will allow the accumulation of drugs near or in the cells (internalization) and therefore, lead to biological effects with lower concentration. We chemically modified the HA by esterification with hydrophobic chains to confer tensio-actives properties. Then, those derivatives were used to stabilize the formulation of polymeric particles and the characterization (size, distribution and amount of HA derivatives present) was determined. The encapsulation of fluorescent probes proved in vitro an internalization by the chondrocytes. Moreover, intra-articular (ia) injection of particles in healthy rats did not generate any inflammation. Entrapment of molecules (HA or Chondroitin Sulfate) was possible but the size was higher and the encapsulated amount could not be precisely measured. This work is promising for new therapies in articular diseases, the ia injection of polymeric particles covered by HA derivatives allow an active targeting of the entrapped drugs

Un des écueils du traitement des pathologies ostéoarticulaires est l’adressage de molécules aux cellules et tissus qui constituent l’articulation. L’administration de principes actifs par voie sanguine ou orale nécessite l’apport de quantités importantes et peut causer des effets indésirables. Dans ces travaux, nous avons évalué un système d’adressage de molécules hydrophiles. Des particules de polymère d’acide lactique et glycolique, marquées par un traceur fluorescent ont été évaluées in vitro puis in vivo. Ces particules possèdent un recouvrement en acide hyaluronique pour améliorer les interactions avec les cellules. Les études réalisées ont permis de mettre en évidence l’internalisation des particules dans les synoviocytes, chondrocytes, et cellules souches mésenchymateuses après 8 heures d’exposition. Parallèlement, l’évaluation in vitro de différents paramètres de cytotoxicité et d’inflammation a permis de souligner la compatibilité de ces vecteurs avec les cellules articulaires. Enfin, les effets de l’injection intra-articulaire de particules ont été évalués chez le rat sain et différents modèles pathologiques. L’analyse histologique des articulations a démontré l’absence de dégradation de la matrice cartilagineuse et de réaction inflammatoire suite à l’injection de particules. Il a été également constaté un ciblage majoritaire des particules vers la membrane synoviale. Ces travaux permettent de valider l’utilisation de ce type de vecteur pour le ciblage de l’articulation et l’apport de principes actifs. L’association de ces particules à des molécules hydrophiles (acides nucléiques, médicaments,…), pourra permettre leur apport direct dans l’articulation et ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques. / One of the major issues with treatment of osteoarticular diseases is reaching cells or tissue inside the joint. Administration of an active compound by intravenous or per os requires elevated amount to be effective, and can initiate systemic and negative side effects. In this work we have evaluated a drug delivery system for hydrophilic molecule, which can be used for articular tissues. Polymeric nanoparticles of poly lactic-co-glycolic acid, labelled with a fluorescent dye were evaluated both in vitro and in vivo. These nanoparticles are covered with hyaluronic acid to favor particles-cells interaction. We demonstrated here that such particles are internalized after 8 hours of exposure in synoviocytes, chondrocytes and mesenchymal stem cells. Evaluation of cytotoxicity and inflammation revealed the neutrality of these particles for articular cell types. Finally, intraarticular injections of particles were performed in healthy rat joint and in pathological models. Histological analyses of extracellular matrix integrity and inflammatory status do not demonstrate any side-effect following particles injections. These healthy nano-device target primarily synovial cells, and their degradation inside cells does not provoke deleterious effects. This PLGA based drug delivery system would be used to safely deliver active molecules to the joint. The combination of these particles with various hydrophilic molecules (as nucleic acid, drugs,…) may allow their direct distribution in the joint, and lead to new therapeutics perspectives.

Dans l'optique d'une organologie de la performance, on commence par élaborer, autour de la notion de système haptique d'un instrument de musique, un cadre taxinomique et une typologie aboutissant à un questionnement sur l'identité conceptuelle d'un instrument-objet. Une approche inductive sur le cas exemplaire de la guitare permet alors de définir une distance potentielle dans l'interaction instrument/instrumentiste ; puis, par modélisation d'extraits de pièces musicales, de considérer l'optimisation gestique comme un argument de distanciation qui consiste en une abstraction dans le champ logique de l'espace haptique (géométrisation). Pour finir, on rend compte de l'aperception du musical par l'instrumentiste, dans le cadre d'une exécution et au travers de son instrument, par un modèle dichotomique où les concepts de processus de solmisation et de vectorisation s'avèrent proportionnels aux aspects stylistiques des œuvres et de leurs interprétations. / From the perspective of an organology of performance, we first developed, around the concept of haptic system for a musical instrument, a taxonomic framework and typology leading to a questioning about the conceptual identity of an instrument-object. An inductive approach to the exemplary case of the guitar allows us to define a potentially distance in the interaction instrument/instrumentalist ; then, by modeling excerpts of musical works, to consider gestural optimization as an argument of distancing which is an abstraction in the logical field of haptic space (geometric). Finelly, we report the apperception of musical by the instrumentalist, as part of a performance and through his instrument, with a dichotomic model where the concepts of solmisation process and vectorization are proportional to the stylistic aspects of the works and their interpretations.

Les oligonucléotides antisens et leurs analogues, tels que les Peptide Nucleic Acids (PNA), ont la capacité d'inhiber ou de moduler l'expression d'un gène cible, de manière spécifique de séquence. Leur utilisation pour des applications thérapeutiques est cependant limitée par leur faible internalisation cellulaire ou leur mauvaise localisation intracellulaire, etnécessite le développement de stratégies efficaces de vectorisation. La Riboflavine, ou vitamine B2, est une vitamine essentielle qui a les caractéristiques requises pour être potentiellement utilisée en tant qu'agent ciblant de vectorisation. Le travail accompli au cours de ce projet de thèse a permis de démontrer la capacité de deux dérivés de la Riboflavine, la Flavine et le Lumichrome, à induire une internalisation par endocytose de PNA conjugués, dans plusieurs lignées cellulaires. En outre, un phénomène d'internalisation photochimique induit par la Rhodamine a été mis en évidence avec des double-conjugués Flavine ou Lumichrome - PNA - Rhodamine et conduit à une sortie efficace des endosomes de ces conjugués. Ce travail de thèse a donc permis de caractériser un conjugué trifonctionnel pour l'internalisation et lalibération cytoplasmique de molécules bioactives. / Antisense oligonucleotides and analogs, such as Peptide Nucleic Acids (PNA), are valuable tools to inhibit or modulate gene expression in a sequence-specific manner. Their successful application for therapeutic purposes is however hampered by poor cellular uptake or incorrect intracellular localization, and requires the development of efficient delivery strategies.Riboflavin, or vitamin B2, is an essential vitamin that could potentially be used as a targeting delivery ligand. We demonstrate in this PhD work the ability of two Riboflavin derivatives, Flavin and Lumichrome, to promote endocytosis-mediated internalization of PNA conjugates in several cell lines. Furthermore, a phenomenon of Photochemical Internalization produced by Rhodamine has been characterized using Flavin or Lumichrome - PNA - Rhodamine conjugatesand is responsible for an efficient release of these conjugates from endosomes. This PhD work has thus led to the characterization of a trifunctional conjugate for the internalization and cytoplasmic delivery of bioactive molecules.

Modern applications generate a massive amount of data that is challenging to process or analyse. Graph algorithms have emerged as a solution for the analysis of this data because they can represent the entities participating in the generation of large scale datasets in terms of vertices and their relationships in terms of edges. Graph analysis algorithms are used for finding patterns within these relationships, aiming to extract information to be further analysed. The breadth-first search (BFS) is one of the main graph search algorithms used for graph analysis and its optimisation has been widely researched using different parallel computers. However, the BFS parallelisation has been shown to be chal- lenging because of its inherent characteristics, including irregular memory access patterns, data dependencies and workload imbalance, that limit its scalability. This thesis investigates the optimisation of the BFS on the Xeon Phi, which is a modern parallel architecture provided with an advanced vector processor using a self-created development framework integrated with the Graph 500 benchmark. As a result, optimised parallel versions of two high-level algorithms for BFS were created using vectorisation, starting with the conventional top-down BFS algorithm and, building on this, leading to the hybrid BFS algorithm. The best implementations resulted in speedups of 1.37x and 1.33x, for a one million vertices graph, compared to the state-of-the-art, respectively. The hybrid BFS algorithm can be further used by other graph analysis algorithms and the lessons learned from vectorisation can be applied to other algorithms targeting the existing and future models of the Xeon Phi and other advanced vector architectures.

L'incidence des maladies hépatiques est en augmentation, ce qui rend urgente la recherche de systèmes de vectorisation d'agents thérapeutiques vers le foie. La maladie sur laquelle porte notre étude est la maladie orpheline de Wilson. Elle induit une accumulation de cuivre (Cu) principalement dans les hépatocytes et les chélateurs de Cu systémiques utilisés à ce jour pour la traiter présentent de nombreux effets secondaires. C'est dans ce contexte que nous proposons une stratégie innovante qui consiste à piéger sélectivement le cuivre en excès dans les cellules hépatiques. Des chélateurs sélectifs du Cu(I), degré d'oxydation du Cu disponible intracellulaire, ont été conçus. Afin de cibler ces derniers vers les cellules hépatiques, nous avons focalisé notre intérêt sur le récepteur aux asialoglycoprotéines (ASGP-R), une lectine abondamment et presque exclusivement exprimée à la membrane des hépatocytes.Deux familles de glycoconjugués contenant une unité de ciblage associée à une unité de vectorisation des hépatocytes ont été développées : l'une possède une plateforme cyclodécapeptidique et l'autre une plateforme pseudopeptidique d'architecture tripodale. Les unités de ciblage sont composées de N-acétylgalactosamines présentés de manière multivalente, permettant une reconnaissance et une endocytose sélective des glycoconjugués dans les hépatocytes par l'intermédiaire de la lectine ASGP R. Les deux familles de composés ont montré leur capacité à entrer dans les cellules hépatiques et à faire diminuer le taux de Cu intracellulaire disponible.L'objectif de ce travail de thèse est l'étude et l'optimisation du système de ciblage. Les efficacités d'internalisation des deux familles de glycoconjugués dans les hépatocytes sont pour cela comparée. En outre, l'influence de la structure moléculaire des glycoconjugués sur l'efficacité de ciblage est étudiée. Plusieurs glycoconjugués appartenant à chacune des deux familles de composés ont donc été synthétisés, et leur propriétés d'internalisation dans les hépatocytes humains analysée par cytométrie en flux. / Regarding the increasing incidence of liver diseases in the past decades, the discovery of drug delivery systems is becoming a major research area. In particular, the Wilson disease is a liver dysfunction, which needs more specific treatments than those available nowadays. This genetic disorder induces a toxic copper overload in the hepatocytes. Because current copper chelating therapies present many side effects due to their lack of specificity, we propose an innovative strategy that would selectively detoxify copper in liver cells. Since excess intracellular Cu is in the +I oxidation state, we figured that a chelator that would enter the hepatocytes and be specific for Cu(I) could represent an efficient strategy. To selectively target the hepatic cells, we focus our interest on a lectin, which is highly and exclusively expressed in the membrane of the hepatocytes: the asialoglycoprotein receptor (ASGP-R).Two different kinds of glycoconjugates that contain a Cu(I) chelating unit associated to liver targeting systems have been obtained : one has a cyclodecapeptide scaffold and the other a tripodal pseudopeptide core. The targeting units are composed of N-acetylgalactosamine (GalNAc) residues multivalently presented, allowing the selective recognition and endocytosis of the glyconconjugates thanks to ASGP-R. These two families of molecules were demonstrated to enter hepatocytes and to chelate intracellular copper.The aim of the present work is to study and optimise the targeting system. We have compared the efficiency of the targeting systems of the two families of molecules. Moreover the influence of several structural parameters on the internalisation efficiency was determined. Several compounds belonging to cyclodecapeptide and tripode families have been synthesised, and their ability to enter in human hepatocytes has been analysed by flow cytometry.

Le sujet de thèse concerne l’immunothérapie induite par des glycolipides synthétiques dont le chef de file est le KRN7000. Ce composé montre une activité à stimuler le système immunitaire renforçant l’action antitumorale. Cependant, comme la plupart des principes actifs, le KRN 7000 n’est pas spécifique des cellules tumorales. Pour pallier ce manque de spécificité, nous avons envisagé de coupler des glycolipides à un agent ciblant des cellules tumorales selon deux approches. La première a consisté à lier de manière covalente l’agent ciblant au glycolipide via un espaceur, ce qui a permis d’évaluer si le greffage de cet immunostimulant sur l’agent ciblant ne perturberait pas la reconnaissance par le récepteur membranaire. Concernant la seconde approche, une étude préliminaire reposant sur le relargage du KRN7000 a été abordé en préparant une prodrogue du glycolipide. Un autre problème du KRN7000 est qu’il n’est pas sélectif vis-à-vis de deux voies d’activation du système immunitaire. Pour pallier ce problème, la synthèse de nouveaux analogues C-glycosidiques d’alpha-galactosylcéramides plus stables et plus sélectifs de la voie Th1 a été envisagée. La stratégie de synthèse met en œuvre une cycloaddition 1,3-dipolaire entre un C-vinyl glycoside et une nitrone. Dans un premier temps, une étude méthodologique de cette réaction a d’abord été réalisée. Dans un deuxième temps, la fonctionnalisation du cycle isoxazolidine puis son ouverture devrait permettre d’accéder aux analogues ciblés. / This PhD work concerns glycolipid-induced activation of immune system with KRN7000 as lead compound. This latter has shown its ability to stimulate NKT cells which are T cells of the immune system resulting in potent antitumor activity. However, like lots of drugs, KRN7000 is not specific for tumor cells. To tackle this lack of specificity, we plan to graft glycolipids to a targeting agent for tumor cells following two approaches. The aim of the first one was to bind covalently the glycolipid to the targeting agent in order to determine the effect of the glycolipid grafting onto the targeting agent on the recognition by the membrane receptor. Regarding the second approach, a preliminary study based on the KRN7000 release was performed by synthesizing a glycolipid prodrug. Another drawback of the KRN7000 is the lack of selectivity towards two ways of activation of the immune system. In order to favor the Th1 immune response, the synthesis of new C-glycosidic analogues of alpha-galactosylceramides was implemented. The synthetic strategy has involved a 1,3-dipolar cycloaddition between a C-vinyl glycoside and a nitrone. First, a methodologic study about this reaction was performed. Then functionalization of the obtained isoxazolidine ring and the N-O bond cleavage should lead to the expected original analogs.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'adaptation de l'algorithmique aux architectures parallèles. Les plateformes hautes performances actuelles disposent de plusieurs niveaux de parallélisme et requièrent un travail considérable pour en tirer parti. Les superordinateurs possèdent de plus en plus d'unités de calcul et sont de plus en plus hétérogènes et hiérarchiques, ce qui complexifie d'autant plus leur utilisation.Nous nous sommes intéressés ici à plusieurs aspects permettant de tirer parti des architectures parallèles modernes. Tout au long de cette thèse, plusieurs problèmes de natures différentes sont abordés, de manière plus théorique ou plus pratique selon le cadre et l'échelle des plateformes parallèles envisagées.Nous avons travaillé sur la modélisation de problèmes dans le but d'adapter leur formulation à des solveurs existants ou des méthodes de résolution existantes, en particulier dans le cadre du problème de la factorisation en nombres premiers modélisé et résolu à l'aide d'outils de programmation linéaire en nombres entiers.La contribution la plus importante de cette thèse correspond à la conception d'algorithmes pensés dès le départ pour être performants sur les architectures modernes (processeurs multi-coeurs, Cell, GPU). Deux algorithmes pour résoudre le problème du compressive sensing ont été conçus dans ce cadre : le premier repose sur la programmation linéaire et permet d'obtenir une solution exacte, alors que le second utilise des méthodes de programmation convexe et permet d'obtenir une solution approchée.Nous avons aussi utilisé une bibliothèque de parallélisation de haut niveau utilisant le modèle BSP dans le cadre de la vérification de modèles pour implémenter de manière parallèle un algorithme existant. A partir d'une unique implémentation, cet outil rend possible l'utilisation de l'algorithme sur des plateformes disposant de différents niveaux de parallélisme, tout en ayant des performances de premier ordre sur chacune d'entre elles. En l'occurrence, la plateforme de plus grande échelle considérée ici est le cluster de machines multiprocesseurs multi-coeurs. De plus, dans le cadre très particulier du processeur Cell, une implémentation a été réécrite à partir de zéro pour tirer parti de celle-ci.

Le but de cette thèse consistait en l'amélioration de l'activité thérapeutique d'agents anti-radicalaires synthétiques de type nitroxyde et nitrone. Ces deux classes d'antioxydants synthétiques ont été choisies pour leur très bonne activité de piégeurs de radicaux libres, des substances particulièrement délétères et impliquées à l'heure actuelle dans un grand nombre de pathologies. Dans une première partie de ce travail, des nitroxydes ont été fonctionnalisés par des transporteurs amphiphiles dérivés de la lysine et de l'acide aspartique, puis une deuxième approche a consisté en la modification d'une nitrone, l'alphaphényl-N-tert-butyl-nitrone (PBN) par des groupements polaires et apolaires. Les études physico-chimiques ont ensuite permit de caractériser les propriétés d'auto-assemblage en milieux aqueux de ces composés ainsi que leur caractère hydrophobe et leurs propriétés antioxydantes. Enfin, des études biologiques ont mis en évidence les propriétés protectrices de ces molécules vis-à-vis des phénomènes de stress oxydant sur des modèles in vitro et in vivo.

L'acide acétylsalicylique, molécule dérivée d'extraits de saule, est utilisé depuis des milliers d'années comme antiinflammatoire et analgésique. La découverte au cours des années 80 de la cyclooxygénase, cible de cet inhibiteur enzymatique, a relancé la recherche de nouveaux anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS). C'est la mise en évidence de l'existence de plusieurs isoformes de la COX et l'attribution des effets pharmacologiques des inhibiteurs de cyclooxygénase à ces différents isoformes qui a permis l'émergence de nouvelles thérapeutiques minimisant les effets secondaires gastriques des AINS. Bien qu'encore controversé, l'intérêt de ce type de composés dans la pathologie cancéreuse a été récemment montré, en particulier dans le cancer de la prostate. Notre étude consiste en l'optimisation de composés inhibiteurs de cyclooxygénase afin de les rendre plus efficaces dans la chimioprévention et la chimiothérapie de ce type de maladie. Tout d'abord, la vectorisation d'un inhibiteur sélectif COX-2 par un peptide pouvant être reconnu et clivé par l'antigène prostatique spécifique (protéase active uniquement au niveau de la prostate), et capable, après ce clivage, d'amorcer une réaction intramoléculaire conduisant à la libération du principe actif, nous a paru pertinente dans le cadre d'une thérapie ciblée. La conception, la synthèse et l'étude d'un espaceur novateur permettant de lier l'inhibiteur COX au peptide et d'obtenir ce type de réarrangement ont ainsi été menées et ont débouché sur des résultats prometteurs. En parallèle, l'adjonction d'une seconde entité active à un composé inhibiteur COX sous la forme d'une prodrug a été envisagée. Le monoxyde d'azote NO, radical messager ubiquitaire, possède des propriétés pharmacologiques étonnantes dans un grand nombre de tissus, que ce soit en vasodilatation, protection des muqueuses gastriques mais également dans le cadre du traitement d'un cancer. Synthétiser un nombre important de composés, inhibiteurs sélectifs ou non de COX-2, pouvant, après métabolisation libérer à la fois NO et l'inhibiteur nous a semblé intéressant, en particulier compte tenu de la controverse actuelle sur les modes d'actions réels de ces composés. Après leurs synthèses, l'analyse approfondie du devenir métabolique de ces molécules a dû être menée pour tenter de comprendre leur prise en charge par le système enzymatique. C'est par le biais de différentes évaluations pharmacologiques aussi variées que l'étude de la vasodilatation aortique ex-vivo ou la résonance paramagnétique électronique, que les cinétiques de métabolisation ont pu être abordées ; et c'est en réalisant des mesures d'inhibitions enzymatiques (sur sang humain) et de prolifération cellulaire (sur lignées cancéreuses humaines) que le potentiel thérapeutique de nos composés a pu être estimé. Enfin, la combinaison de ces deux approches par la conception et la synthèse de composés inhibiteurs de cyclooxygénase / donneurs de NO vectorisés a été abordée.