L'engagement des cellules vers un destin donné, ou détermination cellulaire, est un processus clé du développement. Quels sont les mécanismes qui sous-tendent la détermination cellulaire ? Pour aborder cette question, nous utilisons le lignage des soies mécanosensorielles de la drosophile. Dans ce lignage, la diversité des cellules résulte de l'activation différentielle de la voie Notch ainsi que la ségrégation asymétrique de déterminants cellulaire à chaque division. Cependant, comment la répétition d’un même mécanisme peut-elle être à l’origine des destins cellulaires différents ? D'autres facteurs doivent être impliqués dans ce processus. Afin des les identifier, mon intérêt s’est porté sur les facteurs de transcription de la superfamille Snail, connus pour être impliqués dans la détermination cellulaire au cours du développement de la drosophile.Deux membres de cette superfamille, Escargot (Esg) et Scratch (Scrt) sont exprimés dans le lignage des soies, en particulier dans les cellules neurales et leurs précurseurs. Des analyses de perte et de gain de fonction indiquent qu’Esg et Scrt, agissant de manière redondante, sont nécessaires pour le maintien de l'identité du précurseur secondaire neural. Des tests d’interaction génétique ont montré que ces facteurs agissent en interaction avec la voie Notch, probablement via la répression de l’expression des gènes cibles de la voie. De plus, Esg, mais pas Scrt, a un rôle supplémentaire lors de la formation du lignage des soies. La perte de fonction de ce facteur provoque un défaut de l’arborisation et de la croissance axonales. En outre, l'expression des gènes impliqués dans la différenciation neuronale, tels que Elav et Prospero, est altérée dans ce contexte, suggérant qu’Esg contrôle la différenciation neuronale en régulant l'expression de gènes clés de l’identité neuronale.Ensemble, mes résultats ont montré qu’Esg et Scrt participent à la mise en place de la diversité cellulaire dans le lignage des soies de la drosophile. / The commitment of cells to a given fate, or cell fate determination, is a key process in development. Cell type diversity arises from variations in this process. What are the mechanisms underlying cell determination and how is cell diversity achieved? In order to approach these questions, we use the Drosophila mechanosensory bristle lineage. In this lineage, cell diversity arises from the differential activation of the Notch pathway as well as the asymmetric segregation of cell fate determinants at each division. However, how does the repetition of the same mechanism trigger different cell fates? Other factors might be involved in cell fate commitment. In order to identify such factors, I focused my interest on the transcription factor of the Snail superfamily, known to be involved in cell determination during Drosophila development.Two members of this superfamily, escargot (esg) and scratch (scrt) are expressed in the bristle lineage, specifically in the inner neural cells and their precursor cells. Loss and gain of function analysis indicate that Esg and Scrt, acting redundantly, are necessary for the maintenance of the neural secondary precursor cell identity. A genetics interaction test showed that this role is achieved in interaction with the Notch pathway, probably through the repression of Notch target genes expression. Moreover, Esg, but not Scrt, has an additional role during the inner bristle cell formation. Loss of function of this factor induces a defect in neuronal differentiation, specifically axon growth and patterning. Moreover, the expression of genes involved in neuronal differentiation, such as elav and prospero, is impaired in this context. Altogether, these data suggests that Esg is involved in neuronal differentiation by regulating the expression of key neuronal genes.Together, my results showed that Esg and Scrt participate to the establishment of cell diversity in Drosophila bristle cell lineage.

La biomasse lignocellulosique (LC) est considérée comme une alternative prometteuse pour produire des biocarburants, mais aussi extraire des biomolécules et synthons pour la synthèse de polymères et des matériaux afin de les substituer à ceux issues de la pétrochimie. La biomasse LC est principalement composée de cellulose, d'hémicellulose et de lignine. Sa nature composite et sa microstructure matricielle hétérogène rendent difficiles sa digestibilité et sa bioconversion. Le prétraitement de la biomasse LC est une étape indispensable permettant de dissocier la matrice LC et d'améliorer l'accessibilité des polymères pariétaux, étape-clé notamment pour la production de synthons. Le fractionnement par voie sèche des LC s'insère dans les schémas de bioraffinerie de la biomasse avec des arguments favorable à la durabilité (pas d'eau consommée, pas de séchage, pas d'effluents). L'amélioration de la résolution du fractionnement, la réduction de la dépense énergétique et l'amplification de la réactivité/fonctionnalité des produits constituent des objectifs de recherche prioritaires dans le champ du fractionnement sec. Un des inconvénients de l'opération de broyage de la LC native est son importante consommation énergétique. La mise en œuvre de prétraitements modérés qui favorisent la broyabilité de la matrice LC et l'accessibilité aux molécules d'intérêt, peut permettre (i) d'améliorer la résolution du fractionnement, (ii) réduire très significativement l'énergie de broyage et (iii) amplifier la réactivité des produits.L'objectif de la thèse porte sur l'analyse de la mise en œuvre de prétraitements chimiques couplés au fractionnement mécanique de paille de riz, qui a été choisie comme substrat valorisable de référence. Cette étude s'appuie notamment sur un procédé innovant de prétraitement chimique par voie semi-humide, qui permet de fragiliser et déstructurer la matrice LC afin de faciliter une déconstruction mécanique. Le couplage de procédés chimio-mécaniques semi-humide ont permis à la fois d'augmenter la réactivé des produits et de diminuer la consommation énergétique ainsi que supprimer certaines étapes et ne pas générer des effluents. Les résultats du fractionnement par voie sèche ont montré que la combinaison d'un broyage ultrafin et d'une séparation est une alternative de bioraffinerie technique pour obtenir des fractions intéressantes pour différentes propriétés. Ces résultats permettent d'améliorer les méthodes de prétraitements adaptées aux plusieurs types de biomasse dans la bioraffinerie des LC. Une approche hydro-texturale à l'échelle des particules est ensuite proposée pour identifier les mécanismes de fractionnement et évaluer l'impact des prétraitements chimiques. Le rôle de la microstructure dans les prétraitements chemo-mécaniques est notamment analysé par le biais de l'étude des transferts d'eau dans les poudres (imbibition et séchage). Une caractérisation physique des poudres complète la description des propriétés conférées aux pailles de riz broyées. Au-delà des résultats spécifiques aux pailles de riz, cette étude a été conduite de façon a présenter un degré de généricité suffisant pour extrapoler la démarche et les connaissances acquises au traitement d'autres biomasses annuelles ou pérennes. / La biomasse lignocellulosique (LC) est considérée comme une alternative prometteuse pour produire des biocarburants, mais aussi extraire des biomolécules et synthons pour la synthèse de polymères et des matériaux afin de les substituer à ceux issues de la pétrochimie. La biomasse LC est principalement composée de cellulose, d'hémicellulose et de lignine. Sa nature composite et sa microstructure matricielle hétérogène rendent difficiles sa digestibilité et sa bioconversion. Le prétraitement de la biomasse LC est une étape indispensable permettant de dissocier la matrice LC et d'améliorer l'accessibilité des polymères pariétaux, étape-clé notamment pour la production de synthons. Le fractionnement par voie sèche des LC s'insère dans les schémas de bioraffinerie de la biomasse avec des arguments favorable à la durabilité (pas d'eau consommée, pas de séchage, pas d'effluents). L'amélioration de la résolution du fractionnement, la réduction de la dépense énergétique et l'amplification de la réactivité/fonctionnalité des produits constituent des objectifs de recherche prioritaires dans le champ du fractionnement sec. Un des inconvénients de l'opération de broyage de la LC native est son importante consommation énergétique. La mise en œuvre de prétraitements modérés qui favorisent la broyabilité de la matrice LC et l'accessibilité aux molécules d'intérêt, peut permettre (i) d'améliorer la résolution du fractionnement, (ii) réduire très significativement l'énergie de broyage et (iii) amplifier la réactivité des produits.L'objectif de la thèse porte sur l'analyse de la mise en œuvre de prétraitements chimiques couplés au fractionnement mécanique de paille de riz, qui a été choisie comme substrat valorisable de référence. Cette étude s'appuie notamment sur un procédé innovant de prétraitement chimique par voie semi-humide, qui permet de fragiliser et déstructurer la matrice LC afin de faciliter une déconstruction mécanique. Le couplage de procédés chimio-mécaniques semi-humide ont permis à la fois d'augmenter la réactivé des produits et de diminuer la consommation énergétique ainsi que supprimer certaines étapes et ne pas générer des effluents. Les résultats du fractionnement par voie sèche ont montré que la combinaison d'un broyage ultrafin et d'une séparation est une alternative de bioraffinerie technique pour obtenir des fractions intéressantes pour différentes propriétés. Ces résultats permettent d'améliorer les méthodes de prétraitements adaptées aux plusieurs types de biomasse dans la bioraffinerie des LC. Une approche hydro-texturale à l'échelle des particules est ensuite proposée pour identifier les mécanismes de fractionnement et évaluer l'impact des prétraitements chimiques. Le rôle de la microstructure dans les prétraitements chemo-mécaniques est notamment analysé par le biais de l'étude des transferts d'eau dans les poudres (imbibition et séchage). Une caractérisation physique des poudres complète la description des propriétés conférées aux pailles de riz broyées. Au-delà des résultats spécifiques aux pailles de riz, cette étude a été conduite de façon a présenter un degré de généricité suffisant pour extrapoler la démarche et les connaissances acquises au traitement d'autres biomasses annuelles ou pérennes.

La reprogrammation du métabolisme est maintenant considérée comme des caractéristiques des cellules cancéreuses et une conséquence de leur adaptation à un microenvironnement hostile se traduisant par une baisse de la concentration d’oxygène et de la disponibilité des nutriments. Donc, les cellules cancéreuses sont capables d’adapter leur métabolisme pour survivre et proliférer. Des avancées récentes dans la connaissance de ces modifications permettent l’émergence de nouvelles approches thérapeutiques ciblant spécifiquement ces changements métaboliques. Un des principaux régulateurs du métabolisme cellulaire est le coactivateur transcriptionnel PGC-1α (PPARgamma coactivator1-alpha). PGC-1α contrôle, entre autres, la biogénèse mitochondriale, la phosphorylation oxydative et l’oxydation des acides gras. Récemment, il a été montré que PGC-1α facilite la biogénèse mitochondriale dans les cellules cancéreuses du sein et augmentent significativement leurs potentiels métastatiques. Au contraire, il a été montré que la surexpression de PGC-1α diminue la formation de métastases dans le mélanome et l’adénocarcinome prostatique. Cependant, les modifications métaboliques et moléculaires conduisant à l’agressivité du cancer de la prostate sont, à l’heure actuelle, peu connues. Dans ce contexte, le but de ma thèse était d’étudier le rôle de PGC-1α sur le métabolisme et l’agressivité des cellules cancéreuses de prostate. Au cours de ma thèse, nous avons démontré que la diminution de l’expression de PGC-1α augmente les trois caractéristiques fondamentales de l’agressivité tumorale : la prolifération, la migration et l’invasion. Afin de déterminer les modifications métaboliques impliquées dans ce phénotype, nous avons réalisé des expériences de métabolomiques en comparant les cellules contrôles aux cellules dont l’expression de PGC-1α est diminuée (shPGC-1α). Nous avons montré que la baisse de PGC-1α augmente significativement la biosynthèse des polyamines. Les polyamines sont impliquées dans de nombreuses fonctions cellulaires, en particulier la prolifération et la migration cellulaire. Ainsi, nous avons inhibé la synthèse des polyamines avec le DFMO, l’inhibiteur de l’enzyme limitante de la voie : ODC, ou bien des siRNA dirigés contre ODC. Nous avons montré que les effets pro-migratoires et pro-invasifs dus à l’invalidation de PGC-1α sont bloqués par le DFMO et les siRNA ODC. De façon intéressante, l’ajout de polyamines exogènes restaure partiellement l’agressivité des cellules. En accord avec ces résultats, nous montrons que ODC est surexprimée quand PGC-1α est diminué et que l’expression de ODC est régulée positivement par l’oncogène c-MYC. En s’intéressant plus en détail à cet oncogène, nous observons que son niveau d’expression augmente dans les cellules invalidées pour PGC-1α et que l’inhibition de c-MYC bloque les effets pro-migratoires et pro-invasifs dus à l’invalidation de PGC-1α. Donc c-MYC participe au phénotype agressif lié à l’augmentation de la voie de biosynthèse des polyamines. Ces résultats in vitro ont été confirmés in vivo par l’analyse des micro-métastases, ils démontrent que les cellules shPGC-1α forment plus de métastases et le traitement par le DFMO inhibe la formation de micro-métastases. Finalement, les données cliniques démontrent que l’expression de PGC-1α est diminuée chez des patients atteints de cancer de la prostate, et cette diminution est corrélée avec une augmentation de c-MYC et ODC. En conclusion, nous avons démontré que PGC-1α est le régulateur majeur d’une voie onco-métabolique par c-MYC et qui promeut l’agressivité du cancer de la prostate par l’intermédiaire de la voie de biosynthèse des polyamines. Ce nouveau circuit métabolique représente une cible thérapeutique intéressante pouvant aider à freiner les formes avancées du cancer de la prostate. / Metabolism reprogramming are now considered to be characteristic of cancer cells and a consequence of their adaptations to a hostile microenvironment resulting in a decrease in oxygen concentration (hypoxia) and the availability of nutrients, particularly glucose and glutamine. Thus, cancer cells can adapt their metabolism to survive and proliferate. Recent advances in the knowledge of these modifications allow the emergence of new therapeutic approaches targeting these metabolic changes. One of the main regulators of cellular metabolism is the transcriptional coactivator PGC-1α (peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha). PGC-1α controls mitochondrial biogenesis, oxidative phosphorylation and fatty acid oxidation. Recently, it has been shown that PGC-1α promotes mitochondrial biogenesis in cancer cells and dramatically increases their metastatic potential. On the contrary, it appears that overexpression of PGC-1α decreases the formation of metastases in melanoma and prostatic adenocarcinoma. However, the metabolic and molecular changes leading to the aggressiveness of prostate cancer are unclear. Oncogenes and tumor suppressor genes are known to be able to regulate the metabolic adaptations of cancer cells. Several studies show that the number of copies of the gene is increased in 30% of prostate cancers. Transgenic mice overexpressing c-MYC in the prostate develop prostatic intraepithelial neoplasia followed by prostatic adenocarcinoma. At the cellular level, c-MYC expression has been shown to stimulate glycolysis and glutaminolysis in tumor cells, by controlling the expression of genes involved in these metabolic pathways. In addition, c-MYC is also able to increase the polyamine synthesis pathway by inducing the expression of the limiting enzyme of this pathway, ornithine decarboxylase (ODC). In this context, the purpose of my thesis was to study the role of PGC-1α on the metabolism and aggressiveness of prostate cancer cells. During my thesis, we have shown that the decrease of PGC-1α expression increases the three fundamental characteristics of tumor aggressiveness: proliferation, migration and invasion. To determine the metabolic changes involved in this phenotype, we performed metabolic experiments and compared control cells to cells where PGC-1α expression is decreased. We show that the decrease of PGC-1α significantly increases the biosynthesis of polyamines. Polyamines are involved in many cellular functions, particularly in proliferation and cell migration. Thus, we inhibit the synthesis of polyamines with DFMO, an inhibitor ODC which is the rate limiting enzyme of this pathway. We have shown that pro-migratory and pro-invasive effects due to PGC-1α knockout are blocked by DFMO and ODC siRNA. Interestingly, the addition of exogenous polyamine partially restores the aggressiveness of the cells. Consistent with these results, we show that ODC is overexpressed when PGC-1α is decreased and that ODC expression is upregulated by the c-MYC oncogene. In addition, we observe that c-MYC expression increases in cells invalidated for PGC-1α and that the inhibition of c-MYC blocks the pro-migratory and pro-invasive effects due to the invalidation of PGC-1α. Therefore, c-MYC participates in the aggressive phenotype related to the increase of the polyamine biosynthesis pathway. These in vitro results were confirmed in vivo by micro-metastasis analysis, we demonstrate that shPGC-1α cells form more metastases and treatment with DFMO inhibits the formation of micro-metastases. Clinical data indicate that PGC-1α expression is decreased in patients with prostate cancer, and this decrease correlates with an increase in c-MYC and ODC. In conclusion, we show that PGC-1α is the major regulator of an onco-metabolic which promotes prostate cancer aggressiveness via the polyamine biosynthesis pathway.

Dans le contexte actuel, l’approvisionnement en terres rares est un enjeu capital, et le recyclage des déchets produits par les sociétés industrialisées apparaît comme une solution extrêmement pertinente d’un point de vue écologique. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés aux aimants permanents Nd-Fe-B, car ils constituent un gisement potentiel important pour le néodyme, mais aussi pour le dysprosium et le praséodyme, éléments également critiques. Plus précisément, les aimants présents au sein des disques durs d’ordinateur ont été étudiés en vue de leur recyclage. L’intérêt est donc de mettre en place des solutions permettant le retraitement et la valorisation de ces aimants, présentant non seulement un impact environnemental faible, mais également un coût bas. Nous avons décidé de nous intéresser au traitement hydrothermal des aimants permanents Nd-Fe-B en vue de leur recyclage. L’étude du traitement thermique des aimants Nd-Fe-B en présence d’une solution saline pour des températures avoisinant les 225°C, permet la mise en évidence d’une dégradation complète du matériau. La poudre récupérée à l’issue du procédé est donc constituée de cristaux octaédriques, correspondant à la magnétite, et de cristaux aciculaires correspondant aux hydroxydes de néodyme, mais également aux différentes terres rares présentes en tant que dopants dans la phase intergranulaire. A l’issue du traitement hydrothermal, les fragments de revêtement peuvent être retirés par tamisage, en raison de leur dimension millimétrique, et les ocydes de fer séparés des hydroxydes de terres rares par séparation magnétique. Afin de valoriser les aimants Nd-Fe-B comme matière première magnétique permettant la fabrication de nouveaux aimants permanents, le broyage a également été envisagé. Des échantillons d’alliage Nd2Fe14B ont été broyés à haute énergie sous atmosphère protectrice, et nous avons réalisé l’étude microstructurale et magnétique de ces poudres. Les échantillons ont été analysés par magnétométrie SQUID, par spectrométrie Mössbauer, ainsi que par Sonde Atomique Tomographique. Ainsi, nous avons pu mettre en évidence un phénomène couplé de décomposition et de nanostructuration à l’échelle moléculaire de la phase Nd2Fe14B. L’ensemble de ce travail a donc permis d’étudier le comportement et les transformations des aimants Nd-Fe-B au cours de deux procédés très différents : le traitement hydrothermal et le broyage mécanique. Les résultats obtenus lors du traitement hydrothermal sont très prometteurs en vue du recyclage des terres rares à grande échelle. / Rare earth supplying is a very current topic, linked to the rare earth crisis of 2010. « Urban mining » is a promising path for recycling rare earths included in waste daily generated by industralized countries. In this work, we focus on recycling Nd-Fe-B permanent magnets, because they are a very interesting deposit for Neodymium, but also for Dysprosium and Praseodymium. More precisely, permanent magnets included in hard disks drives have been considered. The objective of this work is to set up environmentally friendly and low cost recycling processes for rare earths. First, we investigated hydrothermal treatment of Nd-Fe-B permanent magnets, We developed a new and environmentally friendly approach for recycling Ni−Cu coated Nd-Fe−B permanent magnets included in computer hard disk drives. In a closed reactor, the coated magnets are heated at 250 °C in water mixed with sodium chloride for up to 18 h. First, the hydrothermal treatment induces the removal of the metallic coating that can be recovered by sieving. Then, the Nd-rich phase reacts with water, leading to the formation of Nd(OH)3. Atomic hydrogen is absorbed by the Nd2Fe14B phase, leading to the formation of Nd2Fe14BHx. The volume expansion of the intergranular phase, in relation to the formation of Nd(OH)3, together with the lattice expansion of the Nd2Fe14BHx phase causes the disintegration of the magnets. Finally, Nd2Fe14BHx is oxidized by water into Fe3O4 and Nd(OH)3. The Nd(OH)3 crystals can be isolated from the Fe3O4 crystals by magnetic separation. This process is thus an easy way to extract rare earths from permanent magnets found in WEEE. It uses green chemistry design principles and can be applied to large amounts of magnetic wastes. Mechanical milling of Nd-Fe-B permanent magnets has also been investigated, and, in the study presented here, the milling effect on the magnetic properties of the Nd2Fe14B intermetallic was investigated using SQUID measurements, Mössbauer spectrometry and atom probe tomography (APT). Mechanical milling of the Nd2Fe14B alloy leads to its decomposition and its nanostructuration. This transformation induces first the formation of an amorphous, disordered phase Nd-Fe-B, with an enrichment in Neodymium; then to the formation of a mixture of -Fe and Nd-rich regions. The corresponding microstructure is very characteristic, with the formation of pure iron particles, with a hundred of nanometers in size, surrounded by an amorphous shell enriched in Neodymium and in Boron. Finally, intermixing of these phases is observed. Thanks to this work, we determine the behavior and the transformations of Nd-Fe-B permanent magnets during two very different processes: hydrothermal treatment and mechanical milling. Results obtained with hydrothermal treatment are very promising for recycling rare earths at the industrial scale.

La gonococcie est une infection sexuellement transmissible due au gonocoque. Elle est devenue un problème majeur de santé publique du fait de la multirésistance aux antibiotiques, mais surtout de la résistance au traitement de dernière intention actuellement en vigueur. Lactobacillus crispatus, une bactérie naturelle, commensale du vagin de la femme, s’est montré efficace pour inhiber le gonocoque. Les gels, une forme galénique bien acceptée, sont déjà utilisés pour le traitement des infections genitales de la femme. Disposer d’un gel contenant Lactobacillus crispatus, efficace, facile à administrer par la femme elle-même parait donc attractif pour la prévention de la gonococcie. Ainsi, nous avons conçu un gel à base d’un polymère thermogélifiant, le poloxamer 407 et d’un polymère biocompatible, l’alginate de sodium. Dans un premier temps, une étude physico-chimique du mélange de polymères a permis de retenir les concentrations optimisées. Dans un second temps, la souche de Lactobacillus choisie a été caractérisée et introduite dans le mélange de polymères. Les propriétés physicochimiques dont les caractéristiques rhéologiques, l’expulsion d’un dispositif d’administration, la stabilité, la microstructure ainsi que l’efficacité in vitro du gel obtenu ont été étudiés. Une répartition homogène de Lactobacillus crispatus a été observée dans le gel. Ce système est facilement administrable et possède des propriétés rhéologiques favorables à son étalement et son maintien dans la lumière vaginale. Ce gel a permis d’inhiber la croissance du gonocoque in vitro. / Gonorrhea is a sexually transmitted infection caused by Neisseria gonorrhoeae. It has become a major public health issue due to multidrug resistance, especially resistance to the current last-intention treatment.Lactobacillus crispatus, a natural bacterium, commensal to the woman's vagina, has been shown to inhibit Neisseria gonorrhoeae. Gels, a well-accepted dosage form, are already used for the treatment of woman's genital infections. Having a gel containing Lactobacillus crispatus, that is effective, easy to administer by the woman herself, would be ideal for the prevention of gonorrhea. Thus, we designed a gel based on a thermogelling polymer, poloxamer 407, and a biocompatible polymer, sodium alginate. First, a physicochemical study of the polymers mixtures allowed to select the optimized concentrations. Second, the selected Lactobacillus strain was characterized and introduced into the optimized polymer mixture. Physicochemical properties including rheological characteristics, expulsion from a device, stability, microstructure as well as in vitro gel efficacy were studied. A homogeneous distribution of Lactobacillus crispatus was observed in the gel. It was easily administered and its rheological properties were suitable for its spreading and its long reidence time in the vaginal lumen. This gel showed an inhibition of gonococcal growth in vitro.

La composition isotopique (¹³C/¹²C) du CO₂ respiré par les feuilles et les racines dans l'obscurité et celle des substrats respiratoires putatifs, y compris les sucres solubles et les acides organiques (malate et citrate), l'activité de la PEPc ainsi que les échanges gazeux des feuilles ont été déterminés sur le haricot (Phaseolus vulgaris L.) et l’épinards (Spinacia oleracea L.) cultivés dans du sable avec différents rapports NH₄⁺: NO₃⁻ dans N fourni. Le CO₂ respiré par les feuilles était enrichi en ¹³C sous NO₃⁻ s’appauvrissant progressivement avec l’augmentation de la fraction de NH₄⁺ dans le N fourni, tandis que la composition isotopique du CO₂ issu de la respiration des racines restait inchangée quel que soit le rapport NH₄⁺: NO₃⁻. Nous avons suggéré qu'une plus grande quantité de pools enrichis en ¹³C fixés par la PEPc via la voie anaplérotique contribuait à la respiration foliaire sous NO₃⁻. Cependant, un effet similaire dans les racines attendu sous NH₄⁺ a été masqué en raison d'une refixation (par la PEPc) du CO₂ respiré (appauvrie en ¹³C). De manière inattendue, les modifications de la composition isotopique du C des métabolites individuels, leurs quantités, ainsi que l'activité de l’enzyme PEPc, présentaient des profils différents entre les deux espèces étudiées. Des expériences de double marquage (¹³C et ¹⁵N) sont nécessaires pour mieux comprendre l’impact de la plasticité métabolique du TCA sur l’écart isotopique entre le malate et le citrate et sur la composition isotopique du CO₂ respiré chez différentes espèces sous différentes formes d’azote. / C-isotope composition of leaf- and root-respired CO₂ in the dark and that of putative respiratory substrates including soluble sugars and organic acids (malate and citrate), PEPc activity, as well as leaf gas exchanges were determined on bean (Phaseolus vulgaris L.) and spinach (Spinacia oleracea L.) plants grown in sand with varying ratios of NH₄⁺: NO₃⁻ in supplied N. Leaf-respired CO₂ was ¹³C enriched under NO₃⁻ nutrition and became progressively ¹³C depleted with increasing amount of NH₄⁺ in supplied N, while C-isotope composition of root-respired CO₂ remained unchanged across N-type gradient. We suggested that a higher amount of ¹³C enriched C-pools fixed by PEPc through anaplerotic pathway contributed to respired CO₂ in leaves under NO₃⁻ nutrition. However, a similar effect in roots expected under NH4+ nutrition was masked because of a rather ¹³C depleted C source (respired CO₂) refixation by PEPc. Unexpectedly, the changes in C-isotope composition of individual metabolites and their amounts as well as PEPc activity exhibited different patterns between the two species. Double labelling experiments (¹³C and ¹⁵N) are needed for better understanding the impact of metabolic plasticity of TCA on isotopic gap between malate and citrate and on C-isotope composition of respired CO₂ in different species under varying N-type nutrition.

Résumé : L’immunothérapie anti-PD1 est à l’origine de résultats cliniques impressionnants dans le traitement de certains cancers comme le mélanome métastatique ou le lymphome Hodgkinien. Néanmoins, les rechutes sont fréquentes et certaines tumeurs y sont d’emblée résistantes. Par ailleurs, l’étude du complexe d’initiation de la traduction eIF4F gagne de plus en plus d’intérêt dans le domaine du cancer. En effet, eIF4F joue un rôle fondamental dans la biologie des cancers grâce au contrôle sélectif de la synthèse de protéines impliquées dans le développement tumoral.Dans cette étude, nous montrons que l’inhibition du complexe eIF4F, en plus d’avoir un effet antitumoral directe via l’inhibition de la croissance tumorale in-vitro, a une action indirecte grâce à l’inhibition de l’expression de PD-L1 sous IFN-g, évitant ainsi le blocage des lymphocytes cytotoxiques suite à l’engagement PD-1/PD-L1. Dans un modèle murin de mélanome, nous avons montré une inhibition de la croissance tumorale grâce à l’inhibition de l’expression de PD-L1, uniquement dans des souris immunocompétentes, montrant ainsi le rôle fondamental du système immunitaire. Nous avons ensuite identifié la voie de régulation de PD-L1 par eIF4F via une régulation traductionnelle de l’ARNm de STAT1, principal facteur de transcription de PD-L1 sous IFN-g.Cette étude apporte une nouvelle preuve de l’intérêt des inhibiteurs d’eIF4F dans le cancer en démontrant leur effet immunothérapeutique via l’inhibition de PD-L1, évitant ainsi l’interaction PD-1/PD-L1 qui conduit à l’échappement des tumeurs. Ces résultats ouvrent la voie vers de nouvelles stratégies dans la lutte contre le cancer. / The eukaryotic translation initiation complex eIF4F is subject of an increased interest in the field of cancer. This heterotrimeric complex, comprising the RNA helicase eIF4A, the cap-binding protein eIF4E and the scaffold protein eIF4G, is known to be more abundant and active in tumor cells than non-malignant counterparts.In a previous work, we showed that this complex is implicated in the resistance to melanoma-targeted therapies (Boussemart et al, Nature 2014). Furthermore, it is implicated in the resistance to various chemotherapies. Thus, agents targeting the eIF4F complex appear as promising tools in the field of cancer therapy.On the other hand, immunotherapy, by (re)stimulating and enhancing the host immune system against tumors is giving good clinical results in oncology treatment and appears nowadays as the most promising approach to fight cancer, especially anti-PD1 treatment. Even though immunotherapy has demonstrated remarkable results in curing some established cancers, such as advanced melanoma or Hodgkin’s lymphoma, many tumors relapse or fail to respond. It is thus important to still look for a new strategy enhancing the efficacy of actual treatments. Here, we propose to study the impact of inhibiting the eIF4F complex on the tumor-specific immune response.

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Le couplage d’une oxydation en voie humide (OVH) et d’un réacteur à biofilm aérobie en lit fixe (PBBR) a été étudié afin d’évaluer sa faisabilité pour le traitement d’un effluent donné et de modéliser le procédé couplé en vue de l’évaluation de ses performances énergétiques et de son coût d’investissement. Deux composés modèles ont été choisis : le phénol, représentatif des margines, et le colorant Acid Orange 7, représentatif de certains effluents textiles.Tout d'abord, l’OVH du composé modèle a été étudiée afin de sélectionner des conditions permettant la formation d’un effluent adapté au traitement biologique. Des PBBR ont ensuite été développés : l’influence de l’acclimatation et de la configuration du réacteur a été étudiée. Enfin, les PBBR ont été alimentés par l’effluent d'OVH afin de conclure sur la faisabilité du procédé couplé. Dans un second temps, l’OVH du composé modèle a été simulée sur ProsimPlus via des données thermodynamiques, hydrodynamiques et cinétiques. Un modèle de PBBR a été développé à partir de données physiques et cinétiques issues de la littérature, validé expérimentalement, puis implémenté sur ProsimPlusl. Ainsi, le traitement par procédé couplé OVH – PBBR des effluents sélectionnés a été simulé. Dans les deux cas, la faisabilité du couplage a été montrée expérimentalement, le PBBR permettant d’affiner le traitement du composé modèle et/ou du COT, avec des abattements jusqu’à 99% et 96% respectivement. De plus, via les simulations, un bilan énergétique positif a été calculé – montrant le potentiel autothermique du procédé couplé – ainsi qu’une économie significative sur le coût d’investissement de l’OVH, validant ainsi l’intérêt du couplage. / Coupling Wet Air Oxidation (WAO) with an aerobic Packed-Bed Biofilm Reactor (PBBR) has been studied, firstly to assess its feasibility to treat a given effluent, and secondly to develop a coupled-process modeling and simulation in order to evaluate its energetic performance and investment cost. Two model compounds were selected: phenol, representing margins, and Acid Orange 7 dye, representing some textile effluents. First of all, WAO of model compound was studied to select operating conditions leading to an effluent which was adapted to biological treatment. Then, PBBRs were implemented: effect of acclimation to the model compound and effect of reactor configuration (upflow or downflow) were studied. Finally, the PBBRs were fed with the pre-oxidized effluent, allowing to conclude on the feasibility of the coupled process. Furthermore, simulation of WAO of model compound was carried out on ProsimPlus® software thanks to thermodynamics, hydrodynamics and kinetics data from literature and/or experiments. As well, a PBBR model was developed using literature physics and kinetics data, it was then experimentally validated and implemented on ProsimPlus®. Thus, simulations of the treatment by WAO – PBBR coupled process of the selected effluents were undertaken. In both cases, feasibility of the coupled process was experimentally established: biological reactor improved treatment of model compound and/or TOC, with yields up to 99% and 96% respectively. Besides, simulations allowed to assess a positive energy balance – indicating a potentially autothermic process – and a significant gain on WAO investment cost, so that the interest of coupling WAO and PBBR was demonstrated.

L’infection par le virus de l’hépatite E (VHE) peut entraîner une hépatite aiguë chez l’homme évoluant en hépatite fulminante dans 1-4% des cas, voire 20% chez les femmes enceintes dans les régions endémiques. Le VHE, transmis par voie entérique, est responsable de grandes épidémies d’origine hydrique dans les pays en voie de développement et de nombreux cas sporadiques d’origine zoonotique dans des pays industrialisés. La description récente de cas d’hépatites E chroniques ou d’atteintes neurologiques graves souligne l’importance de caractériser les interactions du VHE avec son hôte. L’objectif de ce projet de thèse était de caractériser les interactions entre le VHE et la réponse immune innée de l’hôte et en particulier avec le système interféron de type I (IFN-I).La première partie de ce projet a consisté en l’étude de la modulation des voies de signalisation de l’IFN-I par la polyprotéine non-structurale ORF1 du VHE. Celle-ci est constituée de plusieurs domaines fonctionnels putatifs tels qu’une methyltransférase (Met) ou une protéase à cystéine de type papaïne (PCP) dont les fonctions sur la signalisation IFN-I restent encore peu connues. Les résultats obtenus ont montré que le domaine MetPCP de l’ORF1 est capable d’inhiber l’activation du promoteur de l’IFN-β et de celui des gènes sous le contrôle de l’IFN contenant des éléments de réponse à l’IFN (ISRE), ainsi que l’expression de certains des gènes induits par l’IFN (ISGs). En recherchant le mécanisme impliqué dans l’inhibition du promoteur ISRE, nous avons montré que le domaine MetPCP inhibe la phosphorylation de STAT1 et sa relocalisation nucléaire. Nous avons également montré que le domaine MetPCP n’inhibe pas la phosphorylation de STAT2. Le mécanisme d’action du domaine MetPCP reste encore à préciser. La deuxième partie de ce projet a été de déterminer si l’infection par le VHE entraîne la production d’IFN-I par les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs). En effet, les pDCs sont la principale source d’IFN-I et jouent un rôle crucial dans la réponse immunitaire innée et adaptative. Les résultats obtenus suggèrent que les pDCs ne produisent que modérément de l’IFN-I lorsqu’elles sont co-cultivées avec des cellules infectées par le VHE. L’ensemble des résultats obtenus pendant ce travail de thèse suggère que le VHE utilise plusieurs mécanismes pour moduler la signalisation IFN-I de l’hôte. / Hepatitis E virus (HEV) is the causative agent of acute hepatitis in humans that can lead to fulminant hepatitis in 1-4% of cases, and in 20% of pregnant women in endemic regions. HEV is an enterically-transmitted virus responsible for large waterborne epidemics in developing countries and numerous cases of zoonotic hepatitis E in industrialized countries. The recent description of cases of chronic hepatitis E and severe neurological disorders highlight the importance to characterize the interactions between HEV and the host. The objective of this PhD project was to characterize the interactions between HEV and the host innate immune response and particularly with the type I interferon system (IFN-I).The first part of this project aimed to study the ability of the ORF1 non-structural polyprotein of HEV to modulate the IFN-I signalling pathways. HEV ORF1 contains several putative functional domains including a methyltransferase (Met) and a papain-like cysteine protease (PCP) whose functions on the IFN-I signalling remain poorly understood. The results obtained showed that the MetPCP domain of ORF1 inhibits IFN-β and IFN-stimulated response element (ISRE) promoter activation and the expression of some IFN-stimulated genes (ISGs). We then investigated the mechanism involved in this inhibition of ISRE promoter activation. We showed that the MetPCP domain inhibits STAT1 phosphorylation and nuclear translocation. In contrast, we found that the MetPCP domain does not inhibit STAT2 phosphorylation. However, the mode of action of MetPCP remains to be fully characterised. The second part of this project aimed to determine the ability of plasmacytoid dendritic cells (pDCs) to produce IFN-I in response to HEV infection. Indeed, pDCs are the main IFN-I source and play a crucial role in innate and adaptive responses. The results obtained suggest that pDCs produce IFN-I moderately when co-cultured with HEV-infected cells. Taken together, the results obtained during this PhD project suggest that HEV has evolved different mechanisms to modulate the IFN-I host response.