Dissertations / Theses on the topic 'Signatures moléculaires'

Le phénomène de jet apparaît couplé à l'accrétion, son rôle et son impact dans le contexte de la formation stellaire et planétaire restent des questions majeures. Nous explorons la possibilité que les jets moléculaires soient issus de vents de disque magnétocentrifuges contenant des grains, et possibilité qu'ils puissent expliquer les composantes larges observées dans les raies H2O avec Herschel/HIFI, ainsi que les observations à haute résolution au VLT. Notre modèle inclut : 1) Une solution MHD auto-similaire de vent de disque. 2) Une chimie ionisée hors équilibre le long des lignes d'écoulement. 3) Un chauffage dominé par la diffusion ambipolaire et une irradiation du gaz par les rayonnements X et UV de l'étoile. 4) Un auto-écrantage de H2 et de CO calculé globalement. 5) Les niveaux ro-vibrationnels et le transfert radiatif associé de H2, CO et H2O calculés hors équilibre. 6) Le pompage infrarouge des niveaux de CO et H2O par les poussières. 7) La projection de la probabilité d'échappement des photons non-isotrope sur la ligne de visée. Pour la première fois, un modèle dynamique de vent de disque permet de faire des prédictions synthétiques dans les raies moléculaires qui sont directement comparables aux observations de proto-étoiles. Nous proposons un outil puissant ouvert aux observations avec ALMA et le VTL.

L’adaptation est l’augmentation du succès reproducteur des organismes vivants sous l’effet de leur adéquation croissante à leur environnement. Son mécanisme, la sélection naturelle, agit sur le phénotype mais se répercute sur les gènes. La recherche de gènes impliqués dans l’adaptation, et potentiellement d’intérêt (agronomique, médical…) suscite actuellement un vif intérêt. Mais les méthodes de détection de signatures moléculaires de la sélection ne prennent souvent pas en compte le phénotype, ni la possibilité d’une réponse polygénique des caractères à la sélection. J’ai développé dans ma thèse plusieurs modèles de génétique des populations incorporant ces aspects. J’ai d’abord étudié les conséquences d’une sélection positive à deux locus proches sur le polymorphisme neutre. Cette situation peut diminuer notre capacité à détecter la sélection, mais peut aussi être exploitée pour obtenir des informations complémentaires sur la chronologie des substitutions favorables ou l’interaction entre gènes. Par ailleurs, comme la plupart des caractères adaptatifs varient de manière continue, j’ai étudié comment la signature moléculaire d’un locus sous sélection était affectée par la sélection à beaucoup d’autres locus affectant le même caractère. J’ai aussi mis au point une méthode préliminaire pour estimer la distribution des coefficients de sélection des mutations favorables à partir d’approches génomiques de détection de la sélection. Enfin, j’ai utilisé un modèle de mutation pléiotrope (affectant de nombreux caractères) pour comprendre comment l’hétérogénéité phénotypique de la mutation entre locus influe sur la probabilité que chacun d’eux soit utilisé lors de l’adaptation
Adaptation is the increase in reproductive success of living organisms that results from their growing match to their environment. Its underlying mechanism, natural selection, acts on phenotypes, but is transmitted to the genes. The search for the genes involved in adaptation, and of putative agronomical or medical interest, has been a matter of intense research recently. However, most methods to detect molecular signatures of selection overlook the phenotype, and do not consider the consequences of a possible polygenic response to selection. During this PhD, I developed several population genetic models that allow taking those aspects into account. I first studied the consequence of positive selection at two close loci on neutral polymorphism. This situation can paradoxically hinder our ability to detect selection, but can also be exploited to obtain additional information about the chronology of beneficial substitutions, or the interaction between genes. Since most adaptive traits vary quantitatively, I studied how the molecular signature left by a locus under positive selection is affected by selection at many other loci that affect the same trait. I also designed a preliminary method to estimate the distribution of the selection coefficients of beneficial mutations from genome scans for selection. Finally, I used a model of pleiotropic mutation to understand how the phenotypic heterogeneity of mutation across loci influences the probability that each locus is used during adaptation

Les nanoparticules de silice amorphe synthétique (SAS) sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles. De par leur structure amorphe, les SAS ne sont pas considérées comme cancérogènes chez l'Homme, contrairement aux silices de structures cristallines. Pourtant, des études in vivo et in vitro ont proposé que certaines SAS pourraient potentiellement être cancérogènes. Le test de transformation des cellules Bhas 42 a été développé afin d’évaluer les effets transformant des agents chimiques. Une étude menée à l’INRS a mis en évidence la capacité des SAS précipitées NM-200 et NM-201 et des SAS pyrogénées NM-202 et NM-203 à induire la transformation cellulaire. Afin d’étudier les effets moléculaires induits par les SAS conduisant à la transformation des cellules Bhas 42, nous avons effectué une analyse transcriptomique non supervisée, après exposition des cellules Bhas 42 à la SAS NM-203, et à des agents chimiques de référence, la silice cristalline Min-U-Sil 5® (témoin positif particulaire), la terre à diatomée (DE), une microparticule de silice amorphe (témoin négatif particulaire) et le 12-O-tétradécanoylphorbol-13-acétate (TPA), un agent promoteur de tumeur. Les résultats montrent un lien entre la transformation des cellules Bhas 42 induite par la SAS pyrogénée NM-203, la silice cristalline Min-U-Sil 5® et le TPA et la modification de l’expression de gènes et de voies de signalisation impliquées dans la prolifération, l’adhésion cellulaire, la réparation de l’ADN et l’inflammation. De plus, nous avons identifié une signature commune de 21 gènes impliqués dans les stades précoces de la transformation cellulaire induite par les trois agents chimiques. Parmi eux, 12 gènes ont été sélectionnés en fonction de leur niveau d'expression (sur ou sous-exprimés) 48 heures après traitement avec les agents chimiques. Des altérations géniques similaires ont été obtenues lorsque des cellules Bhas 42 sont traitées avec les SAS précipitées NM-200 et pyrogénées NM-202. En conclusion, ce travail met en évidence un lien entre la formation de foyers de transformation induits par le traitement des cellules Bhas 42 avec les SAS, la silice cristalline Min-U-Sil 5® et le TPA et des modifications des profils d'expression de gènes et de voies de signalisation. La mise en évidence de la signature des 12 gènes représente une liste de "bio-marqueurs" potentiels et communs de la transformation cellulaire induite par les SAS, la silice cristalline Min-U-Sil 5® et le TPA
Synthetic amorphous silica nanoparticles (SAS) are used in many industrial applications. Due to their amorphous structure, SAS are not considered carcinogenic in humans, unlike silica with crystalline structures. However, in vivo and in vitro studies have proposed that certain SAS could potentially be carcinogenic. The Bhas 42 cell transformation test was developed to assess the transforming effects of chemical agents. A study carried out at the INRS highlighted the capacity of the precipitated SAS NM-200 and NM-201 and the pyrogenic SAS NM-202 and NM-203 to induce cell transformation. In order to study the molecular effects induced by SAS which lead to the transformation of Bhas 42 cells, we performed an unsupervised transcriptomic analysis, after exposure of Bhas 42 cells to SAS NM-203, and to reference chemical agents, crystalline silica Min-U-Sil 5® used as a positive particulate control, diatomaceous earth (DE), an amorphous silica microparticle used as a negative particulate control and 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA), a tumor promoter. The results show a link between the transformation of Bhas 42 cells induced by pyrogenic SAS NM-203, crystalline silica Min-U-Sil 5® and TPA and the modification of the expression of genes and signaling pathways involved in proliferation, cell adhesion, DNA repair and inflammation. In addition, we have identified a common signature of 21 genes involved in the early stages of cell transformation induced by the three chemical agents. The genes composing the common signature are involved in cell proliferation and adhesion. Among them, 12 genes were selected according to their expression level (over-expressed or under-expressed) 48 hours after treatment with chemical agents. Similar gene alterations have also been obtained when Bhas 42 cells are treated with NM-200 precipitated SAS and NM-202 pyrogenic. In conclusion, this work highlights a link between the formation of transformation foci induced by the treatment of Bhas 42 cells with SAS, crystalline silica Min-U-Sil 5® and TPA and changes in expression profiles of genes and signaling pathways. The signature of the 12 genes represents a list of potential and common "biomarkers" of cell transformation induced by SAS, crystalline silica Min-U-Sil 5® and TPA

Dans la maladie de Parkinson (MP), la perte progressive des neurones dopaminergiques (DA) touche principalement la substantia nigra pars compacta (SNc). Les symptômes moteurs sont classiquement gérés par une thérapie dopaminergique de remplacement (TDR). Conjointement à la levodopa, l’utilisation d’agonistes dopaminergiques permet de prévenir les complications motrices mais peut être associée à des troubles du système de récompense. Jusqu’à 14% des patients parkinsoniens sous TRD peuvent souffrir de comportement « addiction-like » tels que le pari pathologique, l’hypersexualité ou une prise compulsive de la médication DA. A ce jour la seule solution thérapeutique consiste à diminuer la TRD ce qui détériore les symptômes moteurs. Les neuroadaptations conduisant à ces troubles du système de récompense demeurent mal comprises. Nous proposons un travail dans lequel nous avons évalué les propriétés appétitives de l’agoniste D2/D3 pramipexole (ppx) après une exposition chronique à la L-dopa dans un modèle de rat parkinsonien alpha-synucléine. Dans une première étude, nous avons évalué l’effet d’une stimulation répétée des récepteurs DA sur la sensibilisation du système de récompense en contexte parkinsonien. Nos résultats montrent un effet récompensant du ppx après administrations chronique de L-dopa et perte DA nigrostriatal induite par surexpression de l’alpha-synucléine. Aucune modification transcriptionnelle n’a été observée pour les récepteurs DA. Cependant, nous avons identifié une association entre lésion/traitement pharmacologique et des changements transcriptionnels potentiellement liés à un contexte d’addiction aux psychostimulants. Cette étude fournit des preuves suggérant fortement la lésion parkinsonienne et la thérapie L-dopa comme des facteurs conjointement impliqués dans le remodelage cérébral sous-tendant une préférence de place conditionnée pour le ppx. Les données moléculaires et pharmacologiques générées ont suggéré un rôle clé de la voie glutamatergique dans cette réponse comportementale. Ce résultat est cohérent avec la littérature décrivant un déséquilibre glutamatergique striatal dans les contextes d’addiction aux psychostimulants et de complications motrices associées à la MP. Ainsi, nous avons conçu une deuxième étude visant à investiguer plus avant le potentiel thérapeutique d’une inhibition des récepteurs glutamatergiques. Une lésion bilatérale de la SNc a été réalisée par surexpression de la protéine alpha-synucléine au moyen d’un vecteur AAV. Suite à cette lésion, un traitement chronique à la L-dopa a été réalisé. L’effet de l’antagoniste des récepteurs mGluR5 (metabotropic glutamate receptor 5) MPEP sur les propriétés renforçatrices du ppx a été évalué dans un paradigme de préférence de place conditionnée. Enfin, une analyse des changements d’expression de protéines d’intérêt a été réalisé afin d’associer changements comportementaux drogue/lésion induits et paramètres moléculaires. L’acquisition et l’expression de la préférence de place ppx-induite a été abolie par le MPEP. De plus, nous avons identifié des réseaux neuraux et des modifications d’expression protéiques sous-tendant les plasticités striatales associées à la réponse comportementale. L’ensemble de ces travaux apporte de nouvelles idées sur le contexte physiopathologique associé aux troubles du système de récompense dans la MP. Des données moléculaires et pharmacologiques convergentes suggèrent fortement le mGluR5 comme une cible thérapeutique prometteuse
In Parkinson’s Disease (PD), the progressive dopaminergic (DA) cell loss mainly affects the substantia nigra pars compacta (SNc). The motor symptoms are classically managed by DA replacement therapies (DRT). Although adding DA agonists to levodopa treatment may contribute to prevent motor complications, it may be associated with drug‑induced changes in reward related pathways. Up to 14% of PD patients under DRT may suffer from ‘addiction‑like’ behavior such as pathological gambling, hypersexuality or DA medication‑induced substance abuse. To date, the only therapeutic answer consists in lowering the DA medications which deteriorates the motor symptoms. Neuroadaptations leading to reward bias in PD patients under DRT are still poorly understood. To address this challenge, we propose a work in which we have assessed the rewarding effect of the D2/D3 agonist pramipexole (ppx) after chronic exposure to L‑dopa in an alpha-synuclein PD rat model. In a first study, we assessed the effect of repeated DA receptors stimulations on sensitization of the reward system in a parkinsonian context. Our findings demonstrated that ppx had a rewarding effect after chronic L-dopa administrations and alpha-synuclein-mediated nigral loss. No transcriptional changes within DA receptors were highlighted. However, we identified an association between the main drug or lesion and transcriptional changes which were potentially related to the context of psychostimulant addiction. This study provides evidences strongly suggesting that PD-like lesion and L-dopa therapy were concomitant factors involved in striatal remodeling underlying the ppx-induced place preference. Molecular and pharmacological data suggested a key involvement ofthe glutamatergic pathway in this behavioral outcome. These data were consistent with literature describing major striatal glutamate imbalance as a common feature of drug addiction and Parkinson’s disease physiopathological contexts. Hence, we designed a second study aiming to further investigate the therapeutic potential of glutamatergic receptors inhibition. A bilateral lesion of the SNc was performed in the rat using AAV-mediated overexpression of the alpha-synuclein. This lesion was followed by chronic L-dopa administrations. Then, the effect of the metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5) antagonist MPEP on ppx reinforcing properties was assessed in a place conditioning paradigm. Finally, analysis at the protein level was conducted to associate drug and lesion induced behavioral changes to molecular endpoints. Acquisition and expression of the ppx-induced place preference was abolished by the MPEP. Furthermore, we identified neural networks and protein changes underlying the striatal remodeling associated with the behavioral outcome. All this work provides new insights into the physiopathological context associated to the PD/DRT related reward bias. Convergent molecular and pharmacological data strongly suggest mGluR5 as a promising therapeutic target

De considérables développements dans le domaine des biotechnologies ont modifié notre approche de l'analyse de l'expression génique. En particulier, les puces à ADN permettent de mesurer l'expression des gènes à l'échelle du génome, dont l'analyse est confiée au statisticien.A partir de ces données dites en grande dimension, nous contribuons, dans cette thèse, à l'étude de deux problèmes biologiques. Nous traitons ces questions comme des problèmes d'apprentissage statistique supervisé et, en particulier, de sélection de variables, où il s'agit d'extraire, parmi toutes les variables - gènes - à disposition, celles qui sont nécessaires et suffisantes pour prédire la réponse à une question donnée.D'une part, nous travaillons à repérer des listes de gènes, connues sous le nom de signatures moléculaires et supposées contenir l'information nécessaire à la prédiction de l'issue du cancer du sein. La prédiction des événements métastatiques est en effet cruciale afin d'évaluer, dès l'apparition de la tumeur primaire, la nécessité d'un traitement par chimio-thérapie adjuvante, connue pour son agressivité. Nous présentons dans cette thèse trois contributions à ce problème. Dans la première, nous proposons une comparaison systématique des méthodes de sélection de variables, en termes de performance prédictive, de stabilité et d'interprétabilité biologique de la solution. Les deux autres contributions portent sur l'application de méthodes dites de parcimonie structurée (graph Lasso et k-support norm) au problème de sélection de signatures. Ces trois travaux discutent également l'impact de l'utilisation de méthodes d'ensemble (bootstrap et ré-échantillonnage).D'autre part, nous nous intéressons au problème d'inférence de réseau génique, consistant à déterminer la structure des interactions entre facteurs de transcription et gènes cibles. Les premiers sont des protéines ayant la faculté de réguler la transcription des gènes cibles, c'est-à-dire de l'activer ou de la réprimer. Ces régulations peuvent être représentées sous la forme d'un graphe dirigé, où les noeuds symbolisent les gènes et les arêtes leurs interactions. Nous proposons un nouvel algorithme, TIGRESS, classé troisième lors du challenge d'inférence de réseaux DREAM5 en 2010. Basé sur l'algorithme LARS couplé à une stratégie de ré-échantillonnage, TIGRESS traite chaque gène cible séparément, en sélectionnant ses régulateurs, puis assemble ces sous-problèmes pour prédire l'ensemble du réseau.Enfin, nous consacrons le dernier chapitre à une discussion ayant pour objectif de replacer les travaux de cette thèse dans un contexte bibliographique et épistémologique plus large.

La composition en métabolites des organismes vivants évolue lorsqu’ils sont soumis à des modifications environnementales et diffère d’une espèce à l’autre. L’objectif de cette thèse a été de déployer des stratégies de couplages chromatographiques avec la spectrométrie de masse et de traitement des données MS pour répondre aux différentes problématiques rencontrées en termes de caractérisation, quantification et comparaison du contenu moléculaire de milieux complexes.Ces études ont permis en premier lieu, de développer des méthodes de déréplication par TLC/MS pour identifier rapidement les molécules connues et évaluer la composition des milieux d’intérêt. Afin d’améliorer et de standardiser la comparaison de différents échantillons des traitements d’images des plaques TLC ont été effectués et des études statistiques ont été appliquées. De plus, des couplages de la TLC avec la MS ont été développés pour pouvoir identifier différentes familles moléculaires de faible masse (flavonoïdes, stéroïdes). Dans un second temps, une méthodologie a été mise en place en UHPLC/HRMS pour caractériser la présence de 30 flavonoïdes C et O-glycosylés dans des échantillons de soies de maïs de différentes variétés et aider à la sélection de variétés efficaces pour lutter contre l’infestation de ravageurs. Des approches de représentation visuelle du contenu moléculaire ont été utilisées pour cibler les molécules d’intérêt, puis elles ont été quantifiées par UHPLC/MRM MS. Les différentes empreintes chromatographiques ont été comparées en utilisant des traitements statistiques afin de mettre en évidence les différences entre ces variétés et identifier les molécules permettant cette distinction
The metabolite composition of living organisms changes when they are subjected to environmental modification and differs from one species to another. The aim of this PhD thesis was to deploy different chromatographic coupling strategies with mass spectrometry and MS data processing in order to respond in the most relevant way to the various problems encountered in terms of characterization, quantification and comparison of the molecular content of complex samples.Firstly, these studies led to the development of TLC/MS dereplication methods to rapidly identify known molecules and to evaluate the composition of samples. In order to improve and standardize the comparison of different samples, image processing of TLC plates were performed and statistical studies were applied. In addition, the hyphenation TLC/MS have been developed to identify different low molecular mass families (flavonoids, steroids). In a second way, a methodology was implemented in UHPLC/HRMS to characterize the presence of C and O-glycosyl flavonoids in corn silk samples of five different varieties and help in the varietal selection to fight against pest infestation. Visual representation approaches of molecular content were used to target the molecules of interest which were they were quantified by UHPLC/MRM MS. The different chromatographic fingerprints were then compared using statistical treatments in order to highlight the differences between these five varieties and thus to identify the molecules allowing this distinction

L'huître plate européenne, espèce endémique des côtes européennes, est classée dans la catégorie des " espèces menacées et/ou en déclin ". En effet, les gisements naturels de cette huître ont été progressivement décimés par la sur-exploitation et par l'émergence successive de maladies parasitaires. Le parasite responsable de la bonamiose a notamment contribué à réduire de façon drastique l'exploitation de cette huître en France, et en Europe. Les mollusques bivalves marins présentent deux caractéristiques qui restreignent de fait le potentiel d'action pour lutter contre les maladies : ils sont cultivés en milieu ouvert, et possèdent un système immunitaire inné dépourvu de la capacité de réponse adaptative. Dans ce contexte, la sélection d'animaux naturellement résistants à la bonamiose est une voie prometteuse pour relancer la culture de l'huître plate européenne. Afin de mieux comprendre le phénomène de résistance à la bonamiose, plusieurs études ont porté sur les mécanismes de réponse de l'huître plate et sur l'identification de régions génomiques potentiellement impliquées dans les mécanismes de résistance à la maladie.Le présent travail de thèse consistait à améliorer la compréhension de la résistance de l'huître plate européenne vis-à-vis de la bonamiose, mais également à mieux caractériser la ressource génétique et la structuration de ses populations naturelles. L'huître plate n'étant pas un organisme modèle, seule une carte génétique préliminaire était disponible chez cette espèce. Il a donc été nécessaire de développer de nouveaux outils moléculaires afin d'optimiser la couverture de son génome. Des marqueurs de type SNP (polymorphisme d'une seule base) ont ainsi été développés par séquençage de produits PCR et par séquençage à haut débit. Afin d'améliorer la compréhension de la résistance à la bonamiose, trois expériences d'infection avec le parasite responsable de cette maladie ont été réalisées et ont permis de caractériser les phénotypes de réponse de l'huître plate à plusieurs échelles d'études.1- À l'échelle inter-familiale, il s'agissait de détecter des régions du génome (QTL) associées aux mécanismes de réponse (survie / mortalité) à la bonamiose chez plusieurs familles d'huîtres. Cette approche a permis d'identifier plusieurs régions génomiques d'intérêt communes entre les familles, et de nouvelles régions d'intérêt qui n'avaient pas encore été détectées.2- À l'échelle intra-familiale, il s'agissait de détecter des régions génomiques associées à la régulation d'activités hémocytaires (QTL) ou à l'expression de gènes (eQTL) préalablement identifiés comme potentiellement impliqués dans la réponse à la bonamiose. Cette approche, nouvelle chez un mollusque bivalve, a notamment permis de mettre en évidence une concordance positionnelle entre les régions génomiques impliquées dans la survie ou la mortalité à la bonamiose et celles impliquées dans la régulation des réponses cellulaires et/ou moléculaires.3- À l'échelle des populations, il s'agissait d'étudier un éventuel différentiel de réponse à la bonamiose chez des huîtres provenant de trois populations naturelles géographiquement et écologiquement distinctes. Cette étude a notamment permis d'identifier une possible adaptation à la parasitose des huîtres provenant de la baie de Quiberon. Afin de mieux caractériser les ressources naturelles de l'huître plate européenne, plusieurs populations couvrant l'ensemble de l'aire de distribution de l'espèce ont également été étudiées. Cette étude a permis de confirmer la forte diversité nucléotidique de l'huître plate, en évaluant pour la première fois la diversité génétique globale des populations naturelles d'un mollusque bivalve marin. Cette étude a également permis d'identifier une structuration génétique des populations, avec coïncidence entre les discontinuités dans la distribution des fréquences alléliques des marqueurs moléculaires sous sélection positive ou divergente et les barrières biogéographiques.

La maladie osseuse de Paget (MOP) a changé de visage au cours des dernières années, augmentant le nombre d’individus atteints qui demeurent asymptomatiques. Étant donné le risque élevé de développer un ostéosarcome associé avec la MOP, cette maladie est une contre-indication à la prescription d’agents ostéoformateurs. Avec l’apparition prochaine de nouveaux agents ostéoformateurs pour le traitement de l’ostéoporose, il devient crucial de pouvoir dépister de façon fiable la présence de la MOP. Les objectifs de ce projet étaient (1) de mettre au point un test plus sensible permettant de détecter et d’évaluer la fréquence des mutations post-zygotiques SQSTM1/P392L chez les patients pagétiques, (2) de développer un test génétique de dépistage de la MOP incluant les mutations germinales et post-zygotiques dans SQSTM1, (3) et d’évaluer les performances diagnostiques de ce test intégré avec des marqueurs biochimiques dans une signature moléculaire spécifique à la maladie. Une technique de PCR sensible utilisant un acide nucléique bloqué (LNA) spécifique à la mutation SQSTM1/P392L a été développée, puis la présence de cette mutation a été recherchée dans les cohortes disponibles au laboratoire et dans différents tissus. Ensuite, le développement de la signature moléculaire a utilisé les données génotypiques et biochimiques disponibles dans les cohortes du laboratoire, puis des régressions logistiques ont été effectuées afin de déterminer la combinaison de marqueurs ayant la meilleure capacité à identifier correctement les patients avec la MOP. Des mutations post-zygotiques SQSTM1/P392L étaient présentes chez 4,8% des patients pagétiques, et 1,4% des individus sains dans les populations étudiées, cette mutation post-zygotique étant restreinte à la lignée monocytaire. Deux tests moléculaires sous forme d’algorithme en deux étapes ont ensuite été proposés. D’une part, un algorithme génétique pur pourrait être utilisé : des mutations germinales dans le gène SQSTM1 devraient d’abord être recherchées, et si elles sont absentes, le score génétique basé sur la combinaison de cinq marqueurs génétiques développée dans ce projet devrait être calculé. Cet algorithme génétique avait une sensibilité égale à 83,61% et une spécificité égale à 51,03% dans les cohortes étudiées. D’autre part, un algorithme génétique et biochimique pourrait être proposé: des mutations germinales dans le gène SQSTM1 devraient d’abord être recherchées, et si elles sont absentes, le score combiné basé sur la combinaison des marqueurs génétiques et biochimiques développée dans ce projet devrait être calculé. Dans les populations étudiées, cet algorithme avait une sensibilité égale à 93,88% et une spécificité égale à 54,00%. La découverte des mutations post-zygotiques confirme l’existence d’un spectre mutationnel de SQSTM1 dans la MOP et pourrait expliquer en partie son caractère focal. Ces résultats ont par la suite permis de développer deux tests moléculaires capables de dépister la MOP de façon plus fiable que les biomarqueurs actuellement disponibles en pratique clinique.
Paget’s disease of bone (PDB) has changed in recent years, increasing the number of affected individuals who remain asymptomatic. Given the high risk of developing an osteosarcoma associated with PDB, this disease is a contraindication to the prescription of bone anabolic agents. With the incoming introduction of new bone anabolic agents indicated for osteoporosis treatment, it will be crucial to screen accurately for the presence of PDB. The objectives of this project were (1) to develop a more sensitive test to detect and assess the frequency of SQSTM1/P392L post-zygotic mutations in pagetic patients, (2) to develop a genetic test of PDB, including germinal and post-zygotic SQSTM1 mutations, (3) and to assess the diagnostic performance of this test integrated with bone biomarkers in a molecular signature of PDB. A sensitive PCR method using a locked nucleic acid (LNA) specific to the SQSTM1/P392L mutation was developed, and the presence of this mutation was investigated in the cohorts available in the laboratory, and in different tissues. Then, the development of the molecular signature used genotypic and biochemical data available in the laboratory, and logistic regressions were performed to determine the combination of markers with the best ability to correctly identify PDB patients. SQSTM1/P392L post-zygotic mutations were present in 4.8% of pagetic patients, and in 1.4% of healthy individuals in the population studied, this mutation being restricted to the monocytic lineage. Two molecular tests relying on a two steps algorithm were then developed. Firstly, a pure genetic algorithm could be proposed: a screen in the SQSTM1 gene should first be performed to search for disease-causing germinal mutations, and if negative, the genetic score based on a combination of the five SNPs developed in this study should be calculated. In the populations studied, this genetic algorithm had a sensitivity of 83.61% and a specificity of 51.03%. On the other hand, a genetic and biochemical algorithm could be used: a screen in the SQSTM1 gene should first be performed to search for disease-causing germinal mutations, and if negative, the combined score based on a combination integrating both genetic and biochemical markers developed in this study should be calculated. This genetic algorithm had a sensitivity of 83.61% and a specificity of 51.03% in the populations studied. The presence of post-zygotic mutations confirms the existence of a mutational spectrum of SQSTM1 in PDB, and may explain its focal character. These results conducted to the development of two molecular tests which predicted the PDB phenotype better than bone biomarkers already available in clinical practice.

Les lymphocytes B régulateurs (LBreg) chez l’Homme correspondent à des sous-populations de LB avec une grande variété de phénotypes (Mauri et al., 2015) et de mécanismes (Floudas et al., 2016). Cette diversité rend leur caractérisation et leur suivi difficile. L’objectif de ce travail était donc d’identifier et d’étudier une signature moléculaire des LB humains ayant une fonction régulatrice. Nous avons développé un modèle in vitro de polarisation des LB en LBreg et en LB avec une fonction inflammatoire (LBinf). Par la suite, un RNA-seq de ces 2 types de LB a été effectué et les gènes différentiellement exprimés (DEG) entre les LBreg et LBinf ont été identifiés. Enfin, une méta-analyse de cette signature a été faite pour définir les potentiels éléments régulateurs de cette fonction. Puis, des études in vitro ont été faites pour valider ces observations. À partir de l’analyse RNA-seq, 225 DEG ont été identifiés entre les LBreg et les LBinf. Parmi eux, le facteur de transcription (FT) c-MAF est le FT le plus augmenté dans les LBreg (FC = 16,2). De plus, des comparaisons avec des CHIP-seq publiques de c-MAF, confirment un enrichissement significatif des cibles de c-MAF dans la signature des LBreg. Parmi eux, le gène IL10 est présent. Par la suite, les analyses in vitro ont permis de montrer que l’expression d’IL10 est restreinte aux LB c-MAFhi. Ceux-ci ont également une forte expression de CD27, CD38 et BLIMP1, suggérant ainsi un stade de différenciation de type plasmablaste (PB) / plasmocyte (PC). Les analyses phénotypiques et la comparaison de la signature des LBreg avec une signature des PB humains permettent également d’associer les LBreg à des PB/PC. Enfin, un siRNA MAF montre une perturbation de la balance BLIMP1/T-BET, avec une diminution de BLIMP1 et une augmentation de T-BET. Ces résultats suggèrent que le FT c-MAF pourrait être essentiel à la régulation issue des LB, comme observé dans d’autres types de cellules immunitaires. En effet, c- MAF est un FT important pour la régulation via les LTreg (Xu et al., 2018) et des macrophages M2 (Kang et al., 2017). De plus, le lien entre c-MAF et BLIMP1, ainsi que les résultats du siRNA MAF, suggèrent un potentiel rôle de c-MAF dans la différenciation des LB. En effet, BLIMP1 et T-BET sont respectivement associés aux PB/PC et aux LB mémoires (Shaffer et al., 2002 ; Tellier et al., 2016; Cancro et al., 2017; Kenderes et al., 2018)
Regulatory B cells (Breg) in human are included in a large group of B-cell subsets encompassing a high heterogeneity of phenotypes (Mauri et al., 2015) and suppressor mechanisms (Floudas et al., 2016). This variability leads to a high difficulty to characterize and monitor human Breg. One aim of our work was to establish and study a molecular signature of B cells with regulatory properties. We developed an in vitro model to polarize peripheral B cells in Breg and inflammatory B cell (Binf). Then, we performed RNA-sequencing on these two functional subsets. A meta-analysis on differentially expressed genes (DEG) has led to the definition of critical factors involved in regulatory function. In vitro studies were used for data validation. From the RNA-seq analysis, we obtained 225 DEG between Breg and Binf. Among them, the c-MAF transcription factor (TF) was the most upregulated TF (FC = 16.2). Also, comparisons with public c-MAF CHIP-seq data confirmed a significant enrichment of c-MAF target-genes in Breg signature. We thus established that c-MAF could be induced in human blood B cells after TLR and BCR stimulation. Besides, we observed that IL-10 production was restricted to c-MAFhi expressing B cells and is associated with the expression of CD27, CD38, and BLIMP1, suggesting a differentiation state close to plasmablast (PB) / plasma cells (PC). Phenotype analysis and comparison of homemade human PB signature with Breg signature also linked Breg with PB state. Moreover, siRNA MAF impairs BLIMP1/T-BET balance in B cells with a decrease and increase of BLIMP1 and T-BET respectively. These results suggest that the c-MAF TF could be an essential factor in the regulatory function of B cells, as observed in other immune cells. Indeed, c-MAF is a significant TF involved in several regulatory immune cells, such as regulatory T cells (Xu et al., 2018) or M2 macrophages (Kang et al., 2017). Moreover, the link between c-MAF and BLIMP1, as well as siRNA MAF results, suggest a potential role of c-MAF in B cell fate. Indeed, BLIMP1 and T-BET are associated with PB/PC and memory B cells respectively (Shaffer et al., 2002 ; Tellier et al., 2016; Cancro 2017; Kenderes et al., 2018)

Au cours de cette thèse nous avons exploré les propriétés d’un monocristal de rubrene dans une configuration de type transistor. Les mesures ont été réalisées dans une configuration à "gap d'air" qui permet la caractérisation des transporteurs de charge en mode dynamique sans subir l'influence d'un milieu diélectrique. Nous avons identifié différents phénomènes comme la persistance de la photoconductivité associée à la création du piégeage d'oxygène en surface ainsi que la présence d'une recombinaison « bimolecular » des transporteurs de charges. Les spectroscopies optique et Raman ont permis de révéler la présence de peroxyde en surface et ont montré le faible couplage intermoléculaire. L'impact de la photo-oxydation du rubrene sur les propriétés de transport a été déterminé en utilisant une nouvelle expérience de photooxydation graduelle sous rayonnement laser. La création d'un état accepteur qui permet le piégeage d’électrons indique que le caractère de conduction de type p hautement unipolaire et la photoconductivité de surface du rubrene sont modulés par la présence de l'oxygène

Le cancer de la prostate est le plus fréquent des cancers de l'homme de plus de 50 ans et représente la 2ème cause de décés par cancer chez l'homme dans le monde. Afin d'enrayer ce fléau de santé publique, il est nécessaire de découvrir de nouvelles méthodes de diagnostic et de pronostic. La recherche de biomarqueurs moléculaires est une voie prometteuse et c'est grâce à l'étude transcriptomique de gènes dans des biopsies prostatiques qu'une signature moléculaire du cancer de la prostate a pu être découverte. Le projet de création d'entreptrise, baptisé Oncodiag, est basé sur la volonté d'optimiser la procédure d'analyse transcriptomique afin de rendre des conclusions plus fiables et plus rapidement qu'aujourd'hui et d'évaluer l'agressivité du cancer de la prostate. Le produit proposé consistera en un service de pronostic de l'état tumoral de la protate à partir de biopsies effectuées en milieux hospitaliers. Oncodiag proposera une licence d'un produit d'analyse complet à partir du prélèvement jusqu'à l'exploitation des résultats obtenus en transcriptomique. Ce type d'analyse sera réalisé à l'aide de cartes microfluidiques comportant un panel de gènes déterminés. C'est la signature moléculaire de l'état pathologique qui sera identifié ou non et permettra de proposer un pronostic du cancer de la prostate. Afin d'accroître la vitesse d'exécution du service, l'organisation de la chaîne d'analyse est basée sur les résultat d'une étape de modélisation. Oncodiag commercialisera un produit de pronostic en cancer de la prostate qui sera à la fois rapide, grâce au système d'information intégré, et fiable, grâce à une signature moléculaire validée et protégée par un brevet

La cancérisation est initiée par des lésions génétiques au sein de la cellule cancéreuse qui ciblent les oncogènes et les gènes suppresseurs de tumeurs. Ces alterations géniques affectent la tumeur ainsi que son microenvironnement tumoral. Le modèle de mélanome étudié est basé sur la délétion conditionnelle dans les souris génétiquement modifiées (TiRP) des gènes suppresseurs de tumeur Ink4a/Arf avec l'expression concomitant de l'oncogène H-RasG12V et de l'antigène tumoral P1A spécifiquement dans les mélanocytes. Deux types de tumeurs se développent : des mélanomes pigmentés (Mela) à la croissance lente et qui semble être "ignorés" par le système immunitaire (S. I. ) et des mélanomes non pigmentés (Amela) à phénotype agressif, qui poussent vite et sont fortement infiltrés par différents composants du système immunitaire inné et adaptatif. Afin de caractériser les différences moléculaires entre ces deux types de mélanomes, j'ai réalisé une étude de transcriptome sur les tumeurs ex-vivo et les lignées cellulaires Amela établies in vitro. Ces études ont révélé un grand nombre de gènes différemment régulés dnas ces deux types de tumeurs. J'ai identifié la signature transcriptionnelle intrinsèque à la tumeur Amela ainsi que celle de son infiltrat de type "inflammatoire". La tumeur Amela est caractérisée par une signature de type "épithélio-mésenchymateuse" en accord avec son phénotype aggressif et par une signature "pro-inflammatoire" comportant des chémokines et des cytokines immunomodulatrices. Nous avons étudié le rôle du S. I. Adaptaétif dans l'initialisation et le développement des mélanomes. Cette étude a montré que le S. I. Adaptatif ne contribue pas à l'initiation e la cancérisation mais au contraire qu'il diminue l'incidence et prolonge la latence du développement tumoral. Cette étude a permis de corréler la nature aggressive des mélanomes à une dédifférenciation, à un phénotype "mésenchymateux", et à l'induction une réponse immunitaire de type inflammatoire
Mutations initiate tumors, but do not necessarily determine their further development. The role of the immune system in tumor progression is controversial. We report on two differentially aggressive types of melanomas which develop in mice upon conditional deletion in melanocytes of Ink4a/Arf tumor suppressor genes and concomitant expression of oncogene H-RasG12v. Expression of genes akin to those defining epithelial-mesenchymal transition (EMT), as well as genes encoding chemokines and immuno-modulating cytokines characterized aggressive compared to slow progressor melanomas. An infiltrate-dependent signature of myeloid lineage cells was also found selectively in the agressive melanomas. Immunodeficient RAG KO commpound mice developed melanomas at a highter frequency and with a shorter latency than immunocompetent mice, indicating that adaptative immunity may control tumor progression. Melanomas developing in the absence of adaptative immunity were mostly aggressive with characteristics akin to those resulting from epithelial-mesenchymal transition, thus suggesting a control of epithelial-mesenchymal transition-like processes by adaptative immunity

Les carcinomes thyroïdiens les plus fréquents développés à partir des cellules folliculaires sont les carcinomes papillaires (80%) et les carcinomes vésiculaires. Une nouvelle entité appelée « tumeurs de potentiel de malignité incertain » (TPMI), correspondant à des tumeurs difficiles à classer histologiquement, a été récemment proposée. Après recensement et analyse qualitative des collections d’échantillons thyroïde stockés dans le Centre de Ressources Biologiques du CHU de Nice et destinés à la recherche translationnelle, nous avons montré que certains fixateurs non formolés permettaient d’obtenir des acides nucléiques de meilleure qualité qu’avec le formol, sur des échantillons thyroïdiens fixés. Nous avons ensuite montré que la recherche de différents marqueurs immunohistochimiques et moléculaires n’apportaient pas d’aide diagnostique ou pronostique dans le cadre des TPMI. Dans le but de mieux connaître la physiopathologie, et de définir une signature de ces tumeurs, nous avons voulu caractériser, à l’aide de puces microRNA, le profil microRNA des TPMI. Leur profil s’est avéré être différent de celui des adénomes et des carcinomes thyroïdiens, mais nous n’avons pas pu individualiser un « set » de microRNA suffisamment significatif pour distinguer de façon très précise les TPMI des autres tumeurs thyroïdiennes. Notre travail s’est poursuivi par une analyse in vitro à partir de lignées cellulaires thyroïdiennes en étudiant les microRNAs modulés lors d’utilisation d’agents anti-cancéreux (inhibiteurs d’histones déacétylase). Nous avons pu mettre en évidence le rôle de certains microRNAs pouvant présenter un potentiel prédictif pour la réponse aux chimiothérapies
Papillary carcinomas and follicular carcinomas are the most frequent tumours of the thyroid gland. The term thyroid tumours of uncertain malignant potential (TT-UMP) has been proposed for a subgroup of tumours for which benignancy or malignancy cannot be assessed with certainty. We first describe how we set-up a biobank targeting diseases of a specific organ (thyroid gland), with the aim of developing translational research projects. We then evaluated formalin substitute fixatives on thyroid tumours and showed that some fixatives performed better for nucleic acid integrity than formalin fixative. We examined the impact on diagnosis of ancillary methods on TT-UMP, and showed that immunochemistry and molecular genetic profiling were not useful in detecting high-risk population. We then conducted an extensive expression profiling study at the microRNA level on thyroid tumours including TT-UMP in order to better characterize these entity. We demonstrated that TT-UMP microRNA profile differ slightly but specifically from carcinomas, but was not sufficient per se in distinguishing TT-UMP from the other thyroid tumour. We then characterize the antitumor activity of histone deacetylase inhibitors (HDACi) induced-microRNAs on thyroid cancer cells and showed that some microRNA might be used as biomarker for HDACi treatment efficacity

Le foie joue un rôle essentiel dans les régulations métaboliques complexes qui participent largement à l'homéostasie de l'organisme. De plus, cet organe orchestre les changements qualitatifs et quantitatifs intervenant dans la production de protéines de défense immédiatement nécessaires à la réponse à un syndrome inflammatoire aigü systémique et au retour progressif à l'homéostasie qui s'ensuit. Le facteur de transcription CCAAT enhancer-binding protein beta (C/EBPβ) enrichi dans le foie est très impliqué dans tous ces processus. Toutefois, il existe de nombreuses incohérences quant au rôle précisément joué par ce facteur de transcription. En effet, la traduction de son ARNm conduit à la formation de plusieurs isoformes de la protéine qui peuvent être activatrices (LAP) ou inhibitrices (LIP) et peu d'études, à notre connaissance, ont tenu véritablement compte de l'isoforme présente. Pour mieux comprendre le rôle de chacune de ces isoformes, nous avons mis en place, dans la lignée d'hépatome humain Hep3B, un modèle d'expression inductible de la forme activatrice (LAP) ou dominante-négative (LIP) de C/EBPβ. Le rôle antagoniste de ces 2 isoformes dans la transcription des gènes cibles de C/EBPβ a été utilisé comme stratégie pour mieux cerner les gènes régulés par ce facteur de transcription. L'identité et la transcription (directe ou indirecte) de ces ensembles de gènes-cibles de C/EBPβ ont ensuite été mises en évidence grâce à l'utilisation de deux méthodologies à grande échelle : l'analyse du transcriptome par puce à ADN et l'immunoprécipitation de chromatine sur puce (ChIP on chip). L'analyse du transcriptome nous a permis d'identifier 676 gènes inversement régulés par LAP et LIP dans la lignée d'hépatome Hep3B. L'analyse des fonctions biologiques régulées par ces gènes a mis en évidence une induction par la forme activatrice et une répression par la forme dominante-négative de C/EBPβ des voies du métabolisme hépatique (lipides, détoxication), de la transcription, de la traduction, de l'apoptose et des voies impliquées dans la régulation du processus de prolifération cellulaire. De plus, l'étude par ChIP on chip nous a permis d'identifier 38 nouvelles cibles directes de C/EBPβ. Compte tenu des résultats issus de l'analyse du transcriptome, plusieurs études fonctionnelles ont été réalisées. Ces études nous ont permis de démontrer pour la première fois que, non seulement LAP était capable de réprimer la prolifération en l'absence de RB et P53 mais que cette isoforme favorisait également l'apoptose des cellules induite par la staurosporine alors que LIP, à l'inverse, avait un effet protecteur. Par ailleurs, les cellules Hep3B permettant la surexpression contrôlée de LAP ou LIP ont été stimulées par du milieu conditionné riche en cytokines proinflammatoires afin de mimer la réponse hépatique à l'inflammation aigüe systémique. Dans ce contexte expérimental, et, toujours par analyse du transcriptome, nous avons mis en évidence un ensemble de 77 gènes régulés par LAP et LIP. Ces gènes semblent donc être de bons candidats susceptibles de participer activement à la réponse de l'organisme lors d'une inflammation aiguë. En conclusion, notre approche tout à fait originale, caractérisée par l'identification des gènes inversement régulés par les isoformes LAP et LIP de C/EBPβ, a permis de mieux comprendre comment ces deux isoformes régulent plusieurs processus physiologiques et pathologiques du foie
The liver plays an essential part in complex metabolic regulations which widely contribute to the body homeostasis. Moreover, this organ conducts the qualitative and quantitative changes in the production of specific proteins immediately induced during the acute phase response and allowing a progressive come back to homeostasis. The liver-enriched transcription factor CCAAT enhancer-binding protein beta (C/EBPβ) is widely involved in these processes, but its precise the role isnot still defined. Conflicting studies have described contradictory functions for this transcription factor which could be explained by the complex mechanisms regulating the C/EBPβ activity. Indeed, C/EBPβ encodes an intronless gene that generates a single mRNA that is alternatively translated into two major isoforms : an active LAP (liver-enriched activator protein) and a dominant negative LIP (liver-enriched inhibitory protein). Today, few studies have really taken into account the present isoform. In order to better understand the precise role of each isoform, we first engineered the Hep3B human hepatoma cell line with a Tet-off inducible LAP or LIP isoform. The antagonistic role of the both isoforms in C/EBPβ target-genes transcription has been used as a strategy to better define the C/EBPβ-regulated genes. Then, the identity and the transcription (direct or indirect) of all these target-genes were determined by two functional genomic approaches : the transcriptome analysis by cDNA arrays and the chromatine immunoprecipitation on chip (ChIP on chip). Using a cDNA microarray which provides a complete coverage of the liver transcriptome, we identified 676 genes inversely regulated by LAP and LIP in the Hep3B hepatoma line. The analysis of the biological functions regulated by these genes brought into the flore an induction by LAP and a repression by LIP of several pathways including hepatic metabolism (fat, detoxification), transcription, translation, apoptosis and regulation of the cell proliferation. Moreover, the ChIP on chip study allowed the identification of 38 C/EBPβ new direct targets. According to the data resulting from the transcriptome analysis, several functional studies have been carried out. They allowed us to prove, for the first time, that LAP was, not only able to suppress the cell proliferation in the absence of RB and P53, but that this isoform also increased the staurosporine-induced apoptosis in Hep3B cells while LIP had a protector effect. Furthermore, the Hep3B cells expressing LAP or LIP have been stimulated by a conditioned medium rich in proinflammatory cytokines in order to mimic the hepatic response to the acute phrase of inflammation. In this experimental context, and still by transcriptome analysis, we brought into the fore a group of 77 genes regulated by LAP and LIP which interestingly seem to be involved during the acute phrase response. To conclude, our original approach characterized by the identification of genes inversely regulated by LAP and LIP allowed us to better understand how these two isoforms of C/EBPβ manage several physiological and pathological liver processes

Deux espèces de tournesols Helianthus annuus et H. Petiolaris ont donné naissance il y a plusieurs milliers d’années à une espèce hybride H. Paradoxus inféodée à des marais salins. Ma thèse a consisté à caractériser les bases génétiques de l’adaptation de H. Paradoxus à ce milieu extrême, par recherche des signatures de sélection, à l’échelle du génome et à une échelle plus fine (entre 20 et 90 cM). J’ai analysé les patrons de diversité génétique pour des marqueurs microsatellites dans des populations de H. Paradoxus et ses espèces parentales, autour de trois QTL de survie et ailleurs dans le génome. A l’échelle du génome, une baisse de diversité autour de ces QTL a été mise en évidence chez l’espèce hybride et non chez ses parents indiquant qu’il est possible de détecter une signature de la sélection. A l’échelle plus fine, le patron de diversité est en mosaïque. L’ordre des marqueurs n’étant pas connu avec certitude chez l’espèce hybride, une méthode basée sur le déséquilibre de liaison entre des marqueurs génotypés dans des populations naturelles a été développée. Elle permet de regrouper sur une carte des marqueurs en fort déséquilibre de liaison. Parallèlement une étude physiologique et d’expression génique visant à comprendre le mécanisme d’adaptation à la salinité de H. Paradoxus a été conduite. L’espèce hybride est très plastique, mais se porte mieux en milieu salin, ses feuilles sont plus succulentes, avec une concentration en sodium et sulfate très élevée dans ses tissus. Plusieurs gènes candidats, impliqués dans différentes voies de réponse à la salinité, et dont certains sont cartographiés dans les régions des QTL, sont différentiellement exprimés chez l’espèce hybride et chez ses parents. Ces résultats confirment qu’ils sont des candidats potentiels importants dans l’adaptation de H. Paradoxus aux marais salins et donc impliqués dans le processus de spéciation
The homoploid hybrid sunflower species, Helianthus paradoxus, is derived from two sunflower species H. Annuus and H. Petiolaris, and is adapted to salt marshes. My work characterizes the genetic basis of the natural selection that created the adaptation of H. Paradoxus to this extreme habitat. I searched for signatures of selection at the whole genome scale, and at a finer scale of 20 to 90 cM within individual chromosomes. Accordingly, I analyzed the genetic diversity of populations of H. Paradoxus and its parental species using microsatellite markers. For the analysis, I used microsatellite markers that are located near three survivorship QTLs, and compared their genetic diversity to markers from putative unselected regions. Genetic diversity was significantly lower around the survivorship QTL in the hybrid species but not in the parental species, signaling for the signature of selection in the H. Paradoxus genome detectable at this scale. At the finer scale, I found a mosaic pattern of genetic diversity. To overcome unknown mapping locations of genetic markers in H. Paradoxus, a method to group and order markers based on measure of linkage disequilibrium in natural populations was developed. In addition, a physiological and gene expression study was developed to understand the mechanisms of H. Paradoxus adaptation to salty habitat. The hybrid species exhibited a high plasticity response, and performed better than its parental species in a saline habitat. Leaves of H. Paradoxus were more succulent and have a higher concentration of sodium and sulfate, compared to the parental species. Several candidate genes, implied in various salinity response pathways and located for some within the mapped QTL regions, were differentially expressed in the hybrid species and the two parental species. These results confirm that these genes are potential candidate genes for studying H. Paradoxus adaptation to saline marshes, and probably played a major role in the process of speciation

Les adénocarcinomes lépidiques prédominant (ALP) sont une entité originale sur le plan histologique, clinique et biologique parmi les adénocarcinomes pulmonaires. Il s’agit de tumeurs non-mucineuses mais il existe un variant mucineux, l’adénocarcinome mucineux invasif (AMI), caractérisé par un plus mauvais pronostic et l’absence de traitement efficace dans les formes avancées. L’objectif de ce travail était d’étudier les différences moléculaires distinguant ALP et AMI et d’en dégager les implications biologiques. Après avoir détaillé les caractéristiques cliniques et les altérations oncogéniques d’une cohorte d’ALP et d’AMI, nous avons exploité les banques de prélèvements issus de cette cohorte. Une étude de l’expression en immunohistochimie des mucines MUC1, 2, 5B, 5AC et 6 au sein des pièces opératoires de 27 ALP et 27 AMI montrait un profil d’expression spécifique entre ALP et AMI. L’expression de MUC1 était associée aux ALP, celle de MUC5AC, 5B et 6 aux AMI. L’expression de MUC1 était associée aux mutations EGFR et MUC5B et 5AC aux mutations KRAS. Un réarrangement NRG1 a été détecté par FISH dans 1 AMI sur 25. La chimiokine CXCL10 était surexprimée dans les surnageants de lavages broncho-alvéolaires (LBA) de patients avec AMI (n=38) comparés aux ALP (n=25), et cette surexpression était de mauvais pronostic. La voie cytokine/récepteur CXCL10/CXCR3-A était surexprimée dans les AMI, faisait la promotion de la migration des cellules tumorales mucineuses et gouvernait l’expression tumorale de VEGF. Le VEGF issu du LBA des patients était à l’origine in vitro d’une augmentation significative de la formation de tubes vasculaires inhibée par l’anti-VEGF bevacizumab. Le ciblage de CXCL10/CXCR3-A et du VEGF pourraient être des options thérapeutiques dans les AMI. Ces résultats permettent d’affiner les connaissances biologiques des ALP et des AMI et dégagent des voies de recherche originales qui pourraient amener au développement de nouveaux traitements
Lepidic predominant adenocarcinoma (LPA) represents an original entity in terms of histological, clinical and biological characteristics among adenocarcinomas of the lung. While LPA is typically a non-mucinous adenocarcinoma, a mucinous variant does exist, termed invasive mucinous adenocarcinoma (IMA), associated with a worse prognosis and a lack of effective treatment in advanced diseases. This work sought to study molecular differences between LPA and IMA, and explore their biological meanings. A cohort of LPA and AMI has been studied in regard of clinical characteristics and oncogenic drivers and samples from this cohort were exploited. An immunohistochemical study of expression of mucins MUC1, 2, 5B, 5AC and 6 in surgical samples of 27 LPA and 27 IMA showed different profile of expression between LPA and IMA. MUC1 expression was associated to MUC1 and MUC5AC, 5B and 6 to IMA. MUC1 was associated to EGFR mutations and MUC5B and 5AC to KRAS mutations. One NRG1 rearrangement was detected by FISH in one in 25 IMA. The CXCL10 chemokine was overexpressed in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) supernatants of IMA (n=38) compared to LPA (n=25). This overexpression was linked to worse prognosis. The cytokine/receptor axis CXCL10/CXCR3-A was overexpressed in IMA and promoted migration of mucinous tumoral cells and drived tumoral expression of VEGF. VEGF from BALF of patients significantly enhanced human lung endothelial tubes formation in vitro which was inhibited by anti-VEGF bevacizumab. CXCL10/CXCR3 and VEGF could present valuable therapeutic targets in IMA. These results improve knowledge in biology of LPA and AMI and identify new lines of research which could lead to development of new therapies

Dans les cancers du sein ; la prédisposition héréditaire (5 à 10 % des cas) correspond à une mutation dans un des 2 oncosuppresseurs, BRCA1 ou BRCA2 alors que dans les formes sporadiques, c'est une diminution de l'expression des ARNm qui est retrouvée. Le lycopène, caroténoïde de la tomate pourrait jouer un rôle dans la prévention des cancers grâce à sa forte activité anti-oxydante. L'objectif de ce travail a été de déterminer si le lycopène pouvait moduler l'expression des gènes impliqués dans la cancérogenèse mammaire et par quelles voies métaboliques. Pour cela, une étude in vitro sur des cellules mammaires humaines tumorales (MCF-7, HBL-100, MDA-MB-231) et dystrophiques (MCF-10a) a été réalisée. Dans un 1er temps, les résultats ont montré une modulation de l'expression des ARNm BRCA1 et BRCA2, par RT-PCR quantitative en temps réel (Taqman®) et des protéines BRCA1 et BRCA2 phosphorylées par chromatographie d'affinité (BioCAD®), suite au traitement avec 10 µM de lycopène pendant 48H. Dans un 2ème temps, une signature moléculaire des cellules mammaires humaines traitées par le lycopène, a été établie grâce à la technologie des biopuces transcriptome. Les résultats ont permis de mettre en évidence une régulation des gènes impliqués dans le cycle cellulaire, l'apoptose et la réparation des lésions de l'ADN. En conclusion, le lycopène semble interagir avec de nombreuses voies métaboliques impliquées dans la cancérogenèse mammaire laissant supposer que ce caroténoïde pourrait jouer un rôle préventif dans cette pathologie
In breast cancer, hereditary predisposition (5 or 10 % of cases) can involve germline mutations of BRCA1 or BRCA2 oncosuppressors, whereas in sporadic forms a decrease of BRCA1 and BRCA2 mRNA has been observed. Lycopene, a tomato carotenoid, might play a role in cancer prevention throught its strong antioxidant activity. The aim of this work was to determine if lycopene could modulate the expression of genes involved in breast cancer and through which metabolic pathways. An in vitro study of human breast cancer cell lines (MCF-7, HBL-100, MDA-MB-231) and a dystrophic cell line (MCF-10a) was carried out. The results showed modulation of BRCA1 and BRCA2 mRNA expression by quantitative RT-PCR (Taqman®) and phosphorylation of BRCA1 and BRCA2 proteins by affinity chromatography (BioCAD®), after exposure to 10 µM lycopene for 48 hours. A transcriptomic microarray study was performed to determine the molecular signature of human breast cancer cell lines after lycopene treatment. Our results highlight lycopene regulation of genes involved in cell cycle, apoptosis and DNA repair. In conclusion, lycopene seems to interact with many metabolic pathways involved breast cancer, suggesting that this carotenoid could play a preventive role in this pathology

Les cancers du sein sont dits hormono-dépendants dans la mesure où 70% d'entre-eux expriment le récepteur des oestrogènes ERα et sont donc, en principe, accessibles à un traitement anti-hormonal de type anti-oestrogène tel que le Tamoxifène. Cependant, 40% des patientes traitées s'avèrent résistantes. L'identification de signatures moléculaires spécifiant l'hormono-susceptibilité tumorale et permettant de prédire la récidive du cancer au cours du traitement apparaît donc nécessaire. Dans un premier temps, nous avons étudié, par RT-PCR quantitative, les niveaux d'expression de 47 gènes, choisis sur la base de leur implication probable dans l'hormono-sensibilité tumorale, dans 200 tumeurs primitives du sein. L'analyse par "clustering" hiérarchique suivi par un test de Chi2, a permis de mettre en évidence des sous-groupes de tumeurs caractérisés par l'expression de combinaisons distinctes des gènes d'intérêt. Cette étude nous a permis d'une part, de retrouver les sous-types de tumeurs mis en évidence par Sorlie et col. Et, d'autre part, de mettre en exergue un nouveau sous-groupe de tumeurs. Dans un second temps, nous avons recherché une signature moléculaire prédictive de la récurrence sous Tamoxifène. Pour cela, nous avons étudié les profils d'expression, sur puces à ADN, de 132 tumeurs ER+ et/ou PR+ provenant de patientes traitées au Tamoxifène. L'analyse supervisée par PAM de ces profils géniques nous a permis de mettre en évidence une signature de 36 gènes prédictive de l'apparition de récurrence dans les 5 ans de traitement au Tamoxifène. Cette signature classe correctement les patientes sans récidive avec une sensibilité de 80% et les patientes récidivantes avec une spécificité de 78%. Nous avons confirmé la robustesse de notre classifieur par la classification de 2 sets externes de 23 et 41 tumeurs, avec une exactitude de 78% et 70%. Par ailleurs, nous avons démontré que la signature 36-gènes a un pouvoir pronostique plus puissant que les critères histo-pathologiques et cliniques habituellement utilisés.

L’altération des marques épigénétiques est de plus en plus reconnue comme une caractéristique fondamentale des cancers. Dans cette thèse, nous avons utilisé des profils de méthylation de l’ADN en vue d’améliorer la classification des patients atteints du cancer du sein grâce à une approche basée sur l’apprentissage automatique. L’objectif à long terme est le développement d’outils cliniques de médecine personnalisée. Les données de méthylation de l’ADN furent acquises à l’aide d’une puce à ADN dédiée à la méthylation, appelée Infinium. Cette technologie est récente comparée, par exemple, aux puces d’expression génique et son prétraitement n’est pas encore standardisé. La première partie de cette thèse fut donc consacrée à l’évaluation des méthodes de normalisation par comparaison des données normalisées avec d’autres technologies (pyroséquençage et RRBS) pour les deux technologies Infinium les plus récentes (450k et 850k). Nous avons également évalué la couverture de régions biologiquement relevantes (promoteurs et amplificateurs) par les deux technologies. Ensuite, nous avons utilisé les données Infinium (correctement prétraitées) pour développer un score, appelé MeTIL score, qui présente une valeur pronostique et prédictive dans les cancers du sein. Nous avons profité de la capacité de la méthylation de l’ADN à refléter la composition cellulaire pour extraire une signature de méthylation (c’est-à-dire un ensemble de positions de l’ADN où la méthylation varie) qui reflète la présence de lymphocytes dans l’échantillon tumoral. Après une sélection de sites présentant une méthylation spécifique aux lymphocytes, nous avons développé une approche basée sur l’apprentissage automatique pour obtenir une signature d’une tailleoptimale réduite à cinq sites permettant potentiellement une utilisation en clinique. Après conversion de cette signature en un score, nous avons montré sa spécificité pour les lymphocytes à l’aide de données externes et de simulations informatiques. Puis, nous avons montré la capacité du MeTIL score à prédire la réponse à la chimiothérapie ainsi que son pouvoir pronostique dans des cohortes indépendantes de cancer du sein et, même, dans d’autres cancers.
Epigenetic alterations are increasingly recognised as an hallmark of cancers. In this thesis, we used a machine-learning-based approach to improve breast cancer patients’ classification using DNA methylation profiling with the long term aim to make treatment more personalised. The DNA methylation data were acquired using a high density DNA methylation array called Infinium. This technology is recent compared to expression arrays and its preprocessing is not yet standardised. So, the first part of this thesis was to evaluate the normalisation methods by comparing normalised data against other technologies (pyrosequencing and RRBS) for the two most recent Infinium arrays (450k and 850k).We also went deeper into the evaluation of these arrays by assessing their coverage of biologically relevant regions like promoters and enhancers. Then, we used accurately preprocessed Infinium data to develop a score, called MeTIL score, which shows prognostic and predictive value in breast cancers. We took advantage that DNA methylation can mirror the cell composition to extract a DNA methylation signature (i.e. a set of DNA methylation sites) that reflects presence of lymphocytes within the tumour. After an initial selection of lymphocyte-specific sites we developed a machine-learning-based framework which reduced the predictive set to an optimal size of five methylation sites making it potentially suitable to use in clinics. After conversion of this signature to a score, we showed its specificity to lymphocytes using external datasets and simulations. Then, we showed its ability predict response to chemotherapy and, finally, its prognostic value in independent breast cancer cohorts and even in other cancers.
Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

De nombreuses biomolécules qui constituent les plantes vasculaires ne sont synthétisées que par certains taxons de plantes et ont donc une spécificité chimiotaxonomique. Certaines d'entre elles, tels que les bioterpénoïdes, sont particulièrement résistantes et sont préservées dans les sédiments où elles se transforment en géoterpénoïdes lors de la diagenèse. Ces géoterpénoïdes conservent, partiellement ou totalement, leur spécificité initiale (spécifité paléochimiotaxonomique). Cependant, nos connaissances actuelles en paléochimiotaxonomie botanique, qui permettent d'associer ces biomarqueurs moléculaires à des taxons végétaux, restent encore lacunaires. L'objectif de cette étude est de déterminer la signature moléculaire des familles de conifères fossiles. 68 représentants appartenant aux 7 familles actuelles de conifères ont été artificiellement maturés par pyrolyse en milieu confiné afin de reproduire en laboratoire la transformation des bioterpénoïdes en géopterpénoïdes. Les résultats montrent que les Pinaceae, les Araucariaceae, les Cupressaceae, les Sciadopityaceae, les Podocarpaceae, les Taxodiaceae et les Taxaceae "fossilisés" peuvent se distinguer par la nature et la proportion relative de ces terpénoïdes. De plus, la comparaison des signatures moléculaires ont permis de réaliser des regroupements intergénériques pour chaque famille. Ces regroupements sont comparables avec ceux de la classification phylogénétique. À terme, ces résultats pourront être utilisés dans le cadre d’études paléobotaniques, paléoenvironnementales, environnementales et archéologiques
Many biomolecules that constitute terrestrial vascular plants are only synthesized by a restricted number of plant taxa and have thus a chemotaxonomic specificity. Some of these biomolecules, like the terpenoids, are particularly resistant and can be preserved within sediments where they are transformed into geomolecules during diagenesis. Geoterpenoids keep, partially or totally, their initial specificity (palaeochemotaxonomic specificity). However, our current knowledge in botanical palaeochemotaxonomy, allowing to link these plant biomarkers to plant taxa, remains incomplete. The aim of this study is to determine the molecular signature of fossil conifers. In this objective, 68 species belonging to the 7 extant conifer families were subjected to artificial maturation by confined pyrolysis. This process converts the bioterpenoids included within the plant material into geoterpenoids. The results show that the "fossilized" Pinaceae, Araucariaceae, Cupressaceae, Sciadopityaceae, Podocarpaceae, Taxodiaceae and Taxaceae can distinguished from each other by the nature and the relative proportion of these geoterpenoids. The comparison of these molecular signatures allows to achieve intergeneric groups for each family. These groups are comparable to those of the phylogenetic classification. In the future, these results could be used for palaeobotanical, palaeoenvironmental, environmental and archaeological assessments

Seul 1,2% du génome code des protéines :98,8% est non-codant,cependant 93% du génome est transcrit, principalement en longs ARN non-codants (lncRNA). Or ces lncRNA constituent une nouvelle classe de régulateurs génomique agissant à tous les niveaux d’expression des gènes et ils sont fortement spécifiques du tissu,modulés au cours du temps et en conditions physiopathologiques.Ainsi,nous proposons que chaque cellule spécifiée exprime son répertoire de lncRNA spécifique avec une carte des zones de chromatines ouvertes renseignant son identité cellulaire.Dans cette perspective,nous avons isolé par FACS 2types cellulaires impliqués dans des pathologies: i) des neurones dopaminergiques humains(nDA) différenciés à partir d’hiPS et ii) des neurones DA et sérotoninergiques (n5-HT)murins.Sur ces 2types neuraux isolés,nous avons identifié 1363 lncRNA exprimés dans les nDA (dont 989nouveaux) constituant le répertoire des neurones DA et 1257 lncRNA dans les n5-HT (719nouveaux) constituant le répertoire des n5-HT.Or leur comparaison a montré que seuls 194 lncRNA sont communs aux 2types cellulaires:la majorité des lncRNA est exprimée soit dans les nDA soit dans les n5-HT,attestant leur spécificité cellulaire.De plus,39%des zones de chromatines ouvertes/potentiellement régulatrices des nDA ne sont pas non plus retrouvées dans les n5-HT.Ainsi, nous avons généré un catalogue d’éléments non codants constituant des signatures moléculaires spécifiques des nDA et n5-HT,ouvrant de nouvelles pistes physiopathologiques:Dans cette optique,les signatures non codantes DA ont été comparées avec les SNP associés à la maladie de Parkinson et des études de fonction sur des lncRNA candidats ont été réalisées
Only 1.2% of the genome codes for proteins; 98.8% is thus non-coding, despite 93% of the human genome being actively transcribed, mostly in long non-coding RNA (lncRNA).These lncRNA constitute a new class of genomic regulator capable of acting at all levels of gene expression and their expression is highly tissue-specific,modulated during the time and under normal/pathological conditions.Thus, we propose that each specified cell expresses a specific repertoire of lncRNA correlated to open/active chromatin regions specifying its cellular identity.In this context, we isolated by FACS 2neural types involved in many pathologies: i) human dopaminergic neurons (nDA) differentiated from hiPS and ii) DA and serotoninergic (n5-HT) neurons. From these 2neural types, we identified 1,363 lncRNA in nDA (among which 989 new, whether 73%) constituting the repertoire of nDA, and 1,257 lncRNA (among which 719 new) constituting the repertoire of n5-HT. Moreover,their comparison has shown that only 194 lncRNA are common to both neural types:thus the majority of lncRNA is expressed either in nDA or in n5-HT, indicating a high degree of cell-specificity.In addition, 39% of open chromatin regions, potentially regulatory, were also not detected in the n5-HT.Thus, we have generated DA and 5-HT specific catalogues of non-coding elements of the genome, which constitute DA and 5-HT specific molecular signatures, that could participate in deepening our knowledge regarding nDA or n5-HT development and dysfunctions. With this in mind,these DA specific elements have been compared with the SNP described as Parkinson Disease risk variants and candidate lncRNA were selected to perform studies of function

Le Facteur d'Initiation 6 (IF6) est une protéine qui participe, dans plusieurs organismes, à la régulation de la synthèse des autres protéines. Elle a été trouvée aussi dans l'archaebactérie Methanoccoccus Jannascii qui vit au fond de la mer, près des cheminées hydrothermales, où la température atteint 80°C et la pression hydrostatique est entre 250 et 500bar. L'objectif de ce travail a été celui d'étudier pour la première fois les propriétés dynamiques et structurales de la IF6 issue du M.Jannaschii en comparaison avec celles de son homologue présent dans le Saccharomyces cerevisiae qui vit dans des conditions environnementales "normales" (27°C et 1bar). La simulation moléculaire nous a permis de montrer que l'adaptation de ces deux protéines aux conditions physiologiques induit des propriétés dynamiques et structurales similaires: dans leur conditions "naturelles" respectives, les deux protéines montrent des fluctuations structurales très similaires et les temps caractéristiques qui identifient leur propriétés dynamiques subissent les mêmes changements dans la transition d'une condition défavorable vers la condition physiologique. Cette création d' "états correspondants" entre les deux protéines a été étudiée par le modèle de dynamique Brownienne fractionnaire et par une nouvelle méthode pour la caractérisation des structures secondaires des protéines. Cette dernière est présentée en détail avec des brefs exemples d'autres applications. Les données préliminaires obtenues par diffusion de neutrons semblent confirmer les résultats issues des simulations moléculaires.

Le Facteur d’Initiation 6 (IF6) est une protéine qui participe, dans plusieurs organismes, à larégulation de la synthèse des autres protéines. Elle a été trouvée aussi dans l’archaebactérie Methanoccoccus Jannascii qui vit au fond de la mer, près des cheminées hydrothermales, où la température atteint 80◦ C et la pression hydrostatique est entre 250 et 500bar. L’objectif de ce travail a été celui d’étudier pour la première fois les propriétés dynamiques et structurales de la IF6 issue du M. Jannaschii en comparaison avec celles de son homologue présent dans le Saccaromyces cerevisiae qui vit dans des conditions environnementales "normales" (27◦ C et 1bar). La simulation moléculaire nous a permit de montrer que l’adaptation de ces deux protéines aux conditions physiologiques induit des propriétés dynamiques et structurales similaires : dans leur conditions "naturelles" respectives les deux protéines montrent des fluctuations structurales très similaires et les temps caractéristiques qui identifient leur propriétés dynamiques subissent les mêmes changements dans la transition d’une condition défavorable vers la condition physiologique. Cette création d’ "états correspondants" entre les deux protéines a été étudiée par le modèle de dy- namique Brownienne fractionnaire et par une nouvelle méthode pour la caractérisation des structures secondaires des protéines. Cette dernière est présentée en détail avec des brefs exemples d’autres applications. Les données préliminaires obtenues par diffusion de neutrons semblent confirmer les résultats issues des simulations moléculaires

Les conditions indispensables à l'émergence de la vie terrestre ont surement été réunies sur Mars au début de son histoire. Une forme de vie martienne aurait alors pu apparaître et des indices de cette dernière auraient pu perdurer. Dans le cadre de la recherche de ces indices sur Mars, nos travaux s'articulent autour de deux cibles d'intérêt exobiologique : les biominéraux carbonatés et la matière organique. Dans la première partie, nous avons fait l'hypothèse que les températures de résistance thermique de carbonates biogéniques et abiotiques diffèrent du fait de leurs particularités intrinsèques. Nous les avons comparées via des analyses thermiques TG-ATD et nous avons constaté qu'un écart de 15°C sépare les domaines biologiques et abiotiques. Par conséquent nous avons ainsi accès à une signature biologique non ambiguë. Dans la seconde partie, nous avons testé la photostabilité et l'évolution d'acides carboxyliques et d'un biomarqueur bactérien, soumis au rayonnement ultraviolet simulé du soleil à la surface de Mars. Pour cela, nous avons développé une expérience de simulation en laboratoire : M.O.M.I.E. (Martian Organic Molecules Irradiation and Evolution). Nous avons observé que la plupart des molécules organiques sont détruites. Une seule, l'acide mélitique, produit un ou des composés organiques résistants. Nous avons ainsi accès aux taux de matière organique potentiellement présent à la surface/sous-surface de Mars. Les deux axes de recherche que nous avons suivis sont donc d'un grand intérêt exobiologique, car ils nous permettent de définir les stratégies expérimentales à mettre en oeuvre pour tenter de détecter in situ une activité biologique martienne.

Ce travail de thèse a porté sur la recherche, par modélisation moléculaire, de signatures RMN et DC caractéristiques pour les coudes γ et β dans les peptides bioactifs. Les coudes γ et β, avec les hélices, constituent des motifs privilégiés de reconnaissance des peptides bioactifs par leurs cibles. Or, bien qu’il existe, au sein des structures de polypeptides, plusieurs catégories de coudes possédant des géométries différentes (2 types de coudes γ et 12 types de coudes β), peu d’outils expérimentaux sont disponibles pour aider à leur distinction. Ainsi, seuls 4 types de coudes β (I, I’, II et II’) ont, pour l’instant été caractérisés par RMN et il n’existe pas de spectre DC de référence fiable pour aucun motif de type coude. Dans un premier temps, afin d’élargir la base de données de RMN pour tous les types de coudes β (I, I’, II, II’, IV₁, IV₂, IV₃, IV₄, Via1, Via2, VIb et VIII) et γ (classique et inverse), nous avons analysé les paramètres structuraux caractéristiques de RMN (distances inter-hydrogènes et constantes de couplages ᶾJʜɴ-ʜꭤ) sur un ensemble de peptides modèles, extraits de la banque de protéines PDB et représentatifs de ces coudes. Les analyses des distances inter-hydrogènes ont permis d’identifier des signatures RMN caractéristiques pour différencier les deux types de coudes γ et certains types de coudes β (IV₁, IV₂,, VIb et VIII). La constante de couplage ᶾJʜɴ-ʜꭤ pourra servir à confirmer l’identification et à lever des ambiguïtés. Dans un second temps, en couplant dynamique moléculaire et TDDFT, nous avons simulé les spectres de DC de référence de peptides modèles adoptant des conformations de coudes β de type I, I’, II et II’. Les simulations ont permis de discerner deux familles de spectres DC caractéristiques : les types I/II’ d’un côté et les types I’/II de l’autre. L’ensemble de ces résultats indique que les coudes ne présentent pas nécessairement les mêmes signatures pour les deux techniques. La combinaison des signatures discriminantes de RMN et de DC pourrait donc permettre une meilleure identification des natures et des différents types de coudes
The aim of this work is to identify NMR and CD characteristic patterns for β- and γ-turns in bioactive peptides by molecular modelling. With helices, β- and γ-turns constitute favoured recognition motifs in bioactive peptides by their targets. Even though several classes of turns with different geometries exist in polypeptide structures (2 γ-turn types and 12 β-turn types), few experimental tools are available for their characterization. Thus, only 4 types of β-turns (I, I’, II et II’) have been, at present, described by NMR and there are no reliable reference CD spectra for turns. In order to extend the NMR data for all β- and γ-turn types, we analyzed NMR structural parameters (inter-hydrogen distances and ᶾJʜɴ-ʜꭤ coupling constants) in a representative peptide model dataset extracted from the PDB. The inter-hydrogen distance analysis allowed to identify specific NMR patterns for the two γ-turn types and for four β-turn types (IV₁, IV₂,, VIb and VIII). ᶾJʜɴ-ʜꭤ coupling constant may be used to confirm the identification and to remove ambiguities. Then, we simulated the reference CD spectra of model peptides adopting type I, I’, II and II’ β-turn conformations by combining molecular dynamic simulations and TDDFT computations. These computations allowed to determine two families of specific CD spectra : types I/II’, on one side and types I’/II, on the other. All these results indicate that the turns do not present the same patterns in both techniques. The combination of NMR and CD could therefore allow a better identification of the nature and the different types of turns

Les thérapies ciblées font partie de l’arsenal thérapeutique quotidien en cancérologie. Dans le cadre de la prise en charge des patients, l’oncologue doit désormais connaître et maîtriser les différentes cibles thérapeutiques, et comprendre la synergie entre les thérapies ciblées et les chimiothérapies. La néoangiogenèse tumorale est un phénomène majeur dans la carcinogenèse. La principale thérapie ciblée antiangiogénique est le Bévacizumab. Il s’agit d’un anticorps monoclonal inhibant la liaison du VEGF, « le Vascular Endothelial Growth Factor », principal facteur angiogénique, à son récepteur. Le Docetaxel est une des chimiothérapies les plus utilisées. Il inhibe la dépolymérisation des microtubules. Dans les cancers du sein et de la prostate, la combinaison Bevacizumab et Docetaxel augmente la réponse thérapeutique comparé au Docetaxel seul. Nous avons donc cherché à démontrer l’effet de la combinaison de ces deux traitements sur la boucle autocrine VEGF / VEGF-R2, dans des cellules de cancer du sein et de la prostate. Nous avons montré qu’en condition normale, la cellule n’a pas besoin de la voie VEGF / VEGF-R2 pour assurer sa survie. Par contre, lors d’un traitement par le Docetaxel, les principales voies de croissance sont partiellement inhibées : cette boucle autocrine devient donc nécessaire pour la survie cellulaire. L’ajout du Bevacizumab au Docetaxel inactive la boucle autocrine en diminuant le VEGF extracellulaire et en diminuant le VEGF-R2 membranaire, ce qui conduit à un arrêt de la prolifération cellulaire. Ce travail propose donc une nouvelle explication de la synergie entre les Taxanes et le Bevacizumab, qui ciblent directement la boucle autocrine VEGF / VEGF-R2 sur les cellules tumorales. Une autre approche de la compréhension des thérapies ciblées est l’identification de cibles pronostiques et thérapeutiques. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons étudié l’expression des microARNs, dans 27 cancers du poumon stade 1. Nous avons montré, en riblant la microARNome sur puce, qu’il existe une signature microARN prédisant la récidive de ces cancers : il s’agit de la sous-expression de mir 99a de mir30a, et de la sur-expression de mir297 et de mir21. Cette signature est en cours de validation sur une série plus large. Ces deux parties de ce travail abordent donc d’une façon différente le concept de cible en cancérologie, en identifiant des mécanismes de synergie entre une thérapie ciblée et une chimiothérapie, et en recherchant de nouvelles cibles potentielles que sont les microARN
Targeted therapies are and important part of cancer treatment. Oncologist may have an overview of potential targets, and may understand the synergic effect of chemotherapies and targeted therapies. Tumor neoangiogenesis represent a critical step in tumor development. Main anti angiogenesis targeted therapy is Bevacizumab, which is a monoclonal antibodies inhibiting the binding VEGF (vascular endothelial growth factor) to its receptor. Docetaxel is one of the most important chemotherapy in cancer treatment. It inhibits microtubule depolymerisation. In breast and prostate cancer, Docetaxel delivered in association with Bevacizumab increases tumor response compared with Docetaxel alone. In this work, we investigated the combined effect of both treatments on the VEGF / VEGF-R2 autocrine loop, in breast and prostate cancer cells. We have demonstated that, in standard condition, the VEGF / VEGF-R2 loop is redundant in terms of cell survival. However, when cells are treated with Docetaxel, main growth pathways are inhibited: then, the VEGF / VEGF-R2 autocrin,e loop is useful for cell survival. The addition of Bevacizumab to Docetaxel inhibits the autocrine loop by decreasing extracellular VEGF and membrane expression of VEGF-R2, leading to cell proliferation arrest. Then, inthis work, we propose a new explanation for the synergiec effect of Taxane and Bevacizumab on tumor cells. Another approach in the understanding of targeted therapy action is the identification of prognostic and therapeutic targets. In the second part of this work, we have investigated the microRNA expression pattern of 27 stage I lung adenocarcinomas. By screening microRNA expression on microchip, we have highlighted the presence of a prognostic signature, predicting cancer outcome : under expression of mir99a and mir30a, over expression of mir 297 and mir 21. The signature is under validation on a large series of patient. As a conclusion, both parts of this work investigate two aspects of the target concept in oncology, by studying mechanism of synergy between a targeted therapy and chemotherapy, and by searching new targets such as microRNA

Nous avons développé un nouveau test de prédiction de l’efficacité de thérapies anti-cancéreuses. Ce concept se base sur la détermination d’une signature moléculaire tumorale par RT-qPCR. Cette signature est issue d’un algorithme de normalisation innovant de comparaison des données d’expression relative des cibles de la tumeur avec celles de tissus de référence. Cette normalisation offre à chaque cible de la signature un rang et un score spécifique permettant de hiérarchiser les voies pro-tumorales afin de trouver la ou les cibles dominantes responsables du développement de la tumeur. La signature comprend des cibles donnant des informations générales sur le statut et l’hétérogénéité de la tumeur, sur l’angiogenèse et la lymphangiogenèse, sur le microenvironnement tumoral et enfin sur l’activité migratoire. Une validation préclinique dans les modèles du cancer colorectal, de la prostate et du glioblastome, a montré que le test est prédictif de l’efficacité thérapeutique
We developed a new tool for prediction of cancer treatment efficacy. Our process is based on the determination of the molecular signature which is intended to provide a clinician’s decision tool helping to select which tumor signaling pathway(s) has/have to be targeted for best therapeutic effect. This signature representing a scoring obtained by RT-qPCR through a sequential normalization process of the expression level of target genes in the tumor compared to cancer type-specific references. These genes were selected because of a good knowledge of related biological functions, a correlation between expression level and aggressiveness of the tumor, the existence of a therapeutic arsenal already in clinical use. This signature is validated in a preclinical model of colorectal cancer and prostate cancer and glioblastoma. The results obtained show that the test we developed allows to identify the most important signaling pathway implicated in the disease and to choose the best drug

Depuis 1973, l’un des objectifs principaux de la France est la diminution de la consommation des énergies de chauffage des bâtiments du résidentiel et du tertiaire qui représentent plus de 40% de la consommation énergétique totale du pays. Le développement des isolants thermiques a été par conséquent un sujet de recherche qui a abouti à de nouveaux matériaux : les super-isolants thermiques de conductivité thermique inférieure à 25 mW.m-1.K-1. Les aérogels organiques de faible densité de Z-Phe-NH-Napht étudiés au LCPM présentent une structure fibrillaire qui leur confère des propriétés thermiques intéressantes malgré une résistance mécanique faible. Une étude fondamentale de l’organisation supramoléculaire nous a permis d’une part de démontrer l’existence de deux modes d’empilement des molécules organogélatrices : tête-à-tête (monocristaux) et tête-à-queue (gels), caractérisées par une signature infrarouge propre à des pseudo-cycles respectivement en C12 et C10/C14. D’autre part, nous avons étudié le mécanisme de formation séquentiel de ces gels et abouti à un modèle complet d’organisation de la molécule isolée à la fibre basé sur une symétrie hexagonale. En vue d’une commercialisation d’un isolant à base d’aérogel organique, nous avons tout d’abord optimisé le protocole d’obtention des aérogels pour ensuite travailler à l’amélioration des propriétés thermiques et mécaniques. Nous sommes parvenus à un nouvel isolant hydrophobe présentant une conductivité thermique de l’ordre de celles des super-isolants et de bonnes propriétés mécaniques compatibles avec les pré-requis industriels pour une application dans le bâtiment
Since 1973, France's main objective in this domain has been to reduce the consumption of energy in heating residential and industrial buildings, which represents more than 40% of the national consumption. Consequently, the development of heat insulators has been the subject of research which has resulted in new materials: super thermal insulators with a thermal conductivity of less than 25 mW.m-1.K-1. Organic aerogels with a low density of Z-Phe-NH-Napht have been studied at LCPM for the past 10 years. Despite their very weak mechanical resistance they present a fibrillar structure which gives them very interesting thermal properties. A fundamental study of the supermolecular self-assembly allowed us to demonstrate the existence of two stacking methods of gelling molecules: head-to-head (monocrystals) and head-to-tail (gels) which are characterized by a specific infrared signature to the pseudo-cycles respectively on C12 and C10/C14. In addition, we also studied the sequential formation mechanism of these gels which resulted in a full model of their molecular organization from the single molecule to the fiber and based on a hexagonal packing symmetry. In aim of commercializing an insulator made from organic aerogels, we firstly optimized the protocol for obtaining aerogels to then work on improving their thermal and mechanical properties. We created a new hydrophobic insulator which has both a thermal conductivity in the range of the super heat insulators' and good mechanical properties that are compatible with industrial prerequisites for the construction of buildings

Les adénomes hépatocellulaires (AHC) sont des tumeurs hépatiques bénignes rares se développant chez la femme jeune suite à la prise de contraceptifs oraux et pouvant se compliquer d’hémorragie et de transformation maligne en carcinome hépatocellulaire (CHC). Une classification génotype/phénotype a mise en évidence trois groupes d’AHC : les AHC inactivés pour le facteur de transcription HNF1A, les AHC mutés pour la β-caténine et les AHC dit « inflammatoires » ayant une activation de la voie JAK/STAT. Nous avons identifiés des mutations activatrices du gènes GNAS, codant pour la sous unité alpha de la protéine Gs, dans un sous-groupe d’AHC inflammatoires ainsi que chez des patients avec des AHC et atteints d’un syndrome de McCune Albright, une maladie rare combinant des tumeurs endocriniennes, une dysplasie fibreuse osseuse et des taches cutanés café au lait. Cette découverte confirme les interactions entre la voie de l’AMP cyclique induite par les mutations GNAS et la voie JAK/STAT. Les CHC sont les tumeurs primitives du foie les plus fréquentes, survenant souvent sur un foie cirrhotique exposé à différents facteurs de risque comme l’hépatite B chronique, l’hépatite C chronique, l’alcool ou le syndrome métabolique. Le CHC est le résultat de l’accumulation d’altérations génétiques et épigénétiques. Premièrement, nous avons identifiés les mutations du promoteur de TERT (Telomerase reverse transcriptase) comme les altérations génétiques somatiques les plus fréquentes des CHC. Ces mutations ont été aussi retrouvées dans des lésions prénéoplasiques développées sur cirrhose suggérant leurs rôles précoces dans l’initiation tumorale et la transformation maligne. A l’inverse l’étude des mutations du promoteur de TERT et la réalisation de séquençage haut-débit dans les AHC et les transformation d’adénome en CHC nous a permis de disséquer les mécanismes de transformation maligne sur foie sain avec la présence de manière précoce d’une mutation de la β-caténine et dans un second temps l’apparition d’une mutation dans le promoteur de TERT. Par la suite, nous avons mis en évidence une signature moléculaire pronostique transcriptomique chez les patients avec CHC traités par résection hépatique. Cette signature moléculaire prédisant à la fois la récidive tumorale et le décès a été validée dans des cohortes de patients à l’étranger. Enfin, nous avons mise en évidence le rôle oncogénique de l’adeno-associated virus de type 2 dans la survenue de CHC sur foie sain via un mécanisme de mutagénèse insertionnelle dans des gènes clés de la carcinogénèse comme TERT, CCNA2, MLL4 ou TNFSF10. Ces résultats ont permit de mettre en évidence de nouveaux facteurs de risque viraux de survenue du CHC, d’identifier de nouvelles altérations génétiques impliquées dans la transformation maligne sur cirrhose et sur foie sain et permit de développer une signature moléculaire pronostique qui pourrait être utiliser dans le futur comme une aide à la stratification thérapeutique chez les patients atteint de CHC
Hepatocellular adenomas (HCA) are rare benign liver tumors occuring in young women taking oral contraception and complications as haemorrhage or malignant transformation in hepatocellular carcinomes (HCC) could occur. A genotype/phenotype classification has defined different subgroups of tumors : HCA with inactivating mutations of HNF1A, HCA with activating mutations of β-catenin and inflammatory HCA with activation of the JAK/STAT pathway. We have identified activation mutations of GNAS, that codes for the alpha subunit of the Gs protein in a subgroup of inflammatory HCA and in patients with HCA and McCune Albright syndrom, a rare disease that combined endocrine tumor, bone fibrous dysplasia and « cafe au lait » skin macula. These findings highlight the crosstalk between the cyclic AMP pathway induced by GNAS mutation with the JAK/STAT pathway. HCC are the most frequent primary liver tumors worldwide and mainly occur on cirrhosis due to various risk factor as hepatitis B and C virus, alcohol consumption and metabolic syndrome. HCC is due to the accumulation of genetic and epigenetic alterations in the malignant hepatocytes. We have identified TERT (telomerase reverse transcriptase) promoter mutations as the most frequent somatic genetic alterations in HCC. These mutations were also found in cirrhotic premalignant nodules underlying their role in tumor initiation and malignant transformation. In contrast, the study of the different steps of malignant transformation of HCA into HCC using next generation sequencing and TERT promoter screening have shown that activatiing mutation of β-catenin is an early genetic alteration whereas TERT promoter mutation is required in a second step to promote a full malignant transformation. We have also identified a prognostic molecular signature, the 5-gene score, in patients with HCC treated by liver resection. The 5-gene score predicts tumor recurrence and disease specific survival and has been validated in different cohorts of patients worldwide. Finally, we have shown that adeno-associated virus type 2 is involved in liver carcinogenesis on normal liver through insertional mutagenesis in key cancer genes as TERT, CCNA2, MLL4 and TNFSF10. These results have underlined a new oncogenic virus involved in HCC development, identified new genetic alterations involved in malignant transformation on cirrhosis and normal liver and a new prognostic molecular signature that will help to guide treatment of patients with HCC in the future

Vaincre efficacement l’infection par le VIH nécessite non seulement de raffiner davantage les traitements antirétroviraux, mais aussi de déployer des moyens de prévention à large échelle afin de stopper la propagation de la maladie. Il s’agit en effet de pouvoir développer un vaccin préventif ou thérapeutique à large spectre. L’atteindre de cet objectif requiert une meilleure compréhension des événements précoces médiés par les glycoprotéines d'enveloppe des virus transmis/fondateurs du VIH développés durant la primo-infection. Pendant que les efforts de la communauté scientifique se concentrent à trouver ce vaccin, il est également nécessaire de limiter le taux des nouvelles infections dans la population. Les résultats de nos travaux présentés dans cette thèse s’inscrivent dans cette optique de prévention des infections à VIH par l’étude de la dynamique de transmission de la maladie. Le premier volet de nos travaux dont les résultats sont consignés dans ce document et publiés dans le journal « PLOS ONE » (Chapitre III. Article 1) porte le titre : « Identification des nouvelles infections par le VIH-1 en utilisant des mesures de la diversité génétique des séquences de l’enveloppe ». L’objectif de cette étude était d’évaluer et de déterminer quelle méthode moléculaire parmi les mesures de diversité génétique de la séquence de l'enveloppe est capable de définir l’infection par le VIH-1 temporellement (récente versus chronique). Quatre mesures de diversité génétique des séquences virales de courts segments de l’enveloppe du VIH-1 ont été évaluées pour définir l’infection par le VIH-1 temporellement à savoir: le pourcentage de complexité, le pourcentage de diversité, le nombre d’haplotypes et l’entropie de Shannon. Nous avons identifié l'entropie de Shannon comme l'une des meilleures de ces quatre mesures de diversité qui associée à trois courts segments (≤100 paires de bases) de la séquence de l'enveloppe du VIH-1 est capable de prédire efficacement la période récente de l’infection par le VIH-1. L’indice de performance de l’entropie de Shannon (Aire sous la courbe (AUC) des trois segments de l’enveloppe du VIH-1 que sont : (1) région constante C2 segment 1 (C2_1), (2) région constante C2 segment 3 (C2_3) et (3) boucle V3 de la gp120 est respectivement de 0.806, 0.805 et 0.812. La capacité de différencier une infection récente d'une infection ancienne est importante en santé publique. En effet, les personnes nouvellement infectées sont les plus infectieuses et capables de propager rapidement la maladie dans la population. Puisque ces personnes ignorent leur statut sérologique, elles peuvent avoir plus de comportements à risque alors qu’elles ont une charge virale sanguine élevée d’un virus avec une capacité réplicative assez importante (fitness). Pouvoir identifier le plus tôt possible ces individus permettrait de limiter et de prévenir les nouvelles transmissions. Le deuxième volet de nos travaux consignés dans cette thèse (Chapitre III, Article 2) a été publié dans le journal « AIDS Research and Human Retroviruses » avec pour titre : « Analyses phylogénétiques des séquences du gène de l’enveloppe du VIH-1 pour l’évaluation et la construction à court terme des réseaux naissants de la transmission de l’infection par le VIH-1 ». Cette étude a consisté à identifier les liens phylogénétiques ou clusters qui existent entre les séquences virales de l’enveloppe du VIH-1 de patients nouvellement diagnostiqués au Québec. La formation de clusters entre les séquences virales de plusieurs individus pourrait refléter l'appartenance de ces personnes à un même réseau ou chaine de transmission. Ces personnes pourraient aussi partager des caractéristiques ou facteurs de risques communs au groupe. Les résultats de cette étude ont permis d’identifier 15 chaines ou réseaux de transmission mineurs (2-5 individus par réseau) de l’infection par le VIH-1 entre ces individus. Nous avons également évalué et comparé la capacité d’un fragment d’une séquence nucléotidique plus large de l’enveloppe du VIH-1 à celui de la boucle V3 beaucoup plus courte à pouvoir prédire et identifier de façon indépendante les individus qui pourraient être inclus dans un réseau ou grappe de transmission. Les résultats de nos analyses ont démontré une concordance modérée en se basant sur le coefficient kappa (k=0.59) entre les deux fragments de l'enveloppe virale utilisés. L’utilisation des séquences de la boucle V3 a en effet permis de confirmer 66.70% (10/15) des clusters identifiés avec un fragment plus long de la séquence de l’enveloppe du VIH-1. Le nombre de personnes infectées ayant accès aux tests de génotypage qui utilisent les séquences de la V3 pour déterminer le tropisme viral en pratique clinique courante est limité à l’échelle mondiale. Cependant, les séquences de l’enveloppe virale et particulièrement celles de la boucle V3 pourraient facilement être intégrées dans un programme de santé publique là où elles sont disponibles en complément de celles du gène pol (disponibles dans les laboratoires cliniques dans le cadre des tests de résistance aux traitements antirétroviraux) pour l’identification et la surveillance des réseaux de transmission du VIH-1 dans la population. Nous avons inclus les caractéristiques des sujets (données sociodémographiques, cliniques et facteurs de risque) dans un modèle d’analyse de régression logistique avec comme variable réponse (outcome) la formation de clusters de transmission. Les résultats de l'analyse démontrent que dans la population étudiée, l'âge moyen (<38.8 versus ≥38.8 ans) et le sous-type viral (sous type B versus non-B) sont deux facteurs significativement associés à la formation des clusters ou réseaux. L’identification des chaines de transmission du VIH-1 dans un échantillon de la population infectée par le VIH-1 au Québec et les facteurs de risques communs à ces personnes devraient permettre de mieux implanter les stratégies de prévention dans les groupes cibles. Les résultats de la troisième et dernière partie de nos travaux présentée dans cette thèse (Chapitre III, Article 3) ont été publiés dans le Journal « VIRUSES » sous le titre : « Identification de signatures génétiques au niveau de la glycoprotéine de l’enveloppe du VIH-1 associées aux virus transmis/fondateurs et récents de sous-types B ». Cette étude a consisté à identifier des signatures génétiques au niveau des séquences virales de l’enveloppe des premiers variants du VIH-1 appelés virus transmis/fondateurs ou « Transmitted/Founder viruses ». Ces variants constituent ceux qui sont capables d’établir une infection productive au moment de l'infection. Ils sont en effet sélectionnés parmi une multitude de quasi-espèces virales exposées au cours de la transmission du virus. Ils détiennent ainsi toutes les propriétés phénotypiques et ou fonctionnelles nécessaires à l’établissement de l’infection. L’identification de signatures génétiques observées précocement au niveau de la glycoprotéine de l’enveloppe du VIH-1 au cours de l’infection pourrait informer la conception de nouveaux inhibiteurs d’entrée immunologiques ou chimiques, mais aussi servir de repère pour le design d’un vaccin anti-VIH-1. Nos travaux ont permis d’identifier quelques signatures génétiques, mais une consistant en une mutation/substitution de l'Arginine (R) par une Isoleucine (I) associée au virus TF semble être particulièrement prononcée. Cette mutation est localisée à la position 841 (R841I) spécifiquement dans le domaine cytoplasmique de la GP41 notamment dans le segment 1 des peptides lytiques de lentivirus (LLP-1). L’isoleucine est sélectionnée (I) à plus de 33% par les virus TF comparativement aux virus d’infections chroniques (9%) et la différence est statistiquement significative, OR=0.2, 95% IC [0.09, 0.44], P= 0.00001. Le domaine cytoplasmique de la GP41 et spécifiquement le LLP-1 est fortement impliqué dans la réplication virale en intervenant dans le trafic intracellulaire et l’incorporation des glycoprotéines de l'enveloppe dans les virions. Une mutation dans ce domaine pourrait être un mécanisme moléculaire (polymorphisme) nécessaire à l’établissement de la transmission et d’échappement à la réponse immunitaire.
Overcoming HIV infection effectively requires further refinement of antiretroviral therapy as well as intensifying prevention strategies to stop the spread of the disease. It involves the capacity to develop a preventive or therapeutic broad-spectrum vaccine. Reaching this goal requires a better understanding of the acute and early events mediated by HIV founder viruses’ envelope glycoproteins during primary infection. While efforts of the scientific community are focused on finding a preventive vaccine, it is also necessary to limit the rate of new infections in the population. This thesis contributes to the efforts focusing on HIV prevention by studying the transmission dynamics of disease transmission and progression. The first part of my work is detailed in Chapter III and presented in a manuscript published in the journal “PLOS ONE” bears the title: « HIV-1 envelope sequence-based measures for identifying recent infections » (Article 1). The objective of this study was to evaluate and determine which molecular method, among envelope genetic diversity measures, can qualify the current status of HIV-1 infection. Four genetic diversity measures of short segments of HIV-1 envelope sequences were evaluated for their efficacy to characterize infection recency. They included i) the percent complexity, ii) the percent of diversity, iii) the number of haplotypes and iv), the Shannon entropy. We have identified Shannon entropy as the best diversity measure which can effectively predict the recency of HIV-1 infection when associated to three short segments (less than 100 base pairs) of the HIV-1 envelope gp120 C2 segments 1 and 3 and the V3 loop as envelopes sequenced based diversity measure (s) and segments. The performance index of Shannon entropy for these 3 segments: gp120 C2 segment 1; C2 segment 3; V3 loop was 0,806, 0, 0805, and 0,812 respectively. It could serve as a molecular biomarker for identifying new infections in newly diagnosed HIV-1-positive patients. The ability to differentiate recent infections from established (chronic) infections is important for public health. In fact, newly infected people are the most infectious and able to spread the disease quickly in the population. Since these people are usually unaware of their HIV status, they may engage in risky behaviours. This population generally has a high viral load with a relatively high-replicating capacity (fitness) that accelerates HIV-1 forward transmission. Being able to identify these individuals as soon as possible could limit and prevent new transmissions. Our work demonstrated that Shannon entropy measuring of these nucleic sequences can identify new infections. The second part of my work is reported in Chapter III and published in the journal « AIDS Research and Human Retroviruses » entitled: « A short-term assessment of HIV-1 transmission dynamics among newly diagnosed individuals using envelope sequence-based phylogenetic clustering » (Article 2). This study consists of identifying the phylogenetic links or clusters that exist between the viral sequences of the HIV-1 envelope of newly diagnosed patients in Québec. The formation of clusters between the viral sequences of several individuals could reflect the relationship of transmitted viruses between individuals who might share characteristics or commons risk factors. The results of this study identified 15 minor transmission clusters (2-5 individuals per cluster) between study participants. We also assessed and compared the ability of a fragment of a larger nucleotide sequence of the HIV-1 envelope to that of the much shorter V3 loop to independently predict and identify individuals that might be included in a transmission cluster. They demonstrated a moderate agreement based on the kappa coefficient (k= 0.59) between the two fragments of the viral envelope used. The use of the V3 loop sequences indeed confirmed 66.70% (10/15) of the identified clusters with a longer fragment of the HIV-1 envelope sequence. The number of infected individuals accessing genotyping tests that use V3 sequence to determine viral tropism in routine clinical practice is globally limited. However, the sequences of the viral envelope and particularly those of the V3 loop could easily be integrated into a public health program where they could be available in addition to those of the pol genes (available in clinical laboratories for antiretroviral resistance testing). We also included the characteristics of the subjects (sociodemographic, clinical and risk factors) in a logistic regression analysis model with cluster formation as an outcome). The results of the analysis demonstrate that in the study population, the average age (<38.8 versus>38.8 years) and the viral subtype (subtype B versus non-B) are two factors significantly associated with HIV transmission clustering among participants. Underlying HIV-1 transmission chains among HIV-1+ individuals in Québec and identifying the common risk factors should help the efforts to implement better prevention strategies in the target groups. The results of the third and last part of this work reported in this thesis (Chapter III, Article 3), were published in « VIRUSES » journal entitled: « HIV-1 Envelope Glycoprotein Amino Acids Signatures Associated with Clade B Transmitted/Founder and Recent Viruses ». It consists in identifying genetic signatures in the viral envelope sequences of the first HIV-1 variants called Transmitted/Founder (TF) viruses selected during the acute stage of infection. These variants can establish a productive infection at the time of infection in the new host. They are indeed selected among a multitude of viral quasi-species exposed during virus transmission. They may possess molecular and phenotypic properties that may govern their functions of the successful establishment of infection. Identifying such early HIV-1 genetic signatures may inform the design of novel immunologic or chemical inhibitors and serve as a benchmark for designing an effective HIV-1 vaccine. This study identified a few genetic signatures among HIV-1 TF viruses’ envelope amino acid sequences. One of these signatures consisting of a mutation/substitution of an arginine (R) by an isoleucine (I) associated with TF virus seems to be particularly important. This mutation is located at position 841 (R841I) specifically in the cytoplasmic domain of gp41 in segment 1 of lentivirus lytic peptides (LLP-1). The isoleucine is selected at more than 33% by TF viruses compared to chronic infection viruses (9%). The difference of selected amino acid between the two types of infectious viruses is statistically significant, OR = 0.2, 95% CI [0.09, 0.44], p = 0.00001. The cytoplasmic domain of GP41 and specifically the LLP-1 is strongly implicated in viral replication by mediating intracellular trafficking and the envelope incorporation into virions. A mutation in this area may suggest a molecular mechanism (polymorphism) contributing to HIV-1 transmission and/or viral escape from immune response.