Dissertations / Theses on the topic 'Carence en fer – Diagnostic'

Contexte : La carence en fer est fortement prévalente en population générale, notamment chez les femmes réglées. La carence en fer peut entraîner l'apparition d'une anémie, altère la qualité de vie et les performances cognitives et est responsable d'une augmentation de la morbidité pendant la grossesse. La pâleur muqueuse, bien visible au niveau conjonctival et la coloration bleutée de la sclère sont des signes cliniques classiques mais subjectifs d'anémie et de carence en fer. Le diagnostic de certitude est coûteux, eu égard à la prévalence de la pathologie et repose sur la réalisation d'un hémogramme et d'un dosage de ferritine sérique. Notre objectif est de mettre au point un dispositif non invasif de dépistage de l'anémie et de la carence en fer par analyse en image artificielle d'images de l'œil.Patientes et méthodes : nous avons construit un modèle d'apprentissage profond pour la prédiction de l'anémie (hémoglobine < 12 g/dL) et de la carence en fer (ferritine < 20 µg/L) à partir de photographies de l'œil (sclère et conjonctive palpébrale inférieure). Les images étaient réalisées de façon standardisées avec un smartphone et une caméra professionnelle d'ophtalmologie (Lacrydiag®). Pour chaque sujet, 4 images avec la sclère et 2 images avec la sclère et la conjonctive (par traction douce sur la paupière inférieure) étaient réalisées par œil selon chacune des méthodes (smartphone et caméra Lacrydiag). Nous avons recruté prospectivement des patientes adultes ayant bénéficié d'un dépistage de l'anémie ferriprive (hémogramme et ferritine). Les pathologies hémolytiques, les antécédents de pathologies héréditaires du tissu conjonctif, ou toute intervention ou traumatisme susceptibles de modifier l'aspect de l'œil étaient des critères d'exclusion.Résultats : Nous avons inclus 202 femme (âge médian 22 ans, hémoglobine médiane 13 g/dL), dont 49.5% étaient carencées en fer (ferritine médiane 11 µg/L, Q1-Q3 : 7-14) et 17% étaient anémiques (hémoglobine médiane 11.4 g/dL, Q1-Q3 : 10.8-11.7). Après reconstruction en « High Dynamic Range » des images smartphone, une segmentation automatisée des photographies fournissait des masques d'images comprenant uniquement les zones d'intérêt (sclère, conjonctive). Ces masques était soumis à un panel de réseaux neuronaux convolutionnels (plateforme Autokeras, Université du Texas), permettant de trouver le meilleur modèle prédictif. Une tendance non significative (p = 0.06) entre les valeurs de ferritine prédites et réelles était identifié sur l'algorithme en régression sur les images HDR du smartphone. Aucune corrélation n'était identifiée en régression pour l'hémoglobine quel que soit le type d'image, ni pour la ferritine sur les images Lacrydiag. En classification, les meilleurs résultats pour la classification de la carence en fer étaient obtenus avec un seuil de ferritine < 15 µg/L sur les images HDR de la sclère, avec une sensibilité de 59%, une spécificité de 75.6% et une valeur prédictive négative de 75%. Pour la classification de l'anémie, l'algorithme sur les images HDR de la conjonctive donnait une sensibilité de 66.7%, une spécificité de 77.6%, une valeur prédictive positive de 38.1% et une valeur prédictive négative de 91.8%.Conclusion : les performances de l'algorithme pour la prédiction de l'anémie à partir d'images smartphone de la conjonctive et de la sclère sont encourageantes. En régression, les résultats sont non significatifs mais une tendance est notée pour la prédiction de la ferritine sur les images HDR. Pour le dépistage de la carence en fer, l'algorithme de classification offre une sensibilité moyenne. Afin d'améliorer les performances de cet outil de dépistage, il est indispensable d'augmenter les effectifs de la base d'apprentissage, et de la valider dans d'autres populations hommes, patients âgés comorbides)
Background: Iron deficiency is highly prevalent in the general population, particularly in women of childbearing age. Iron deficiency increases pregnancy morbidity, impairs the quality of life through decrease of cognitive performance and can lead to anemia. Mucosal pallor, easily identified on the palpebral conjunctiva is widely used to predict anemia. Iron deficiency may also induce a bluish discoloration of the sclera, but these signs are subjective. However, certainty diagnosis lays on full blood count and serum ferritin dosage, representing a huge economic burden given to the prevalence of iron deficiency anemia. We aimed to build an affordable effective non-invasive diagnostic test through deep-learning eye image analysis to predict iron deficiency and anemia.Patients and methods: We built a deep-learning algorithm to detect anemia (hemoglobin < 12 g/dL) and iron deficiency (ferritin < 20 µg/L) through eye image analysis. For each subject, four images with the sclera and two images with the sclera and conjunctiva (by gentle traction on the lower eyelid) were taken per eye using a smartphone and a professional camera (Lacrydiag®) in similar lighting conditions. We prospectively included healthy adult women screened for iron deficiency anemia during routine medical practice. Hemolytic disease, connective tissue disease, eye surgery or trauma were exclusion criteria.Results: Among the 202 women recruited (median age 22 years, median hemoglobin 13 g/dL), 49.5% had iron deficiency (median ferritin 11 µg/L, Q1-Q3: 7-17) and 17 were anemic (median hemoglobin 11.4 g/dL, Q1-Q3: 10.8-11.7). Smartphone images were merged into High dynamic range format: mask of the sclera and conjunctiva (automated segmentation) were analyzed with a panel of convolutional neural network provided by Autokeras platform (Texas University) to identify the most efficient model. No significant correlation was found in regression analysis between real and predicted hemoglobin values with smartphone and Lacrydiag® images. Sensitivity and specificity for the prediction of iron deficiency (classification algorithm, ferritin < 15 µg/L) were 59% and 75.6% respectively with smartphone sclera images analysis (positive predictive value 59.8%, negative predictive value 75%). Sensitivity and specificity for the prediction of anemia (classification algorithm, hemoglobin < 12 g/dL) were 66.7% and 77.6% respectively with conjunctiva smartphone images analysis (positive predictive value 38.1%, negative predictive value 91.8%).Conclusion: the convolutional neural network analysis of the sclera and conjunctiva smartphone HDR image analysis is efficient to predict anemia. The model failed to predict hemoglobin level. Results for the ferritin prediction on HDR image analysis are encouraging but further analysis are still required. For iron deficiency screening, the classification model provided a modest sensitivity. To improve the performance of our model, it appears essential to increase the size of the learning database and to validate its efficacy in other populations (men, elderly comorbid patients)

Au senegal, la carence en fer est un grave probleme de sante publique. Parmi les facteurs responsables de la carence en fer, la faible biodisponibilite du fer est le plus important. L'alimentation, au senegal, est a base de mil dans les villages et de riz dans les villes. L'experimentation animale et les etudes nutritionnelles ont montre que le mil avait une bonne valeur nutritionnelle. Les analyses chimiques et les etudes in vitro ont montre que le mil contenait assez de fer mais qu'une bonne partie de ce fer etait du fer de contamination qui est peu disponible pour l'absorption. Le decorticage reduit l'absorption du fer du mil tandis que sa cuisson en couscous l'augmente. L'agmentation de feuilles de baobab au couscous diminue la biodisponibilite du fer. Les etudes in vivo chez l'homme ont montre que le coefficient d'absorption du fer est plus eleve avec le riz au poisson qu'avec les plats a base de mil mais en valeur absolue il y a plus de fer absorbe avec les plats de couscous de mil qui contiennent plus de fer que le riz au poisson. Les plats senegalais ont une faible biodisponibilite en fer qui permet de comprendre l'importance de la prevalence de la carence en fer comme dans les autres pays du sahel. La lutte contre la carence en fer doit etre une priorite dans les programmes de developpement et doit combiner la supplementation et l'enrichissement en fer et l'education

Cette etude decrit la fabrication d'un hydrolysat enrichi en fer heminique soluble, destine au traitement des carences en fer. L'heme soluble est obtenu par hydrolyse pepsique de l'hemoglobine bovine a ph 4 et 40c, suivie d'une etape d'enrichissement par ultrafiltration et d'un sechage par atomisation. La teneur en fer de l'hydrolysat ainsi enrichi est jusqu'a 2. 7 fois superieure a celle de l'hemoglobine. La caracterisation physico-chimique de l'hydrolysat met en evidence deux populations de peptides. L'une contient des peptides hydrophobes associes a l'heme, formant des agregats de masse moleculaire elevees retenus par la membrane. L'autre fraction est constituee de peptides plus hydrophiles et non associes qui traversent facilement la membrane. Contrairement aux peptides elimines dans le filtrat, les peptides du retentat ont une grande affinite pour l'heme et une excellente capacite a solubiliser l'heme. Un peptide isole, representatif de l'hydrolysat enrichi, est utilise comme modele dans l'etude des mecanismes de solubilisation de l'heme. L'heme semble principalement solubilise par le biais d'interactions hydrophobes avec le peptide ; nous n'avons pas mis en evidence d'interaction electrostatique ou de type ligand. La stoechiometrie de l'association heme-peptide depend du ph. L'association suit une stoechiometrie de 2:2 (m/m) a ph 2, et une stoechiometrie 2:1 (m/m) a ph 7,5. Neanmoins, cette etude n'exclus pas l'existence d'agregats plus important dans l'hydrolysat enrichi.

De nombreux processus métaboliques nécessitent la présence de fer en tant que cofacteur. Paradoxalement, la surabondance en fer peut contribuer à la formation de dérivés oxygénés hautement réactifs qui sont toxiques pour la cellule. Ceci fait en sorte que sa concentration intracellulaire doit être finement régulée. Chez la levure à fission, Schizosaccharomyces pombe, plusieurs mécanismes participent à l'établissement de l'homéostasie du fer. Parmi ces mécanismes, on y retrouve des protéines de transport du fer à la surface cellulaire, ainsi que d'autres responsables de la séquestration de l'ion à l'intérieur de la vacuole. Un rôle pour la vacuole consiste à emmagasiner le fer afin de détoxifier la cellule s'il est trop abondant. Du même coup, la vacuole sert de réservoir qui pourra redonner le fer plus tard à la cellule si cette dernière croît en condition de rareté pour cet élément. La voie par laquelle le fer peut ressortir de la vacuole n'a cependant pas encore été identifiée. L'objectif de cette étude est d'identifier le transporteur responsable du relâchement du fer de la vacuole vers le compartiment cytosolique. Nos recherches ont permis d'identifier un candidat, un transporteur transmembranaire de type ABC (ATP binding cassette) nommé Abc3, dont l'expression augmente de 16.9 fois en carence de fer selon des études comparatives par biopuces à ADN. Tout d'abord, l'étude de la régulation du gène abc3[indice supérieur +] a été effectuée selon la présence ou non de fer dans le milieu de culture. L'expression du gène abc3[indice supérieur +] a été comparée avec d'autres gènes codant pour d'autres protéines de la même famille. Seul le gène abc3[indice supérieur +] a montré une expression variant selon le statut en fer. Il est réprimé en présence de fer et activé en carence de ce dernier. Par la suite, des éléments en cis du promoteur abc3[indice supérieur +] pouvant être responsables de la régulation selon le statut en fer ont été analysés. Parmi ces derniers, nous avons démontré que seul l'élément de régulation le plus près du cadre de lecture est fonctionnel permettant la répression du gène abc3[indice supérieur +] en présence de fer. Un essai fonctionnel permettant de montrer l'importance de la protéine Abc3 a été mis au point. Ainsi, une souche nulle pour le gène abc3[indice supérieur +] montre une perte de croissance en présence de cérulénine, un antibiotique qui inhibe la biosynthèse des acides gras. La souche abc3[delta] mutante est également sensible à la présence du chélateur de fer, le 2,2-dipyridyl (Dip), lorsque le système de transport de surface constitué de Fio1 et de Fip1 est inactivé. Une protéine Abc3 portant une étiquette fluorescente exprimée sous le contrôle du promoteur endogène abc3[indice supérieur +] a permis de localiser la protéine Abc3-GFP au niveau des vacuoles en carence de fer. Des analyses de profils transcriptionnels ont indiqué que l'expression forcée du gène abc3[indice supérieur +] en présence de fer active le répresseur Fep1. La surexpression du transporteur Abc3 libérerait plus de fer de la vacuole ce qui aurait pour effet d'activer Fep1, résultant en la répression de la transcription des gènes impliqués dans l'acquisition du fer à la surface cellulaire. Les résultats obtenus sur Abc3 suggèrent fortement que cette protéine pourrait être impliquée dans l'exportation du fer de la vacuole vers le cytoplasme de la levure lorsque cette dernière croît en carence de fer.

L'assimilation du fer par les plantes supérieures « non-graminées » repose sur un mécanisme en trois étapes : une H+-ATPase racinaire permet l'acidification du sol et la solubilisation du fer ferrique (Fe3+), la réductase ferrique FRO2 réduit le fer ferrique en fer ferreux (Fe2+) et ce dernier est ensuite transporté dans la plante par IRT1 (Iron Regulated Transporter), transporteur de fer majoritaire dans les racines. En conditions de carence en fer, l'expression des gènes IRT1 et FRO2 est fortement induite dans l'épiderme racinaire. Si la régulation de ces gènes par le statut en fer est bien documentée, les éléments senseurs, les voies de transduction du signal et les régions promotrices impliquées restent peu connus. Afin d'identifier de nouveaux éléments de la voie de signalisation de la carence en fer chez Arabidopsis thaliana, trois approches ont été développées. Un crible génétique, visant à identifier des mutants de régulation du gène IRT1 a été entrepris et a permis d'isoler un nouvel allèle du mutant frd3. La mutation dans le gène FRD3, codant un transporteur d'efflux de citrate dans le xylème, affecte la distribution du fer dans la plante lors de la germination ainsi qu'au stage adulte et semble modifier la spéciation du fer dans le xylème. Le rôle des phytohormones dans la voie de signalisation à la carence en fer a été testé et a permis de mettre en évidence que les cytokinines avaient un effet répresseur sur l'expression des gènes IRT1 et FRO2. Cette régulation est par contre indépendante du statut nutritionnel en fer et indépendante du facteur de transcription FIT. Plusieurs arguments suggèrent que les cytokinines réguleraient l'expression de ces gènes via une voie de signalisation « croissance » plutôt que par la voie de signalisation carence. La dernière approche a consisté à disséquer la région promotrice du gène IRT1 afin d'identifier les élements cis-régulateurs responsables de l'activité en réponse à la carence en fer. Ce travail a permis d'isoler une région d'environ 80pb nécessaire et suffisante à l'induction de l'expression racinaire en réponse à la carence en fer. Ce travail a permis de décrire de nouvelles régulations du gène IRT1 et de générer des outils pour isoler de nouveaux éléments de la voie de signalisation de la carence en fer
Iron uptake in non-graminaceous plants is achieved in a three step process. First, protons are released from the roots to solubilize ironbefore its reduction by the FRO2 feric reductase and uptake in roots cells by IRT1 transporter. In iron deficient conditions, IRT1 and FRO2 expression is strongly increased in root epidermal cells. The regulation of these two genes is well described, nevertheless, only few molecular components of the iron deficiency pathway has been described to date. In order to isolate new components regulating the root iron uptake machinery, three different approaches were developed. A genetic screen was performed to isolate mutants affected in IRT1 regulation. One mutant was isolated and shown to be allelic to frd3. The mutation in the FRD3 gene, which encodes for a citrate effluxer in xylem, affects iron speciation in xylem and iron remobilization during germination. The potential role of hormones in iron deficiency signal transduction was investigated. Cytokinins repress IRT1 and FRO2 expression irrespective of the iron status and independently of the transcription factor FIT. Rather we provide evidence or a regulation of IRT1 by a “growth” dependent pathway. The last strategy consisted in the IRT1 promoter analysis, in order to identify cis-regulatory elements of the iron deficiency response. A 80pb region was shown to be essential and sufficient for iron deficiency response in roots. This work shed light on new regulation of IRT1 gene expression and provided tools to unravel the molecular mechanisms driving the iron deficiency response

B. Wadsworthia est capable de s'adapter a des conditions de carence martiale en utilisant differents mecanismes de captation du fer. Le fer est un element indispensable a la croissance de b. Wadsworthia. Cette bacterie, en milieu carence en fer, exprime au niveau de sa membrane externe, des proteines de 16 kda, 88 kda, et 190 kda qui sont reprimees par l'addition de fer dans le milieu de culture. B. Wadsworthia est capable d'utiliser in vitro des sources de fer presentes chez l'homme comme la lactoferrine, la transferrine, l'hemine, et l'hemoglobine. Les proteines de 16 kda, 88 kda, et 190 kda s'expriment aussi au niveau de la membrane externe de b. Wadsworthia cultive en milieu carence en fer supplemente en lactoferrine, en transferrine, en hemine et en hemoglobine. Seule la proteine de 190 kda est exposee a la surface de la bacterie et est immunogene chez le lapin hyperimmunise. A. Baumannii s'adapte a des conditions de carence martiale en synthetisant des siderophores et en exprimant simultanement au niveau de sa membrane externe deux proteines de 75 kda et 80 kda. Nous avons decrit le clonage, l'analyse de la sequence du gene fur et des regions flanquantes de a. Baumannii. La sequence peptidique de la region 3'flanquant le gene fur de a. Baumannii montre des similarites avec la proteine pi1u de pseudomonas aeruginosa qui est impliquee dans la synthese des pili de type iv.

Des cellules isolees d'erable (acer pseudoplatanus l. ) cultivees dans une solution nutritive complete ou depourvue de fer ont ete comparees afin d'etudier les impacts d'une deficience en fer sur la cellule vegetale non photosynthetique. En premier lieu, nous avons observe que l'absence de fer dans le milieu de culture ralentit le rythme des divisions cellulaires et impose un arret de croissance apres 1 a 1,5 generations. A l'issue de la phase de division, les cellules presentent une senescence rapide et meurent de facon prematuree. Dans le but de cerner les evenements responsables de ces perturbations physiologiques, nous avons explore quelques fonctions metaboliques majeures de la cellule d'erable: la synthese des grandes chaines polycarbonees insaturees et la respiration. Ainsi, l'analyse des acides gras insatures et des carotenoides a montre que la carence de fer bloque severement certains mecanismes membranaires de desaturation en cis et en trans respectivement: la desaturation du c18:2 en c18:3 par les desaturases microsomiales et/ou plastidiales; la desaturation du phytoene, precurseur des carotenoides, par la phytoene desaturase de l'enveloppe plastidiale. L'implication du fer dans ce dernier systeme n'etait pas connue jusqu'a present. Pendant l'installation de la carence de fer, la respiration basale des cellules reste normale. Toutefois, la vitesse de la respiration decouplee ne cesse de decroitre sous l'effet du dysfonctionnement progressif de la succinate deshydrogenase: seul le transfert des electrons via le complexe ii de la chaine respiratoire est en effet altere, malgre une depletion generalisee en centres fer-soufre et en cytochromes mitochondriaux. A l'issue de la phase de division, les mitochondries fonctionnent au maximum de leurs capacites sans pouvoir repondre integralement aux besoins energetiques du metabolisme. S'ensuit alors un effondrement de l'activite respiratoire, associe a une disparition totale des cretes de la membrane interne des mitochondries. La desorganisation de la fonction respiratoire sous l'influence de la carence de fer est probablement le facteur responsable de la mort des cellules d'erable

Le fer est un élément présent en abondance dans la croûte terrestre, indispensable à la quasi-totalité des êtres vivants. Cependant, en milieu marin la biodisponibilité du fer est souvent faible et sporadique. Les micro-algues du phytoplancton ont développé des stratégies pour faire face à cette limitation en fer et s’adapter à des niches écologiques variables. Les micro-algues vertes du genre Ostreococcus (Prasinophyceae) présentent une large distribution géographique dans l’océan mondial, et de nombreux écotypes venant de milieux contrastés ont été isolés. L’objectif principal de ma thèse était d’étudier les différentes stratégies mises en place par le genre Ostreococcus, et notamment l’influence de la lumière et de l’horloge circadienne, dans la gestion de la carence en fer. Mon travail s’est focalisé sur l’étude d’Ostreococcus tauri, écotype lagunaire (Clade C), que de récentes techniques de transformation par insertion et recombinaison homologue ont promu comme un organisme modèle pour des approches de génétique fonctionnelle. J’ai étudié la ferritine, une protéine impliquée dans la gestion de la réserve en fer chez de nombreux organismes, et mis en évidence sa régulation par l’alternance jour/nuit et l’horloge circadienne. J’ai montré son rôle dans l’assimilation du fer, la régulation de l’homéostasie du fer et le recyclage du fer intracellulaire lors d’une carence. Enfin, j’ai caractérisé les stratégies d’acclimatation et d’adaptation à la carence en fer chez plusieurs écotypes d’Ostreococcus, dont O. tauri, RCC 802 (Clade A), RCC 809 (Clade B) et un mutant de taille/biomasse. Une stratégie d’acclimatation par réduction de la biomasse cellulaire a été mise en évidence
Iron is an abundant element in the earth crust and is essential for almost organisms. In the marine environment, however, its bioavailability is often low and the iron supplies sporadic. Phytoplanktonic species have developed various strategies to face iron limitation and adapt to different ecological niches. Green picoalgae from the genus Ostreococcus (Prasinophyceae) are widespread in the global ocean and numerous ecotypes have been isolated from contrasted environments. The main objective of my thesis was to identify the strategie(s) used by the genus Ostreococcus in response to iron starvation and in particular the influence of the day/night cycle and the circadian clock in the regulation of iron homeostasis. I focused my work on the lagoon ecotype, Ostreococcus tauri (Clade C), which has emerged as a model organism for functional genomics approaches thanks to the development of genetic transformation by random insertion and homologous recombination. I have studied ferritin, a protein involved in iron storage which is present throughout the tree of life. I showed that ferritin is regulated by the light/dark cycle and the circadian clock and that it is a key player in the regulation of iron uptake and the recycling. Finally, I characterized the acclimation and adaptation strategies to iron limitations of several Ostreococcus ecotypes including O.tauri, RCC802 (Clade A), RCC809 (Clade B) and a cell biomass mutant of O.tauri. The reduction of cell biomass appears to be a main mechanism of acclimation in response to iron limitation

Le fer est un élément présent en abondance dans la croûte terrestre, indispensable à la quasi-totalité des êtres vivants. Cependant, en milieu marin la biodisponibilité du fer est souvent faible et sporadique. Les micro-algues du phytoplancton ont développé des stratégies pour faire face à cette limitation en fer et s’adapter à des niches écologiques variables. Les micro-algues vertes du genre Ostreococcus (Prasinophyceae) présentent une large distribution géographique dans l’océan mondial, et de nombreux écotypes venant de milieux contrastés ont été isolés. L’objectif principal de ma thèse était d’étudier les différentes stratégies mises en place par le genre Ostreococcus, et notamment l’influence de la lumière et de l’horloge circadienne, dans la gestion de la carence en fer. Mon travail s’est focalisé sur l’étude d’Ostreococcus tauri, écotype lagunaire (Clade C), que de récentes techniques de transformation par insertion et recombinaison homologue ont promu comme un organisme modèle pour des approches de génétique fonctionnelle. J’ai étudié la ferritine, une protéine impliquée dans la gestion de la réserve en fer chez de nombreux organismes, et mis en évidence sa régulation par l’alternance jour/nuit et l’horloge circadienne. J’ai montré son rôle dans l’assimilation du fer, la régulation de l’homéostasie du fer et le recyclage du fer intracellulaire lors d’une carence. Enfin, j’ai caractérisé les stratégies d’acclimatation et d’adaptation à la carence en fer chez plusieurs écotypes d’Ostreococcus, dont O. tauri, RCC 802 (Clade A), RCC 809 (Clade B) et un mutant de taille/biomasse. Une stratégie d’acclimatation par réduction de la biomasse cellulaire a été mise en évidence
Iron is an abundant element in the earth crust and is essential for almost organisms. In the marine environment, however, its bioavailability is often low and the iron supplies sporadic. Phytoplanktonic species have developed various strategies to face iron limitation and adapt to different ecological niches. Green picoalgae from the genus Ostreococcus (Prasinophyceae) are widespread in the global ocean and numerous ecotypes have been isolated from contrasted environments. The main objective of my thesis was to identify the strategie(s) used by the genus Ostreococcus in response to iron starvation and in particular the influence of the day/night cycle and the circadian clock in the regulation of iron homeostasis. I focused my work on the lagoon ecotype, Ostreococcus tauri (Clade C), which has emerged as a model organism for functional genomics approaches thanks to the development of genetic transformation by random insertion and homologous recombination. I have studied ferritin, a protein involved in iron storage which is present throughout the tree of life. I showed that ferritin is regulated by the light/dark cycle and the circadian clock and that it is a key player in the regulation of iron uptake and the recycling. Finally, I characterized the acclimation and adaptation strategies to iron limitations of several Ostreococcus ecotypes including O.tauri, RCC802 (Clade A), RCC809 (Clade B) and a cell biomass mutant of O.tauri. The reduction of cell biomass appears to be a main mechanism of acclimation in response to iron limitation

Dans cette phase d'acidification du milieu pui de reverdissement, les teneurs en fer, des racines et des feuilles agees du concombre diminuent, alors que la croissance de ces organes est, respectivement, ralentie et arretee. Deux hypotheses sont avancees pour expliquer ces resultats. La premiere est qu'une remobilisation partielle du fer anterieurement accumulee dans la plante, se produit chez le concombre. La seconde repose sur la reduction du fer ferrique, anterieurement accumule dans la plante, en fer ferreux pendant le reverdissement des jeunes feuilles. La deficience en fer entraine une augmentation des teneurs en manganese et en phosphore dans les parties aeriennes chez le concombre et la couge, alors que pour le zinc il n'y a pas d'effets significatifs. L'auteur a constate l'effet positif d'un apport regulier et fractionne de sulfate ferreux par rapport aux formes chelatees dont le fer est moins disponible pour la plante. L'influence des chelates sur l'absorption du fer, du manganese, du cuivre et du phosphore sont egalement discutees

Le fer est un element essentiel pour les plantes. Sa disponibilite est cependant restreinte, ce qui pose un probleme nutritionnel majeur : la chlorose ferrique. L'objectif de ce travail est donc l'isolement et la caracterisation de cibles moleculaires repondant de maniere precoce a une carence en fer chez le mais. Dans un premier temps, une caraterisation physiologique de notre materiel, des plantules de mais cultivees en hydroponie, a ete realisee afin de cerner le stade de developpement optimum auquel observer des evenements moleculaires les plus specifiques possibles d'une carences en fer. La recherche de cibles moleculaires repondant a une carence en fer a alors ete initiee au niveau proteique par comparaison de profils polypeptidiques bidimensionnels de plantules cultivees avec ou sans fer. Cette etude n'a pas montre de variations majeures dans l'abondance des polypeptides en reponse a la carence en fer. L'approche a donc ete poursuivie au niveau des arnm par criblage differentiel puis soustractif d'une banque d'adnc de racines de mais carencees en fer. Des hybridations de type northern ont permis de confirmer que l'arnm sus1 de la saccharose synthase, ainsi isole, est induit par la carence en fer dans des racines de mais. Differentes autres donnees physiologiques et moleculaires montrent, en accord avec cette induction, une augmentation de la force de puits carbone des racines de mais en reponse a la carence en fer. Par ailleurs, dans les feuilles, et malgre de nombreuses alterations ultrastructurales, metaboliques et moleculaires, la teneur en saccharose est maintenue en reponse a la carence. Les differentes donnees de cette etude montrent une modification du metabolisme carbone en reponse a la carence en fer afin de maintenir le flux de saccharose vers les racines et son utilisation. Ces adaptations metaboliques peuvent expliquer le maintien de la croissance des racines en reponse a une carence en fer a des stades precoces de developpement.

La carence en fer est le problème nutritionnel mondial majoritaire. Une des stratégies mises en place pour la prévenir et la combattre est l'optimisation de l'utilisation de l'hémoglobine comme source de fer. Mais sa faible proportion en fer hémique (0,34%, p/p) limite son utilisation. L'objectif de ce travail était de mettre au point à partir de l'hémoglobine un procédé de préparation d'une fraction de peptides hémiques à haute teneur en fer soluble. Pour être potentiellement biodisponible, le fer hémique doit être complexé aux peptides qui permettent sa solubilisation au pH acide de l'estomac. Une étude systématique a montré que la composition des populations peptidiques est déterminante pour le transport du fer hémique. Seuls l'hémoglobine native et des peptides de grande taille sont capables de transporter 1'hème et de limiter son agrégation. En exploitant la capacité de ces populations peptidiques à transporter l'hème, nous avons mis au point un procédé de préparation d'une fraction de peptides hémiques riche en fer (2,1%, g/g) avec 80% de ce fer sous forme de complexes fer-peptide. Ce procédé est basé sur l'ultrafiltration d'un hydrolysat pepsique de faible degré d'hydrolyse (3%) préparé à pH 3 et sur l'apport d'hème extrinsèque préparé par hydrolyse pepsique à pH 2. Le procédé de séchage est déterminant pour l'obtention d'une poudre de peptides hémiques avec des propriétés d'écoulement favorables à une formulation sous fonne de gélules destinées à une application diététique.

Les nourrissons sont l'un des principaux groupes à risque de carence et d'anémie ferriprive. Qu'en est-il des enfants hospitalisés à l'hopital du Lamentin en Martinique? Parmi les 105 enfants de 10 mois à 3 ans retenus, la prévalence de la carence martiale est de 26. 6 % et celle de l'anémie ferriprive retrouvés sont le fait de boire du lait non supplémenté en fer, et le fait d'avoir été allaité exclusivement au sein associé à une diversification tardive (après 6 mois). Du fait des conséquences néfastes sur le développement psychomoteur de l'enfant, l'anémie ferriprive doit bénéficier de mesures de prévention adaptées et rigoureuses, et les professionnels de santé doivent rester vigilants et ne pas hésiter à mettre en route un traitement curatif efficace dès la découverte de la carence martiale
Toddlers are one of the main high risk population for iron deficiency and iron deficiency anaemia. What about hospitalised children at Lamentin's hospital in Martinique? Among the 105 included children, the prevalence of ID is 26. 6 % and the prevalence of IDA IS 13. 3 %. The two risks factors for IDA are : cow's milk, and; long breast-feeding duration associated with beginning solid food after 6 month. The consequences of IDA are developmental delays and behavioural disturbances. Therefore prevention against IDA must be considered by all medical profesion

L'anémie microcytaire est une pathologie très fréquente. Chez les enfants, elle est généralement causée par une alimentation pauvre en fer, alors que des pertes de sang anormales et l'anémie des maladies inflammatoires sont plus communes chez l'adulte. Il existe cependant des causes génétiques comme les thalassémies qui sont assez fréquentes, et quelques rares formes héréditaires causées par un défaut d'absorption et d'utilisation du fer telles que l'IRIDA (Iron Refractory Iron Deficiency Anémia), une anémie microcytaire hypochrome refractaire au traitement par le fer oral. L'IRIDA est causée par des mutations récessives du gène TMPRSS6 exprimé majoritairement dans le foie, et codant pour une serine protéase membranaire Matriptase-2 (MT2) impliquée dans la répression de l'hepcidine. L'hepcidine est un peptide hormonal ayant un rôle majeur dans la régulation du métabolisme du fer dans le corps : il réprime l'absorption du fer intestinal ainsi que le relargage du fer des stocks tissulaires. Au cours de ma thèse j'ai pu mettre en évidence deux mutations non-sens du gène TMPRSS6 chez un patient IRIDA. Cette publication a confirmé un travail publié par Finberg et al. [278] décrivant les premières mutations du gène TMPRSS6 chez des patients IRIDA. Par la suite, nous avons effectué les premières études fonctionnelles de mutations IRIDA faux sens localisées dans les domaines non catalytiques de MT2. Au total, nous avons montré que 7 mutations faux sens de MT2 entraînent un défaut d'activité, résultant soit d'un défaut d'adressage, d'une mutation directe du site actif, ou encore d'un défaut d'autoclivage activateur causé par des mutations hors du domaine catalytique
Microcytic anemia is a very common disease. Nutritional iron deficiency is the primary cause in pediatrics, whereas bleeding disorders and anemia of chronic disease are common in adulthood. Microcytic anemia can result from a genetic defect like thalassemia which is a frequent disease, or rare hereditary forms caused by a defect in iron absorption or iron acquisition by erythroïd progenitors, like IRIDA (Iron Refractory Iron Deficiency Anemia), a microcytic hypochromi anemia refractory to oral iron treatment. IRIDA is caused by recessive mutations of the TMPRSS6 gene, mostly expressed in the liver, and encoding the membrane serine protease Matriptase-2 (MT2), a repressor of hepcidin expression. The hormonal peptide hepcidin is the major regulator of iron homeostasis in the body : hepcidin represses iron absorption an storage. During my PhD, I identified 2 non-sens mutations of the TMPRSS6 gene in a patient suffering from IRIDA. This publication confirmed a worked published by Finberg et al. [278] describing the first mutations of TMPRSS6 in IRIDA patients. Furthermore, we performed the first functional studies of missense mutations located in non catalytic domains of MT2 protein. In total, we showed that 7 missense mutations of MT2 induce a defect in the activity of the protein, due to impaired membrane targeting, a direct mutation of the active site, or a defect in autoactivating cleavage caused by mutations outside of the catalytic domain

Le cancer tue en France 150.000 personnes chaque année, chiffre qui justifie pleinement de faire de la lutte contre cette maladie un axe de recherche majeur. Lutter contre le cancer passe tout d'abord par un dépistage précoce. Dans ce contexte, nous avons tenté de mettre au point un système innovant de diagnostic qui consiste à cibler une tumeur par des lymphocytes marqués magnétiquement et utilisés comme agents de contraste en IRM.
L'objectif de notre étude est de marquer le plus efficacement possible des lymphocytes périphériques, grâce à des nanoparticules d'oxydes de fer superparamagnétiques (USPIOs), sans compromettre la viabilité cellulaire, afin de suivre l'infiltration tumorale en IRM. L'efficacité de marquage a été évaluée en déterminant le pourcentage de cellules marquées et la quantité de fer intracellulaire. L'efficacité du marquage sur les images d'IRM a également été évaluée grâce à une nouvelle méthodologie basée sur la quantification des hyposignaux à partir des cartographies 3D T2*.
La mise en place de ce système original de diagnostic précoce des tumeurs requiert plusieurs étapes :
(1) Choisir parmi les différentes particules synthétisées au laboratoire celle qui marque le plus efficacement les cellules en utilisant une lignée BLCL (B Lymphoblastoïd Cell Line) comme modèle.
(2) Marquer les lymphocytes périphériques murins, après les avoir activés de manière non spécifique (Concanavaline A / Il-2), en vue d'une injection autologue par voie intraveineuse chez le rat Sprague Dawley femelle portant une tumeur.
(3) Suivre en IRM l'infiltration tumorale des lymphocytes activés et marqués.

Lorsque cesse toute arrivee de fer aux racines et malgre les doses importantes de cet element que contiennent encore les feuilles chlorosees, sans doute sous une forme non utilisable, les chloroplastes ne fonctionnent plus: la desorganisation des structures plastidiales et l'arret de la synthese des chlorophylles qui en decoule sont d'autant plus accentues que la variete est plus sensible. Les symptomes de la carence sont reversibles des lors que du fer assimilable sous la forme de divers composes (chelates ou sels mineraux) est fourni a la plante par la voie foliaire aussi bien que par la voie racinaire. En effet, les analyses ponctuelles par spectroscopie des rayons x, comme les dosages du fer total des feuilles, les autoradiographies par contact des plantes entieres et les histoautoradiographies de coupes de feuilles, de petioles et de racines ont mis en evidence non seulement l'absorption du fer mais egalement son transport dans toute la plante a partir des feuilles comme a partir des racines. L'anion ou la molecule qui accompagnent le fer dans la solution de traitement joue un role preponderant dans son absorption et son transport; ammonium et citrate s'averent les plus efficaces; les chelates penetrent mal par la voie foliaire et entrainent souvent des necroses. La concentration de la solution apportee intervient egalement ainsi que le caractere fer-efficace

Les bactéries du genre Gemmata sont suspectées d’être responsables d’infections opportunistes chez des patients aplasiques. Gemmata obscuriglobus et Gemmata massiliana sont les seules espèces cultivables de ce genre ; le reste étant réfractaire à la culture. Au cours de notre Thèse, 34 sangs aplasiques et 392 lavages broncho-alvéolaires ont été collectés afin de rechercher les Gemmata par qPCR et par culture. Une qPCR positive a été obtenue à partir du sang et la PCR standard réalisée en vue du séquençage était défectueux ; et aucun isolat n’a été obtenu en culture. En vue de concevoir de nouveaux outils d’isolement, les 2 souches ont été co-cultivées avec des phagocytes, qui se sont avérés bactéricides pour ces bactéries. Ensuite, nous avons comparé un milieu A, incorporant des tissus d’éponge de Spongia sp. au milieu standard ; et un milieu B incorporant le filtrat aqueux de Spongia dans le milieu A. Les milieux standard, A et B ont été inoculés et après 3 jours d'incubation, les colonies comptées à partir des milieux A et B excédaient de plus d’un log par rapport au standard. L’analyse des génomes des 2 espèces a montré qu’aucune d’elles ne codait pour les composants essentiels du métabolisme du fer. Nous avons donc forcé Escherichia coli à produire ces composants afin d’enrichir le milieu standard avec le filtrat, ce qui nous a permis d’observer une croissance plus rapide, p<0.001. Enfin, l’impact de la radiothérapie, qui aurait induit une dysbiose puis une translocation des Gemmata du microbiote digestif vers le sang des patients soumis à cette thérapie a été exploré après une irradiation in vitro des selles. Une forte perturbation de la flore fécale a été observée
Bacteria of the genus Gemmata are Planctomycetes suspected to be responsible for opportunistic infections in two aplastic patients. Gemmata obscuriglobus and Gemmata massiliana are the only cultivable species of this genus; the rest being refractory to culture. During our Thesis work, 34 blood samples collected from aplastic patients and 392 bronchoalveolar washes were collected to search for Gemmata using qPCR and culture. In an aplastic patient, a positive PCR was obtained from the blood and the standard PCR performed for sequencing was defective; and no isolate was obtained in culture. In order to design new isolation tools, both strains were co-cultured with phagocytes, which were shown to be bactericidal for these bacteria. Then, we compared a medium A, incorporating sponge tissues of Spongia sp. in the middle standard; and medium B incorporating the aqueous Spongia filtrate into medium A. The three media (standard, A and B) were inoculated with both strains and after 3 days of incubation, colonies counted from media A and B increased to more than one log compared to standard medium. Also, genome analysis of the two species showed that none of them encoded for the essential components of iron metabolism. We therefore forced Escherichia coli to produce these components in order to enrich the standard medium with the filtrate, which allowed us to observe a faster growth, p <0.001. Finally, the impact of radiotherapy, which would have induced dysbiosis and then a translocation of Gemmata from the digestive microbiota to the blood of patients undergoing this therapy, was explored after in vitro stool irradiation. A strong disturbance of faecal flora was observed

La photosynthèse oxygénique peut être le lieu de formation des Formes Réactives de l’Oxygéne (FROs). Les FROs altèrent toutes les macromolécules de la cellule, générant ainsi un stress oxydant. Toute perturbation du métabolisme cellulaire peut conduire à ce type de stress. Les cyanobactérie sétant les premiers organismes à avoir émis de l’oxygène sur terre, elles ont du développer très tôt au cours de l’évolution des mécanismes de perception et de défense pour lutter contre ce stress. Nous nous sommes intéressés à l’étude des mécanismes qui permettent à la cyanobactérie filamentuse et diazotrophe Anabaena PCC 7120 de s’adapter à diverses conditions de stress et de carence : stress oxydant, carence en fer et en azote combiné. En réponse à une carence en azote combiné, elle différencie en 24 h des hétérocystes : cellules spécialisées dans la fixation de l’azote atmosphérique. Nous avons étudié la réponse transcriptomique globale de cette bactérie à la fois au stress oxydant et à la carence en fer et nous avons établit la connection existant entre ces deux stress. Nous avons pu identifier le régulateur transcriptionnel pleiotrope impliqué dans la perception et la signalisation du stress peroxyde et nous en avons élucidé le mécanisme d’action. Nous avons également étudié une Ser/Thr kinase qui joue un rôle important à la fois dans la réponse au stress oxydant et à la carence en azote combiné. Notre étude a montré que cette kinase pourrait être le lien moléculaire entre ces deux conditions, puisque une cible potentielle de cette kinase semble être la protéine HetR qui est le régulateur clé du processus de différenciation cellulaire
Oxygenic photosynthesis may generate Reactive forms of Oxygéne (ROS). These reactive oxygen species can damage all the macromolecules of the cell, inducing oxidative stress. Any disruption of cellular metabolism can lead to oxidant damage. Cyanobacteria were the first organisms producing oxygen on Earth, they therefore had to develop very early during evolution the mechanisms of perception and defence to cope with this tstress. We are interested in studying the mechanisms that allow the diazotrophic filamentous cyanobacterium Anabaena PCC 7120 to adapt to various conditions of stress and stravations: oxidative stress, iron and combined nitrogen starvations. Anabaena PCC 7120 is a simple model for the study of cell differentiation. In response to combined nitrogen stravation it can differentiate heterocysts, cell specialized in molecular nitrogen fixation. We studied the global transcriptomic response of this bacterium to both oxidative stress and iron deficiency and we establish the crosstalk between these two stresses. We were able to identify the global transcriptional regulator involved in the perception and in the signaling of a peroxide stress. Its mechanism of action was elucidated. We also studied a Ser / Thr kinase that plays an important role both in the response to oxidative stress and combined nitrogen stravation. Our study showed that this kinase may be the molecular link between these two conditions, as a potential target of this kinase appears to be the HetR protein which is the key regulator of cellular differentiation process

Résumé généralIntroductionL’anémie est un problème majeur de santé publique particulièrement fréquent dans les pays à faible revenu, dont la RDC, et qui affecte avec prédilection les femmes enceintes et les enfants d’âge préscolaire. Elle est associée à un risque élevé de morbidité et de mortalité. Au cours de la grossesse, l’anémie peut entraver le développement du fœtus et peut affecter négativement la santé maternelle. Chez l’enfant, l’anémie peut en plus altérer le développement physique et mental si elle n’est pas rapidement corrigée. Il est généralement admis que la carence en fer est la première cause d’anémie et les stratégies de lutte suggérées par l’Organisation mondiale de la santé en découlent. Cependant dans la région du Kivu, il n’existe que très peu d’information sur les étiologies de l’anémie et sur la contribution du paludisme et de celle de la carence en fer dans sa genèse. L’objectif global de ce travail de thèse était de contribuer à l’étude de l’anémie et de sa relation avec le paludisme et la carence en fer, en milieu rural au Sud-Kivu.Méthodes Ce travail a consisté en trois études épidémiologiques menées entre 2010 et 2014 dans la zone de santé rurale de Miti-Murhesa dans la province du Sud-Kivu à l’est de la RDC. Il s’est agit de deux études transversales et d’une étude longitudinale prospective. Cette dernière a concerné des femmes enceintes enrôlées depuis le deuxième trimestre de la grossesse à leur première consultation prénatale (CPN1) jusqu’à l’accouchement. L’une des deux études transversales a aussi recruté des femmes enceintes au deuxième trimestre de la grossesse à leur CPN1 et la deuxième a consisté en une étude en grappes à deux degrés chez des enfants d’âge préscolaire en bonne santé apparente dans la communauté. Résultats La prévalence de l’anémie chez les femmes enceintes était de 17,6% et celle de la carence en fer (ferritine ajustée) de 8%. Le paludisme était présent chez 7,5% et l’hypoalbuminémie chez 44% des sujets. La concentration plasmatique du récepteur soluble de la transferrine était plus élevée en présence du paludisme. Les facteurs significativement associés à l’anémie étaient le paludisme [ORa: 11.24 (4.98-25.37); P < 0.001], l’hypoalbuminémie [ORa: 2.14 (1.27-3.59); P = 0.004] et des valeurs élevées de la protéine C réactive [ORa: 1.94 (1.10-3.45); P = 0.022]. La carence en fer n’était pas fréquente et n’était pas significativement associée à l’anémie.La valeur médiane (EIQ) de la concentration sérique de ferritine (ajustée pour l’inflammation) était plus élevée en présence de paludisme comparée aux femmes non impaludées [82.9 μg/L (56.3-130.4) vs 39.8 μg/L (23.6-60.8); P < 0.001]. Le paludisme était plus fréquent chez les femmes sans carence en fer [ORa 6,25 (1,47-26,57); P=0,021] et chez celles n’ayant pas utilisé de moustiquaire imprégnée d’insecticide [ORa 2,24 (1,12-4,51); P=0,024].A l’admission dans l’étude prospective, 9,5% de femmes de la cohorte présentaient une infection palustre. Après régression logistique, la fréquence du paludisme était plus élevée chez les primigestes, chez les femmes avec niveau socioéconomique bas et chez celles vivant à moins de 1683 m d’altitude ;les rapports de cote ajustés (IC 95%) étaient respectivement de [2,55 (1,05-6,19) ;P=0,039] ;[4,78 (1,36-16,76) ;P=0,033] et [2,34 (1,10-5,02) ;P=0,029]. Toujours à l’admission dans la même étude, la prévalence de l’anémie était de 32%. Celle-ci était plus fréquente chez les femmes impaludées [ORa :4,20 (2,00-8,80); P<0,001] et chez celles qui n’avaient pas bénéficié d’un déparasitage dans les 3 mois avant leur admission dans l’étude [ORa :2,33 (1,25-4,35)]. A l’accouchement, le petit poids de naissance (PPN) était présent chez 6,5% des nouveau-nés. Les prédicteurs du PNN étaient l’absence d’utilisation de la MII [ORa :4,17 (1,15-14,28); P=0.030], une faible taille (<150 cm) de la mère [ORa :5,56 (2,01-15,33); P=0.001] et la présence d’anémie chez la mère à la CPN1 [ORa :4,08 (1,50-11,10); P=0.006]. Chez les enfants d’âge préscolaire, l’anémie était présente dans 46,6% des cas et la prévalence de l’anémie ferriprive chez les enfants anémiques était de 16,5%. Chez les enfants sans inflammation, la carence en fer était de 4,4% (ferritine non ajustée). Les résultats de la régression logistique ont révélé que l’anémie était significativement et indépendamment associée à la carence en fer [ORa :4,10 (2,41-6,96) ;P<0,001], à une histoire de fièvre pendant les deux semaines avant l’enquête [ORa :1,58 (1,00-2,50); P=0,049] et à un faible périmètre brachial [ORa :1,87 (1,18-2,94) ;P=0,006]. Dans un deuxième modèle ayant exclu les enfants avec carence en fer, ce sont une histoire de fièvre dans les deux semaines avant l’enquête [ORa :1,62(1,00-2,62); P=0,05] et un faible périmètre brachial [ORa :1,96(1,24-3,13); P=005] qui étaient associés significativement et indépendamment à l’anémie.Conclusion L’anémie est fréquente en milieu rural au Sud-Kivu mais la contribution de la carence en fer est faible. Néanmoins, d’autres carences nutritionnelles lui sont associées :une hypoalbuminémie chez les femmes enceintes et un faible périmètre brachial chez les enfants de moins de 5 ans. Le paludisme, d’autres infections, des états inflammatoires ainsi que le manque de déparasitage sont également d’autres facteurs qui étaient associés à l’anémie. Chez les femmes enceintes, l’absence de prévention contre le paludisme par les MII, la présence d’anémie et une faible taille de la mère étaient des prédicteurs du PPN.Une lutte intégrée contre le paludisme et d’autres maladies infectieuses ainsi que l’amélioration de l’état nutritionnel sont des facteurs vulnérables à court et moyen termes pour réduire la charge de l’anémie. Ce qui, par conséquent, contribuera à la réduction de l’incidence du PPN.Il y a une nécessité à poursuivre la recherche pour (i) identifier d’autres causes d’anémie en incluant la recherche des hémoglobinopathies et autres anomalies génétiques, (ii) améliorer les connaissances sur les meilleures stratégies de lutte contre l’anémie en intégrant la prévention contre le paludisme dans un milieu où il y a une prévalence relativement élevée d’hémoglobinopathies et autres anomalies génétiques pouvant altérer l’érythropoïèse et/ou le métabolisme du fer.
Executive summary IntroductionAnemia is a worldwide public health concern, which is particularly prevalent in low and middle-income countries, including the Democratic Republic of the Congo (DRC). It affects mostly pregnant women and preschool children and is associated with a higher risk of morbidity and mortality. During pregnancy, anemia is associated with poor birth outcomes and can negatively affect maternal health. In children, anemia can also alter physical and mental development if not corrected quickly. It is generally assumed that iron deficiency is the leading cause of anemia, thus that assumption had influenced control strategies suggested by the World Health Organization. However, in the Kivu region, there is little information on the aetiologies of anemia and the contribution of malaria and that of iron deficiency in the aetiology of anemia is unknown. The overall goal of this thesis was to contribute to the study of the burden of anemia and its relationship with malaria and iron deficiency in rural South Kivu.MethodsThe data are from three epidemiological studies carried out between 2010 and 2014 in the rural health zone of Miti-Murhesa in the South Kivu province in eastern DRC. There were two cross-sectional studies and one longitudinal prospective study. In the latter, pregnant women were enrolled during the second trimester of pregnancy at their first prenatal visit (ANV1) and followed-up until delivery. One of the two cross-sectional studies also enrolled pregnant women in the second trimester of pregnancy at their ANV1 and the second consisted of a two-stage cluster study at community level in apparently healthy preschool children.ResultsThe prevalence of anemia in pregnant women was 17.6% and that of iron deficiency (adjusted ferritin) was 8%. Malaria was present in 7.5% and hypoalbuminemia in 44% of subjects. Soluble transferrin receptor concentration was higher in the presence of malaria. Factors significantly associated with anemia were malaria [ORa: 11.24 (4.98-25.37); P < 0.001], hypoalbuminemia [ORa: 2.14 (1.27-3.59); P = 0.004] and high values of the C reactive protein [ORa: 1.94 (1.10-3.45); P = 0.022]. Iron deficiency was not common and was not significantly associated with anemia.The median value (IQR) of serum ferritin concentration (adjusted for inflammation) was higher in the presence of malaria compared to non-infected women [82.9 μg/L (56.3-130.4) vs 39.8 μg/L (23.6-60.8 ); P < 0.001]. Malaria was more common in women without iron deficiency [ORa 6.25 (1.47-26.57); P = 0.021] and in those who did not use insecticide-treated mosquito nets [ORa 2.24 (1.12-4.51); P = 0.024].At admission in the prospective study, 9.5% of women in the cohort had malaria infection. After logistic regression, malaria was higher in primigravidae, among women with low socioeconomic status and those living at an altitude of less than 1683 m; the adjusted odds ratios (95% CI) were [2.55 (1.05-6.19); P = 0.039]; [4.78 (1.36-16.76); P = 0.033] and [2.34 (1.10-5.02); P = 0.029], respectively.Still at admission in the same study, the prevalence of anemia was 32%. This was more common in malaria-infected women [ORa: 4.20 (2.00-8.80); P < 0.001] and in those who were not dewormed within the last 3 months prior to admission into the study [ORa: 2.33 (1.25-4.35); P = 0.008]. At delivery, low birth weight (LBW) was present in 6.5% of new-borns. Predictors of LBW were the lack of use of ITN [ORa: 4.17 (1.15-14.28); P = 0.030], a low height (< 150 cm) of the mother [ORa: 5.56 (2.01-15.33); P = 0.001] and the presence of maternal anemia at ANV1 [ORa: 4.08 (1.50-11.10); P = 0.006].In pre-school children, anemia was present in 46.6% and the prevalence of iron deficiency among anemic children was 16.5%. In children without inflammation, iron deficiency was 4.4% (unadjusted ferritin). Logistic regression analysis revealed that anemia was significantly and independently associated with iron deficiency [ORa: 4.10 (2.41-6.96); P < 0.001], with fever during the last two weeks before the survey [ORa: 1.58 (1.00-2.50); P = 0.049] and with a low mid-upper arm circumference (MUAC) [ORa: 1.87 (1.18-2.94); P = 0.006]. In a second model that excluded children with iron deficiency, history of fever in the last two weeks before the survey [ORa: 1.62 (1.00-2.62); P = 0.05] and a low MUAC [ORa: 1.96 (1.24-3.13); P = 005] were significantly and independently associated with anemia.ConclusionAnemia is common in rural South Kivu but the contribution of iron deficiency is low. However, other nutritional deficiencies are associated: hypoalbuminemia in pregnant women and low MUAC in preschool children. Malaria, other infections, inflammatory conditions as well as lack of deworming are also other factors that were associated with anemia. In pregnant women, lack of prevention against malaria by ITNs before ANV1, presence of anemia at ANV1, and low maternal height were predictors of LBW.Integrated control of malaria and other infectious diseases as well as improving nutritional status are among vulnerable factors in the short- and middle-term to reduce the burden of anemia in South Kivu. This, in turn, will help to reduce the incidence of LBW.There is need for further research to (i) identify other causes of anemia including hemoglobinopathies and other genetic disorders, (ii) improve knowledge of the best strategies for controlling anemia by integrating prevention of malaria in an environment where there is a relatively high prevalence of hemoglobinopathies and other genetic abnormalities that may alter erythropoiesis and/or iron metabolism.
Doctorat en Sciences de la santé Publique
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Les sidérophores sont des complexants naturels du fer(III), synthétisés et sécrétés par les microorganismes pour s'approvisionner en fer. Chez les bactéries et certaines levures, les sidérophores peuvent être activement transportés à travers la membrane cellulaire via des récepteurs et des protéines de transport à haute activité et spécificité. La synthèse d'un analogue du ferrichrome (sidérophore trihydroxamate) a été récemment été décrite au laboratoire1 et permis de mettre en évidence le transport actif de ce type de sidérophore chez C. albicans. Dans ce contexte, nous avons entrepris d'élaborer des électrodes ou surfaces d'or fonctionnalisées par un sidérophore, et mettant en jeu des monocouches auto-assemblées, dans le but de développer des dispositifs moléculaires pour des applications potentielles en milieu biologique. Un de ces objectifs est d'élaborer un capteur du fer (III) muni d'une détection simple et en temps réel de type électrochimique. D'un point de vue médical, la demande de la part des industries du diagnostic pour commercialiser des capteurs jetables du fer (III) est importante : la finalité étant de doter d'un dispositif mobile pour diagnostiquer un excès ou une carence en fer chez un patient. Actuellement, ce dosage se fait en laboratoire par des techniques colorimétriques non transportables et peu fiables. Par rapport aux méthodes optiques, les systèmes électrochimiques faisant appel aux monocouches auto-assemblées sur surface d'or2 présentent un certain nombre d'avantages tel que la facilité de mise en oeuvre, la rapidité, le faible coût des systèmes finis. Dans ce contexte, ce travail s'articule autour deux axes : la synthèse et l'étude physicochimique des complexes de fer(III)-sidérophore. Dans cette étude, les ligands sont associés à différentes unités électroactives afin de les fixés à la surface de transducteurs physiques. Notre travail de recherche s'est donc développé selon trois étapes :  Le développement d'une ingénierie moléculaire pour synthétiser de nouveaux sidérophores immobilisables ayant des exigences stériques particulières  L'analyse du comportement et/ou de la structure de ces complexes en solution, à partir des mesures de l'UV-Visible et la voltampérométrie cyclique  L'élaboration et caractérisation les matériaux d'électrode par des techniques électrochimiques et piézoélectriques. Au cours de ce travail, nous avons tout d'abord synthétisé deux séries de sidérophores sur lesquels plusieurs substituant ont été greffés. Dans un premier temps, les premières synthèses ont été réalisées par couplage peptidique de la desferrioxamine B à différents esters activés pour obtenir des analogues de la desferrioxamine B dont les propriétés optiques et électrochimiques sont différentes. Dans un deuxième temps, nous avons mis au point une méthode de synthèse qui a permis d'accéder à deux analogues du ferrichrome immobilisables fonctionnalisés par une sonde bithiophènique et une chaine alcanethiol. Ensuite, les propriétés optiques et électrochimiques des ligands obtenus ont été caractérisées et comparées en présence du Fe(III). Enfin, nous avons réalisé une étude préliminaire d'élaboration de monocouche auto-assemblée pour mettre au point les conditions de la post-fonctionnalisation.

La nutrition minérale des végétaux repose sur des mécanismes physiologiques et génétiques complexes contrôlant l’absorption des nutriments, leur transport, leur accumulation, leur assimilation et leur remobilisation au sein de la plante. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués et des interactions potentielles entre éléments est requise afin d’optimiser l’acquisition et l’utilisation des ressources minérales notamment lorsque certaines sont limitantes. Dans ce contexte, nous avons tout d’abord entrepris d’estimer la remobilisation apparente de 13 éléments lors de la sénescence foliaire chez cinq espèces cultivées et trois espèces ligneuses. Le potentiel de remobilisation d’un élément apparaît fortement dépendant de l’espèce. Ces différences dans l’efficacité de remobilisation pourrait être affectée par la durée de la sénescence, par le ratio organes reproducteurs : appareil végétatif ou par la disponibilité des éléments minéraux dans le sol. Nous nous sommes ensuite focalisés sur la remobilisation de ces 13 éléments, cette fois uniquement chez le colza en condition de carence et sur les conséquences de ces carences sur la composition du ionome. Dix-huit augmentations majeures de l’absorption en réponse à une carence nutritionnelle ont été identifiées, certaines étant encore inexplorées. Les résultats acquis nous ont finalement amenés à nous focaliser sur le molybdène, élément qui était largement accumulé sous l’effet de carences en S, en Fe, en Cu, en Zn ou en B, afin d’une part d’identifier les mécanismes impliqués et d’autre part de proposer une application de ces connaissances pour l’élaboration d’un indicateur de la nutrition soufrée : le ratio [Mo] :[S]
Mineral nutrition of plants is based on complex physiological and genetic mechanisms controlling nutrients uptake, their transport, accumulation, assimilation and remobilization. A better understanding of the mechanisms involved for each element and crosstalks between elements is required to optimize the acquisition and the use of nutrients available in the environment. In this context, we estimated the remobilization of 13 elements during leaf senescence in five crop species and three tree species. The potential of remobilization for each element was highly species-dependent. The nutrient remobilization efficiency may be affected by the duration of senescence, the development of new sinks (reproductive organs) or the availability of mineral elements in the soil solution. Further experiments were performed with rapeseed plants subjected to individual nutrient deficiencies to maximize the remobilization. In a second time, we have determined the impact of deprivation on the plant ionome. Eighteen situations of major increased uptake under mineral nutrient deprivations were identified, some of which have not been yet described. Additionally, Mo uptake which was strongly increased under S, Fe, Cu, Zn, Mn or B deprivations, was more particularly studied in order firstly to identify involved mechanisms and secondly to provide application of this knowledge for the development of a new early indicator of S nutrition: the [S]: [Mo] ratio

Les porphyries sont des maladies génétiques causées par une dysfonction d'une enzyme de la voie de biosynthèse de l'hème responsable de l'accumulation de métabolites toxiques. On distingue les porphyries d'origine hépatique, où l'hème est le principal régulateur de sa synthèse, des porphyries érythropoïétiques, où c'est la biodisponibilité du fer qui est le déterminant majeur de la synthèse d'hème. Lors de ce travail, des méthodes de dosages par spectrométrie de masse ont été développées afin de mieux caractériser la physiopathologie des porphyries. En premier lieu, le dosage des précurseurs de la voie, l'ALA et le PBG, dans le sang et les urines, qui a ensuite été appliqué au diagnostic et à l'amélioration du suivi de patients atteints de porphyrie hépatique aiguë. Dans une deuxième partie, ce travail s'est intéressé au lien entre métabolisme du fer et porphyrie érythropoïétique. Il a démontré l'efficacité biologique et clinique de l'induction d'une carence martiale chez des patients atteints de porphyrie érythropoïétique. L'étude de culture primaire de progéniteurs érythroïdes de patients a confirmé l'impact des variations de la biodisponibilité du fer sur l'accumulation des porphyrines toxiques. Enfin, un modèle de cellulaire de protoporphyrie érythropoïétique a été caractérisé, notamment par dosage de l'hème intracellulaire par spectrométrie de masse. Il récapitule les accumulations de porphyrines et les variations observées chez les patients en cas de carence martiale. Les développements méthodologiques des dosages par spectrométrie de masse, de l'ALA et du PBG, et du produit final, l'hème, présentés ici, sont une première étape nécessaire à l'étude de la voie métabolique sans l'angle du flux. Cette vision dynamique permettra de répondre à une série de questions fondamentales concernant la physiopathologie des porphyries, notamment hépatiques aiguës : la voie est-elle activée différemment chez les patients malades et porteurs ? Y-a-t-il une carence en hème à l'état basal ou lors d'une crise ? Une crise induit-elle une augmentation de synthèse de l'hème ?
Porphyrias are genetic diseases caused by dysfunction of an enzyme in the heme biosynthesis pathway, responsible for the accumulation of toxic metabolites. They are subdivided in porphyrias of hepatic origin, where heme is the main regulator of its synthesis, and erythropoietic porphyrias, where iron bioavailability is the main determinant of heme synthesis. In this work, mass spectrometry methods were developed to better characterize the pathophysiology of porphyrias. Firstly, the determination of the precursors of the pathway, ALA and PBG, in blood and urine, was applied to the diagnosis and improved monitoring of patients suffering from acute hepatic porphyrias. The second part of the project focused on the link between iron metabolism and erythropoietic porphyrias. It demonstrated the biological and clinical efficacy of inducing martial deficiency in patients with erythropoietic porphyrias. A study of the primary culture of patients' erythroid progenitors confirmed the impact of variations in iron bioavailability on the accumulation of toxic porphyrins. Finally, a cellular model of erythropoietic protoporphyria was characterized, in particular by determining intracellular heme using mass spectrometry. It reproduces the porphyrin accumulations and variations observed in patients with martial deficiency. The methodological developments in the mass spectrometric assays of ALA and PBG, and of the final product, heme, presented here, are a necessary first step in the study of the metabolic pathway from a flow perspective. This dynamic vision will provide answers to a series of fundamental questions concerning the pathophysiology of porphyrias, in particular acute hepatic porphyrias: is the pathway activated differently in patients with and without porphyria? Is there a heme deficiency in the basal state or during an attack? Does an attack induce an increase in heme synthesis?

L'objectif était d'évaluer l'effet de l'anémie pendant la grossesse et ses facteurs de risque sur le développement cognitif d'enfants à un an.Notre cohorte a inclus 636 couples de mères et d'enfants singletons nés de femmes enceintes incluses dans un essai clinique antipaludiques au Bénin. Les prélèvements sanguins ont été réalisés lors des 1er et 2nd visites prénatales (VP) et à l'accouchement (AC) afin d'évaluer la concentration en hémoglobine (Hb) et la ferritine sérique. Les selles ont été testé la présence d'oeufs d'helminthes par la technique de Kato-Katz. Toutes les femmes ont reçu 600mg de mébendazole lors de la 1er VP. À l'âge d'un an, le développement psycho-moteur des enfants a été évalué par le Mullen Scales of Early Learning.La prévalence de la carence en fer (CF) chez les femmes 1er et 2nd VP et à l'AC était de 30,5%, 34,0% et 28,4%, respectivement. La prévalence des infections helminthiques était de 11,5%, 7,5% et 3,0 % à la 1er, la 2nd VP et à l'AC, respectivement. La prévalence de l'anémie a diminué de 67,1% à la 1er VP à 40,1% à l'AC. L'infection par ankylostomes à la 1er VP était associée avec un score de motricité globale (MG) inférieure -4,9 (IC 95%:-8,6;-1,3). Nous avons observé une relation quadratique négative significative entre la MG de l'enfant et la concentration d'Hb à la première et la 2nd VP.Dans ce contexte de supplémentation en fer des femmes enceintes, la CF maternelle n'était pas associée au développement neurocognitif de l'enfant. De plus, il semble que des concentrations en Hb légèrement en-dessous de la normale (comprises entre 90 et 110 g/L) soient optimales pour la motricité des enfants à un an
The aim was to investigate the impact of anemia during pregnancy and its risk factors on the cognitive development children.Our cohort included 636 mother-singleton child pairs from 828 eligible pregnant women who were enrolled during their first antenatal care (ANC) visit in Allada, Benin, into a clinical trial comparing two malarial drugs. Ferritin and hemoglobin (Hb) level were assessed at the first and second ANC visit of at least one-month interval and at delivery. Stool samples of pregnant women were tested for helminths using the Kato-Katz method. All women were given 600 mg of mebendazole to be taken after the first ANC visit. Cognitive and motor functions of one-year-old children were assessed using Mullen Scales of Early Learning.The prevalence of iron deficiency (ID) at first and second ANC visits, and at delivery was 30.5%, 34.0% and 28.4%, respectively. Prevalence of helminth infection was 11.5%, 7.5% and 3.0% at first, second ANC visits and at delivery, respectively. Prevalence of anemia decreased from 67.1% at first ANC visit to 40.1% at delivery. Hookworm infection at first ANC was associated with lower mean gross motor (GM) scores -4.9 (95% CI:-8.6;-1.3) in the adjusted model. We observed a significant negative quadratic relationship between infant GM function and Hb concentration at first and second ANC visits.Prenatal helminth infection is associated with poor with infant cognitive and motor development. However, in the presence of iron supplementation, ID is not associated with infant neurocognitive development. Further, there appears to be an Hb concentration range (90-110 g/L) that may be optimal for better GM function of one-year-old children

Contexte : L'anémie et la carence en fer sont fréquentes chez les enfants des Premières Nations et ont plusieurs effets néfastes sur la santé. Le fer est un métal divalent qui partage des voies d'absorption intestinale communes avec le cadmium (Cd), le cobalt (Co), le manganèse (Mn), le plomb (Pb) et le zinc (Zn) ; une déficience en fer augmente l'absorption de ces métaux ainsi que leur possible toxicité chez les humains. La présente étude examine la prévalence de l'anémie et la carence en fer, leurs déterminants ainsi que les associations entre la carence en fer et les concentrations sanguines de métaux divalents chez des jeunes des Premières Nations. Méthodologie : En 2015, l'étude pilote Jeunes Environnement et Santé (JES! - YEH!) a été menée chez des enfants et des adolescents (3 à 19 ans, n = 198) de quatre communautés de Premières Nations du Québec. Les concentrations d'hémoglobine, de ferritine sérique, et de métaux sanguins ainsi que de Mn dans les cheveux, de cotinine urinaire et de hs-CRP plasmatique ont été mesurées. Des mesures anthropométriques ont aussi été recueillies. Des déterminants (y compris la consommation d'aliments traditionnels et du marché) ont été évalués à l'aide d'un questionnaire administré par un assistant de recherche qui a ensuite servi pour le calcul des apports en nutriments. Une analyse descriptive a été réalisée et des modèles d'équations structurelles ont été utilisés pour tester les associations. RÉSULTATS : La prévalence respective de l'anémie et de la carence en fer était élevée (17.7% et 20.8% respectivement) dans la population d'étude. Les consommations de la viande traditionnelle, de fruits et de jus de fruits (naturel et en poudre) - par l'intermédiaire de leur association positive avec l'apport en vitamine C - étaient les variables alimentaires positivement associées à la ferritine sérique. Le sexe masculin était également associé à une ferritine sérique plus élevée. Le statut inflammatoire était inversement associé à l'hémoglobine, alors que la ferritine sérique était positivement associée à l'hémoglobine. Comme pour la ferritine, la consommation de fruits et de jus était positivement associée à l'hémoglobine via l'apport en vitamine C et la ferritine sérique, et ce, bien que la plupart des participants présentaient un apport suffisant en fer et en vitamine C. Les niveaux de Mn sanguin étaient significativement plus élevés que ceux des enfants des mêmes groupes d'âge rapportés dans l'enquête canadienne de mesures de santé. La ferritine sérique était inversement associée au Mn et au Co sanguins. Encore une fois, la consommation de fruits et de jus était inversement associée au Mn et au Co sanguins via l'apport en vitamine C et la ferritine sérique. Aucune association significative entre la ferritine sérique et d'autres métaux divalents n'a été observée. CONCLUSIONS : Nos résultats suggèrent que des interventions réduisant l'inflammation et favorisant des environnements alimentaires plus sains ainsi qu'une augmentation de la consommation de viande traditionnelle et d'aliments naturellement riches en vitamine C, qui est connue pour améliorer l'absorption du fer, pourraient contribuer à contrer l'anémie et la déficience en fer et à restaurer l'homéostasie du Mn et du Co dans l'organisme. Mots-clés: Anémie de l'enfance; carence en fer; Premières Nations; vitamine C; inflammation; manganèse; cobalt.
Context: In First Nations communities, anemia and iron deficiency (ID) are frequent pediatric conditions with diverse adverse health outcomes. Iron is a divalent metal that shares absorptive pathways with cadmium (Cd), cobalt (Co), manganese (Mn), lead (Pb) and zinc (Zn) in the gastrointestinal tract; ID upregulates their uptake and likely their toxicity in humans. The present study examines the prevalence of anemia, ID and their determinants as well as study associations between ID status and other divalent metals among First Nations youth. METHODS: The 2015, First Nation Youth Environment and Health (JES!-YEH!) pilot study was conducted among children and teenagers (3 to 19 y, n = 198) from four First Nations communities in Quebec. Blood, hair, urine samples and anthropometric measurements were collected. Hemoglobin, serum ferritin (SF), blood Cd, Pb, Mn, and Co, plasma Zn and hs-CRP, hair Mn and urinary cotinine levels were measured. Determinants (including traditional and market food consumption) were assessed using an interview-administered questionnaire, based on which nutritional intakes were calculated. Descriptive analyses were performed, and structural equation models were used to test associations. RESULTS: The prevalence of anemia and ID was elevated (17.7% and 20.8% respectively) in JES!-YEH! study participants. Traditional meats, fruit and fruit juice consumption (natural and powdered) - via their positive association with vitamin C intake - were the food variables positively associated with SF. Male sex was also associated with higher SF. The inflammatory status was associated with lower hemoglobin, while higher SF was in turn associated with higher hemoglobin. As for SF, fruit and juice consumption were positively associated with hemoglobin, via vitamin C intake and SF, and this although, most participants presented sufficient iron and vitamin C intakes. Blood Mn was significantly higher than in the Canadian Health Measures Survey of the same age groups, and SF was inversely associated with blood Co and Mn. Again, fruits and juice consumption were inversely associated with blood Mn via vitamin C intake and SF. No significant association between SF and other divalent metals was found. CONCLUSIONS: Our findings suggest that interventions fighting inflammation and fostering healthier food environments as well as higher consumption of traditional meats and foods naturally rich in vitamin C, which is known to enhance iron absorption, could decrease anemia and ID and ultimately, restore blood Mn and Co homeostasis. Key words: Childhood anemia; iron deficiency; First Nations; vitamin C; inflammation; manganese; cobalt.