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Section 64 - Biochimie et biologie moléculaire

Les thèses se rapportant à la section CNU "Section 64 - Biochimie et biologie moléculaire"

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  • Étude de la prolifération d'Acanthamoeba castellanii suite à l'infection par Legionella pneumophila    - Mengue Assoumou Louma Luce Laétitia  -  05 avril 2017

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    Acanthamoeba castellanii est une amibe libre ubiquiste de l'environnement. Elle se nourrit principalement de micro-organismes par phagocytose. Seulement, certains micro-organismes ont développé des mécanismes de résistances qui leur permettent d'échapper à la digestion et même de se multiplier à l'intérieur des amibes. C'est le cas de Legionella pneumophila, bactérie responsable de la légionellose. Legionella pneumophila, à travers son système de sécrétion Dot/Icm, injecte plusieurs effecteurs à l'intérieur de son hôte. Ces effecteurs interagissent avec les protéines de l'hôte, et induisent une modification de la physiologie de son hôte, à son avantage. Durant ma thèse, nous nous sommes intéressés aux effets de Legionella pneumophila, sur la prolifération de son hôte amibien. Nous avons montré que Legionella pneumophila arrête la prolifération d'Acanthamoeba castellanii. Ce phénotype était associé une modification de la forme, à une perte d'adhérence et à une baisse de motilité de l'amibe. Sur le plan moléculaire, Legionella pneumophila induit une baisse dans l'expression du gène cdc2b, qui présente des similarités avec le gène cdk1 (cyclin dépendant kinase), codant pour la CDK essentielle au déroulement du cycle cellulaire chez les mammifères. L'arrêt de la prolifération d'Acanthamoeba castellanii, qui passe par une réduction d'expression de cdc2b, est certainement induit par un ou plusieurs effecteur(s) de Legionella pneumophila, car le mutant ΔdotA de L. pneumophila, défectueux au niveau de l'appareil de sécrétion Dot/Icm, n'induit pas l'arrêt de la prolifération d'Acanthamoeba castellanii.

  • Interactions amibes libres / micro-organismes : préférence trophique et étude comparative avec les macrophages    - Maisonneuve Elodie  -  23 mars 2017

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    Les amibes libres sont des protozoaires retrouvés dans de nombreux environnements où ils ingèrent par phagocytose des bactéries, des champignons, des virus ou d'autres protozoaires. Le modèle d'étude principal de cette thèse, divisée en deux grandes parties, a été Acanthamoeba castellanii. La première partie de la thèse a concerné l'étude de la préférence trophique des amibes, en présence de différents micro-organismes. Parmi ceux-ci, deux bactéries, Klebsiella pneumoniae et Staphylococcus aureus, se sont montrées les plus attractives pour les protozoaires étudiés. Des extraits bactériens ont été fractionnés et leur étude a permis de mettre en évidence la nature protéique des composés chimioattractifs impliqués dans ce dialogue intergenre. Certaines données de la littérature ont rapporté les similitudes entre A. castellanii et d'autres cellules phagocytaires que sont les macrophages. La seconde partie de la thèse a permis de comparer les activités de phagocytose d'A. castellanii et de la lignée macrophagique Thp-1 vis-à-vis de quatre micro-organismes : le champignon filamenteux Aspergillus fumigatus, les bactéries Klebsiella pneumoniae et Staphylococcus aureus, et un Adénovirus sérotype B3. L'influence des deux types de cellules phagocytaires sur la croissance des micro-organismes a également été étudiée. Ces travaux ont permis de mettre en évidence des différences de comportements des amibes libres par rapport aux macrophages vis-à-vis de micro-organismes pathogènes, montrant qu'il n'est pas toujours possible d'extrapoler les résultats d'études amibes libres/micro-organismes aux relations macrophages/micro-organismes.

  • Rôle de l'oncostatine M et des interleukines 6 et 31 dans l'inflammation cutanée chez la souris    - Pohin Mathilde  -  17 janvier 2017

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    Le psoriasis et la dermatite atopique sont des pathologies inflammatoires cutanées chroniques, fréquentes et invalidantes. Dans la peau des patients souffrant de ces pathologies, un dérèglement de la réponse immunitaire aboutissant à une inflammation chronique est toujours observé. Le réseau cytokinique joue un rôle essentiel dans la physiopathologie cutanée en permettant la communication entre les cellules cutanées et les cellules immunitaires. Dans le psoriasis et la dermatite atopique, ce réseau est largement perturbé. En effet, un grand nombre de cytokines proinflammatoires sont surexprimées au détriment des cytokines anti-inflammatoires. Cette inflammation chronique est directement responsable de l'apparition des lésions cutanées. Parmi les cytokines surexprimées dans ces pathologies, des études antérieures du LITEC ont montré in vitro que l'Oncostatine M (OSM) est impliquée dans la production de peptides antimicrobiens et de médiateurs de l'inflammation, ainsi que dans l'inhibition de la différenciation des kératinocytes. Notre objectif était de poursuivre ces travaux en étudiant le rôle de l'OSM dans l'inflammation cutanée in vitro et in vivo chez la souris. Nous avons pour cela, comparé le rôle de l'OSM à celui d'autres cytokines de la famille de l'IL-6, l'IL-6 et l'IL-31, qui présentent également une activité sur le kératinocyte. L'activité de ces cytokines a été étudiée in vitro sur des cultures primaires de kératinocytes murins en monocouche, sur des épidermes reconstruits murins ainsi qu'in vivo dans différents modèles d'inflammation cutanée. Nous montrons que l'OSM est plus active que l'IL-6 et l'IL-31 sur les kératinocytes en culture et que la surexpression de cette cytokine in vivo dans la peau de souris à l'aide d'adénovirus recombinants induit une inflammation cutanée forte, présentant des caractéristiques communes avec le psoriasis et la dermatite atopique. Néanmoins, les souris déficientes pour le gène codant l'OSM ne présente aucune diminution du phénotype inflammatoire cutané dans le modèle de psoriasis induit par application d'Imiquimod et dans un modèle de dermatite atopique induit par application de Calcipotriol, suggérant l'existence de mécanismes de compensation par d'autres cytokines proinflammatoires. En parallèle de cette étude, nous avons mis au point un nouveau modèle d'épidermes reconstruits murins permettant l'étude de l'activité des cytokines sur les kératinocytes. Ce modèle présente l'avantage de reproduire plus finement la physiologie d'un épiderme normal par rapport aux autres modèles préalablement décrits et ouvre la perspective de développer des épidermes reconstruits à partir de kératinocytes de souris transgéniques. En conclusion, ces travaux démontrent le rôle pro-inflammatoire de l’OSM dans l'inflammation cutanée et son activité majeure sur les kératinocytes en comparaison à celles décrites pour l'IL-6 et l'IL-31. Néanmoins, la pertinence du ciblage thérapeutique de cette cytokine dans le psoriasis et la dermatite atopique reste encore à démontrer.

  • Diversité et implication des amibes libres dans la survie et la persistance des mycobactéries non tuberculeuses au sein d'un réseau d'eau potable    - Delafont Vincent  -  21 octobre 2015

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    Les amibes libres sont des microorganismes unicellulaires eucaryotes dont l'écologie au sein des réseaux d'eau potable est mal connue. Les amibes libres représentent un enjeu de santé publique, du fait de leur capacité à favoriser la présence de bactéries potentiellement pathogènes, parmi lesquelles des mycobactéries. Une campagne de prélèvement menée sur le réseau d'eau potable de Paris a permis d'évaluer la diversité des amibes libres et de leur microbiome bactérien, par pyroséquençage ciblant les gènes ribosomaux (16S et 18S). Ces analyses ont suggéré la prédominance des genres Acanthamoeba, Vermamoeba, Echinamoeba et Protacanthamoeba. Le microbiome des amibes a révélé une grande diversité bactérienne, dominée par Pseudomonas, Stenotrophomonas, Bradyrhizobium, Sphingomonas et Pseudoxanthomonas. L'intégration des paramètres physicochimiques a permis de suggérer l'importance de l'origine de l'eau, la température, le pH et la concentration en chlore dans la dynamique des populations amibiennes. Une endosymbiose originale entre V. vermiformis et des bactéries du phylum TM6 a également été mise en évidence. Les amibes ont été fréquemment co-isolées avec des mycobactéries dans le réseau, principalement les espèces M. llatzerense et M. chelonae. Des expériences d'infection chez A. castellanii ont permis d'observer la capacité de ces mycobactéries à survivre et croitre en présence d'amibes. Par génomique comparative et analyses transcriptomiques, plusieurs facteurs de virulence, conservés entre M. llatzerense, M. chelonae et M. tuberculosis, ont été identifiés et sont surexprimés au cours de l'infection. Ces données suggérent leur implication dans la résistance à la prédation amibienne. L'ensemble de ces travaux a permis d'améliorer la connaissance des populations amibiennes et de leur microbiome au sein du réseau d'eau potable, apportant des éléments supplémentaires concernant leur implication dans la survie et la persistance des mycobactéries.

  • Rôle du fer sur Legionella pneumophila et sur sa persistance dans les biofilms naturels    - Portier Emilie  -  17 octobre 2014

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    L. pneumophila est une bactérie ubiquitaire des environnements aquatiques, responsable de la légionellose. Elle est principalement retrouvée au sein de protozoaires, mais aussi dans les biofilms. Il est admit que le fer est l'un des éléments indispensable à la croissance de ce pathogène. En 2008, une étude a été réalisée au sein de notre équipe montrant une modulation de l'expression des gènes entre L. pneumophila à l'état planctonique, et à l'état de biofilm. Dans cette même étude, l'ajout de forte concentration en fer (1,25 g/l), dans le milieu de culture des biofilms, a révélé une inhibition de leur développement. Le fer présente donc un rôle dans l'établissement de biofilms mono espèces de L. pneumophila. Nous avons développé un modèle de biofilms naturels, formés à partir d'eau de rivière, afin de tester l'établissement de L. pneumophila, dans des conditions où l'eau de rivière est supplémentée en fer ou au contraire appauvrit, par l'ajout de chélateurs, le deferoxamine mesylate (DFX) ou le dipyridyl (DIP). Les ajouts de fer et de DFX n'ont eu aucun impact sur l'établissement de L. pneumophila contrairement au DIP, qui a induit une augmentation de l'implantation de ces bactéries. Par ailleurs, nous avons effectué une analyse transcriptomique sur L. pneumophila cultivées en milieu liquide supplémenté en DFX. L'ajout du chélateur a entrainé une induction de l'expression de 113 gènes et la répression de 246 gènes. Parmi les gènes induits, certains sont déjà connus comme étant impliqués dans le métabolisme du fer ou contrôlés par le fer. Parmi eux, un gène a été surexprimé, il n'a jamais été associé au fer et sa fonction est encore inconnue à ce jour. Il s'agit du gène lpp2867. Des investigations ont été réalisées afin de caractériser et de comprendre le rôle de la protéine pour laquelle il code. Elle est notamment impliquée dans l'infection des amibes et des macrophages. Son rôle dans le transport du fer ferreux a également été mis en avant. Cette protéine a été nommée IroT pour « iron transporter ».

  • Identification de gènes cibles d'ErbB380kDa et caractérisation de leur implication au cours de la progression du cancer de la prostate    - Maassarani Mahmoud El  -  28 août 2014

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    Pour croître et proliférer, les cellules cancéreuses de la prostate activent des voies de signalisation dépendantes des androgènes. L'intervention thérapeutique en première ligne du cancer de la prostate (CaP) s'appuie donc d’abord sur le blocage de l'axe androgènes-récepteur aux androgènes (RA) mais rapidement, les patients développent des tumeurs résistantes (CRPC, Castration Resistant Prostate Cancer). Les récepteurs à activité tyrosine kinase de la famille ErbB semblent jouer un rôle dans cette résistance, en particulier le récepteur ErbB3. En effet, l'inactivation des voies en aval d'ErbB1 et ErbB2, en association avec les anti-androgéniques n'empêche pas la progression vers l'hormono-indépendance, et une accumulation nucléaire d'ErbB3 est observée dans les CRPC en même temps que la voie PI3K-Akt est réactivée. Dans ce contexte, nous avons validé l'expression d'une isoforme nucléaire ErbB380kDa chez les patients et dans des lignées hormono-sensible (LNCaP) et hormono-résistante (PC3). Par ChIP-on-chip, nous avons isolé 353 promoteurs cibles communs aux deux lignées, 245 spécifiques à la lignée LNCaP et 925 à la lignée PC3, et montré qu'ErbB380kDa est un co-régulateur transcriptionnel des gènes étudiés, parmi lesquels GATA2. L'analyse in silico de ces promoteurs révèle des sites de liaison pour les facteurs de transcription GATA2 et MZF1 au niveau des régions liant ErbB380kDa. Un complexe nucléaire GATA2-MZF1-ErbB380kDa est retrouvé dans les cellules LNCaP et PC3. Des travaux récents montrent que GATA2 s'associe au RA pour réguler l'expression de gènes et qu'il pourrait être participer à la dissémination métastatique dans le CaP. Nos résultats suggèrent qu'ErbB380kDa pourrait jouer un rôle régulateur, en amont de GATA2, dans les processus de résistance et l'apparition de métastases. Cette isoforme nucléaire insensible aux traitements actuels apparaît donc comme une cible privilégiée pour le ciblage thérapeutique.

  • Multiples conséquences physiopathologiques de mutations et d'allèles complexes du gène CFTR : l'importance des études génétique, moléculaire, cellulaire & in silico dans la détermination de l'impact de ces variations sur l'épissage et la protéine    - Farhat Raëd  -  03 juillet 2014

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    La mucoviscidose est la plus fréquente des maladies rares chez la population caucasienne. Cette maladie héréditaire récessive est causée par des mutations du gène Cystic Fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) qui code pour une protéine localisée au niveau de la membrane apicale des cellules épithéliales. La sévérité du phénotype est déterminée par les classes des mutations et leurs combinaisons en trans, ainsi que par la présence d'allèles complexes. La détermination des effets d'une mutation est essentielle pour avoir une corrélation génotype/phénotype correcte, donner un diagnostic prénatal adapté et permettre aux cliniciens de prescrire le traitement approprié à chaque mutation quand celui-ci sera disponible. Pour cela, nous avons étudié aux niveaux cellulaire et moléculaire les effets de plusieurs mutations qui intéressent le laboratoire : c.1392G>T (p.Lys464Asn), c.3909C>G (p.Asn1303Lys) et c.965T>C (p.Val322Ala). L'effet de ces mutations sur la protéine a été évalué. De plus, l'impact sur l'épissage aberrant des deux premières mutations, seules et dans le cadre de leurs allèles complexes, a été déterminé. Nous avons montré que : 1) la mutation c.1392G>T est de classe V et II et son allèle complexe aggrave l'épissage aberrant, 2) la mutation c.3909C>G appartient à la classe II et l'effet sur l'épissage résulte de son allèle complexe et 3) la mutation familiale c.965T>C est un simple polymorphisme. Ces travaux montrent l'importance de l'étude d'une mutation à différents niveaux cellulaires par l'intermédiaire des analyses in silico, in cellulo et in vivo et soulignent l'effet des allèles complexes qui peuvent moduler l'impact de la mutation seule.

  • Impact de la multiplication chez l'hôte Acanthamoeba castellanii sur le développement de biofilms chez Legionella pneumophila    - Bigot Renaud  -  12 décembre 2013

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    Legionella pneumophila est une bactérie intracellulaire facultative retrouvée aussi bien dans les environnements aqueux naturels qu'artificiels. Cette bactérie est l'agent de la légionellose, une pneumopathie sévère. Les milieux aqueux sont colonisés par des biofilms, une association de micro-organismes enveloppés d'une matrice exopolymérique. Les légionelles sont capables de coloniser et de survivre au sein de ces biofilms. Dans les réseaux d'eaux, les biofilms sont la cible de la prédation des amibes qui se retrouvent ensuite parasités par les légionelles et favorisent ainsi leur multiplication. Nous avons étudié l'impact de l'origine de la multiplication des légionelles sur la colonisation et la formation de biofilms. Notre étude a démontré que dans tous les cas les légionelles sont présentes à la surface de biofilms préformés. Notre étude a mis en évidence que les légionelles issues de la multiplication au sein d'amibes sont capables de former des agrégats compacts empaquetés dans une matrice exopolysaccharidique. Ce phénotype « biofilm » se manifeste après induction par une molécule amibienne en cours de caractérisation. De plus, notre étude a mis en évidence l'existence d'un nouveau système de communication de type Quorum Sensing permettant une communication inter et intra-espèce qui permet l'induction de ce phénotype chez les légionelles.

  • Les processus de différenciation et la résistance des kystes aux traitements de désinfection chez l'amibe libre Vermamoeba vermiformis    - Fouque Emilie  -  09 décembre 2013

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    V. vermiformis est une amibe libre répandue dans l'environnement et les milieux artificiels comme les réseaux d'eau chaude sanitaire (RECS). Il est maintenant bien établi qu'elle joue un rôle de réservoir pour des bactéries pathogènes, comme L. pneumophila. Le contrôle de V. vermiformis dans les RECS représente donc un enjeu sanitaire important. Les amibes libres peuvent passer d'une forme métaboliquement active (trophozoïte) à une forme de résistance, le kyste, lorsque les conditions sont défavorables ce qui leur confère une résistance aux traitements. Malgré la haute prévalence de V. vermiformis dans les RECS, les processus de différenciation et la résistance de ses kystes aux traitements n'ont été que peu étudiés. Nous avons donc investigué les changements morphologiques et ultrastructuraux qui s'opèrent lors de l'enkystement et désenkystement de V. vermiformis. Il en ressort que l'enkystement est un phénomène rapide (9 h) qui conduit à la formation de kystes entourés d'une paroi double couche. Lors du désenkystement, les trophozoïtes n'émergent pas à travers un ostiole comme c'est le cas chez Acanthamoeba. Puis, nous avons étudié l'effet des conditions environnementales et de la concentration cellulaire sur l'enkystement. Nous avons observé que plus la concentration cellulaire est élevée plus l'enkystement est rapide, ce qui suggère l'existence de mécanismes de communication intercellulaire. Enfin, nous avons étudié la résistance des kystes aux traitements utilisés dans les RECS et aux protéases. Ces traitements étaient efficaces, in vitro, pour inactiver les kystes de V. vermiformis. Ces travaux ont permis d'apporter des connaissances de bases sur les processus de d

  • Association légionelles-amibes et traitements biocides pour les circuits de refroidissement    - Dupuy Mathieu  -  25 novembre 2013

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    Legionella est une bactérie pathogène, ubiquitaire des environnements aqueux. L'utilisation des eaux de surface, par les centrales nucléaires, provoque un réchauffement de ces eaux, qui associé aux conditions de fonctionnement peut entraîner sa prolifération. Afin de limiter le développement de cette bactérie, en deçà des seuils réglementaires, EDF met en œuvre un traitement à la monochloramine dans ses circuits. Notre étude a eu pour but d’améliorer les connaissances sur les associations entre les légionelles et leur principal hôte : les amibes, et sur les facteurs susceptibles d’influencer leur sensibilité au traitement biocide. Nous avons, tout d’abord, mis en évidence la permissivité de 12 souches d’amibes à 2 souches de L. pneumophila. La température est apparue comme le paramètre le plus influant, la prolifération de Legionella semble favorisée à 40°C. Puis, nous avons cherché à développer un protocole pour séparer Legionella selon son état d’association. Ce protocole n’est pas abouti à l’heure actuelle. Finalement, nous avons comparé la sensibilité, de Legionella, dans différents états physiologiques et étudié l’impact de la qualité de l’eau et des MES. Les cellules post-amibes et dans une moindre mesure, les cellules en phases stationnaires sont les moins sensibles. L’effet de la matrice a été mis en évidence pour l’eau de Vienne, par contre la sensibilité n’a pas été modifiée suite à l’élimination ou l’enrichissement en MES. Cette étude constitue une base de connaissances nouvelles pour orienter les choix de gestion du traitement anti-Legionella à la monochloramine et d’exploitation des circuits.

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