Generic approach for the sensitive absolute quantification of large undigested peptides in plasma using a particular liquid chromatography-mass spectrometry setup.

A generic LC-MS approach for the absolute quantification of undigested peptides in plasma at mid-picomolar levels is described. Nine human peptides namely, brain natriuretic peptide (BNP), substance P (SubP), parathyroid hormone 1-34 (PTH), C-peptide, orexines A and B (Orex-A and -B), oxytocin (Oxy), gonadoliberin-1 (gonadothropin releasing-hormone or luteinizing hormone-releasing hormone, LHRH) and α-melanotropin (α-MSH) were targeted. Plasma samples were extracted via a 2-step procedure: protein precipitation using 1vol of acetonitrile followed by ultrafiltration of supernatants on membranes with a MW cut-off of 30 kDa. By applying a specific LC-MS setup, large volumes of filtrates (e.g., 2×750 μL) were injected and the peptides were trapped on a 1mm i.d.×10 mm length C8 column using a 10× on-line dilution. Then, the peptides were back-flushed and a second on-line dilution (2×) was applied during the transfer step. The refocalized peptides were resolved on a 0.3mm i.d. C18 analytical column. Extraction recovery, matrix effect and limits of detection were evaluated. Our comprehensive protocol demonstrates a simple and efficient sample preparation procedure followed by the analysis of peptides with limits of detection in the mid-picomolar range. This generic approach can be applied for the determination of most therapeutic peptides and possibly for endogenous peptides with latest state-of-the-art instruments.

Repression of flagellar genes in exponential phase by CsgD and CpxR, two crucial modulators of Escherichia coli biofilm formation.

Escherichia coli adapts its lifestyle to the variations of environmental growth conditions, swapping between swimming motility or biofilm formation. The stationary-phase sigma factor RpoS is an important regulator of this switch, since it stimulates adhesion and represses flagellar biosynthesis. By measuring the dynamics of gene expression, we show that RpoS inhibits the transcription of the flagellar sigma factor, FliA, in exponential growth phase. RpoS also partially controls the expression of CsgD and CpxR, two transcription factors important for bacterial adhesion. We demonstrate that these two regulators repress the transcription of fliA, flgM, and tar and that this regulation is dependent on the growth medium. CsgD binds to the flgM and fliA promoters around their -10 promoter element, strongly suggesting direct repression. We show that CsgD and CpxR also affect the expression of other known modulators of cell motility. We propose an updated structure of the regulatory network controlling the choice between adhesion and motility.

The CNGCb and CNGCd genes from Physcomitrella patens moss encode for thermosensory calcium channels responding to fluidity changes in the plasma membrane.

Land plants need precise thermosensors to timely establish molecular defenses in anticipation of upcoming noxious heat waves. The plasma membrane-embedded cyclic nucleotide-gated Ca(2+) channels (CNGCs) can translate mild variations of membrane fluidity into an effective heat shock response, leading to the accumulation of heat shock proteins (HSP) that prevent heat damages in labile proteins and membranes. Here, we deleted by targeted mutagenesis the CNGCd gene in two Physcomitrella patens transgenic moss lines containing either the heat-inducible HSP-GUS reporter cassette or the constitutive UBI-Aequorin cassette. The stable CNGCd knockout mutation caused a hyper-thermosensitive moss phenotype, in which the heat-induced entry of apoplastic Ca(2+) and the cytosolic accumulation of GUS were triggered at lower temperatures than in wild type. The combined effects of an artificial membrane fluidizer and elevated temperatures suggested that the gene products of CNGCd and CNGCb are paralogous subunits of Ca(2+)channels acting as a sensitive proteolipid thermocouple. Depending on the rate of temperature increase, the duration and intensity of the heat priming preconditions, terrestrial plants may thus acquire an array of HSP-based thermotolerance mechanisms against upcoming, otherwise lethal, extreme heat waves.

Common variants associated with plasma triglycerides and risk for coronary artery disease.

Triglycerides are transported in plasma by specific triglyceride-rich lipoproteins; in epidemiological studies, increased triglyceride levels correlate with higher risk for coronary artery disease (CAD). However, it is unclear whether this association reflects causal processes. We used 185 common variants recently mapped for plasma lipids (P < 5 × 10(-8) for each) to examine the role of triglycerides in risk for CAD. First, we highlight loci associated with both low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) and triglyceride levels, and we show that the direction and magnitude of the associations with both traits are factors in determining CAD risk. Second, we consider loci with only a strong association with triglycerides and show that these loci are also associated with CAD. Finally, in a model accounting for effects on LDL-C and/or high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) levels, the strength of a polymorphism's effect on triglyceride levels is correlated with the magnitude of its effect on CAD risk. These results suggest that triglyceride-rich lipoproteins causally influence risk for CAD.

Quantification of typical antipsychotics in human plasma by ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry for therapeutic drug monitoring.

A selective and sensitive method was developed for the simultaneous quantification of seven typical antipsychotic drugs (cis-chlorprothixene, flupentixol, haloperidol, levomepromazine, pipamperone, promazine and zuclopenthixol) in human plasma. Ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) was used for complete separation of the compounds in less than 4.5min on an Acquity UPLC BEH C18 column (2.1mm×50mm; 1.7μm), with a gradient elution of ammonium formate buffer pH 4.0 and acetonitrile at a flow rate of 400μl/min. Detection was performed on a tandem quadrupole mass spectrometer (MS/MS) equipped with an electrospray ionization interface. A simple protein precipitation procedure with acetonitrile was used for sample preparation. Thanks to the use of stable isotope-labeled internal standards for all analytes, internal standard-normalized matrix effects were in the range of 92-108%. The method was fully validated to cover large concentration ranges of 0.2-90ng/ml for haloperidol, 0.5-90ng/ml for flupentixol, 1-450ng/ml for levomepromazine, promazine and zuclopenthixol and 2-900ng/ml for cis-chlorprothixene and pipamperone. Trueness (89.1-114.8%), repeatability (1.8-9.9%), intermediate precision (1.9-16.3%) and accuracy profiles (<30%) were in accordance with the latest international recommendations. The method was successfully used in our laboratory for routine quantification of more than 500 patient plasma samples for therapeutic drug monitoring. To the best of our knowledge, this is the first UHPLC-MS/MS method for the quantification of the studied drugs with a sample preparation based on protein precipitation.

Rotavirus specific plasma secretory immunoglobulin in children with acute gastroenteritis and children vaccinated with an attenuated human rotavirus vaccine.

Rotavirus (RV)-specific secretory immunoglobulin (RV-SIg) has been previously detected in serum of naturally RV infected children and shown to reflect the intestinal Ig immune response. Total plasma SIgA and plasma RV-SIg were evaluated by ELISA in children with gastroenteritis due or not due to RV infection and in 50 children vaccinated with the attenuated RIX4414 human RV vaccine and 62 placebo recipients. RV-SIg was only detected in children with evidence of previous RV infection or with acute RV gastroenteritis. Vaccinees had higher RV-SIg titers than placebo recipients and RV-SIg titers increased after the second vaccine dose. RV-SIg measured after the second dose correlated with protection when vaccinees and placebo recipients were analyzed jointly. RV-SIg may serve as a valuable correlate of protection for RV vaccines.

"In vitro" reconstitution of the fragmentation of vacuoles

Résumé La fragmentation des membranes est un processus commun à beaucoup d'organelles dans une cellule. Les mitochondries, le noyau, le réticulum endoplasmique, les phagosomes, les peroxisomes, l'appareil de Golgi et les lysosomes (vacuoles chez la levure) se fragmentent en plusieurs copies en réponse à des sitmulis environnementaux, tels que des stresses, ou dans une situtation normale durant le cycle cellulaire, afin d' être transférer dans les cellules filles. La fragmentation des membranes est également observée pendant le processus d'endocytose, lors de la formation de vésicules endocytiques, mais également dans tout le traffic intracellulaire, lors de la genèse d'une vésicule de transport. Le processus de fragmentation est donc généralement important. La découverte en 1991 d'une dynamin-like GTPase comme protéine impliquée dans la fragmentation de la membrane plasmique durant l'endocytose a ouvert ce domaine de recherche. Dès lors des dynamines ont été découvertes sur la pluspart des organelles, ce qui suggère un processus de fragmentation des membranes commun à l'ensemble de la cellule. Cependant, l'ensemble des protéines impliquées ainsi que le mécanisme de la fragmentation reste encore à élucider. Mon projet de thèse était d'établir un test in vitro de fragmentation des vacuoles utile à la compréhension du mécanisme de ce processus. Le choix de ce système est judicieux pour plusieurs raisons; premièrement les vacuoles fragmentent naturellement durant le cycle cellulaire, deuxièment leur taille permet de visualiser facilement leur morphologie par simple microscopie optique, finalement elles peuvent être isolées en quantité intéressante avec un haut degré de pureté. In vivo, les vacuoles peuvent être facilement fragmentées par un stress osmotique. Un tel test permet d'identifier des protéines impliquées dans le mécanisme comme dans le criblage que j'ai effectué sur l'ensemble de la collection de délétions des gènes non-essentiels chez la levure. Cependant un test in vitro est ensuite indispensable pour jouer avec les protéines découvertes afin d'en élucider le mécanisme. Avec mon test in vitro, j'ai confirmé l'implication des protéines SNAREs dans la fragmentation et j'ai permis de comprendre la régulation de la quantité de vacuoles et de leur taille par le complexe TORC1 dans une situation de stress. 7 Résumé large public Les cellules de chaque organisme sont composées de différents compartiments appelés organelles. Chacun possède une fonction bien définie afin de permettre la vie et la croissance de la cellule. Ils sont entourés de membrane, qui joue le role de barrière spécifiquement perméable, afin de garder l'intégrité de chacun. Dans des conditions de croissance normale, les cellules prolifèrent. Durant la division cellulaire amenant à la formation d'une nouvelle cellule, chaque organelle doit se diviser afin de fournir l'ensemble des organelles à la cellule fille. La division de chaque organelle nécessite la fragmentation de la membrane les entourant. Des protéines dynamine-like GTPase ont été découvertes sur presque l'ensemble des organelles d'une cellule. Elles sont impliquées dans les processus de fragmentation des membranes. Dès lors l'idée d'un mécanisme commun est apparu. Cependant cette réaction, par sa complexité, ne peut pas impliquer une protéine unique. La découverte d'autres facteurs et la compréhension du mécanisme reste à faire. La première étape peut se faire par étude in vivo, c'est-à-dire avec des cellules entières, la deuxième étape, quant à elle, nécessite d'isoler les protéines impliquées et de jouer avec les différents paramètres, ce qui signifie donc un travail in vitro, séparé des cellules. Mon travail a constisté à établir un procédé expérimental in vitro pour étudier la fragmentation des membranes. Je travaille avec des vacuoles de levures pour étudier les réactions membranaires. Les vacuoles sont les plus grandes organelles présentes dans les levures. Elles sont impliquées principalement dans la digestion. Comme toute organelle, elles se fragmentent durant la division cellulaire. Le procédé expérimental comporte une première étape, l'isolation des vacuoles et, deuxièmement, l'incubation de celles-ci avec des composés essentiels à la réaction. En parallèle, j'ai mis en évidence, par un travail in vivo, de nouvelles protéines impliquées dans le processus de fragmentation des membranes. Ceci a été fait en réalisant un criblage par microscopie d'une collection de mutants. Parmi ces mutants, j'ai cherché ceux qui présentaient un défaut dans la fragmentation des vacuoles. Ces deux procédés expérimentaux, in vitro et in vivo, m'ont permis de découvrir de nouvelles protéines impliquées dans cette réaction, ainsi que de mettre en évidence un mécanisme utlilisé par la cellule pour réguler la fragmentation des vacuoles. 8 Summary Fragmentation of membranes is common for many organelles in a cell. Mitochondria, nucleus, endoplasmic reticulum, phagosomes, peroxisomes, Golgi and lysosomes (vacuoles in yeast) fragment into multiple copies in response to environmental stimuli, such as stresses, or in a normal situation during the cell cycle in order to be transferred into the daughter cell. Fragmentation of membrane occurs during endocytosis, at the latest step in endocytic vesicle formation, and also in intracellular trafficking, when traffic vesicles bud. This field of research was opened in 1991 when a dynamin-like GTPase was found to be involved in fragmentation of the plasma membrane during endocytosis. Since dynamin-like GTPases have been found on most organelles, similarities in their mechanisms of fragmentation might exist. However, many proteins involved in the mechanism of fragmentation remain unknown. My thesis project was to establish an in vitro assay for membrane fragmentation in order to create a tool to study the mechanism of this process. I chose vacuoles as a model organelle for several reasons: first of all, vacuoles fragment under physiological conditions during cell cycle, secondly their size makes their morphology easily visible under the light microscope, and finally vacuoles can be isolated in good amounts with relatively high degrees of purity. In vivo, vacuole fragmentation can be induced with an osmotic shock. Such a simple assay facilitates the identification of new proteins involved in the process. I used this tool to screen of the entire knockout collection of non-essential genes in Saccharomyces cerevisiae for mutants defective in vacuole fragmentation. The in vitro system will be useful to characterize the mutants and to study the mechanism of fragmentation in detail. I used my in vitro assay to confirm the involvement of vacuolar SNARE proteins in fragmentation of the organelle and to uncover that number and size of vacuoles in the cell is regulated by the TORC1 complex via selective stimulation of fragmentation activity.

Strength of family history in predicting levels of blood pressure, plasma glucose and cholesterol

Rapport de synthèse : L'histoire familiale reflète non seulement la susceptibilité génétique d'un individu à certaines maladies mais également ses comportements et habitudes, notamment partagées au sein d'une famille. L'hypertension artérielle, le diabète et l'hypercholestérolémie sont des facteurs de risque cardio-vasculaire modifiables hautement prévalent. L'association entre l'histoire familiale d'hypertension artérielle ou de diabète et le risque accru de développer de l'hypertension artérielle ou du diabète, respectivement, a été préalablement établie. Par contre, le lien entre l'histoire familiale de facteurs de risque cardio-vasculaire et les traits continus correspondants n'avaient jamais été mis clairement en évidence. De même, la signification d'une histoire familiale inconnue n'avait jusqu'alors pas été décrite. Ce travail, effectué dans le cadre de l'étude Colaus (Cohorte Lausannoise), une cohorte regroupant un échantillon composé de 6102 participants âgés de 35 à 75 ans sélectionnés au hasard dans la population lausannoise, a permis de décrire en détail la relation entre l'histoire familiale des facteurs de risque cardio-vasculaires et les trait correspondants dans la population étudiée. Les différentes analyses statistiques ont permis de mettre en évidence une relation forte entre l'histoire familiale d'hypertension artérielle, de diabète ainsi que de l'hypercholestérolémie et leurs traits dichotomique et continu correspondants. Les anamnèses des frères et soeurs avaient des valeurs prédictives positives plus élevées que les anamnèses parentales. Ceci signifie que les programmes de dépistage ne prenant en compte que l'histoire familiale des frères et soeurs seraient probablement plus efficaces que ceux qui comportent l'évaluation des anamnèses paternelle et maternelle. Plus de 40% des participants ignoraient l'histoire familiale d'hypertension d'au moins un des membres de leur famille. Ceux-ci avaient des valeurs de tension artérielle systolique plus élevées que ceux dont l'histoire familiale était négative, permettant de souligner la valeur prédictive du fait de ne pas connaître l'histoire familiale d'hypertension artérielle. Ces résultats montrent également que, lors d'analyses de la relation entre l'anamnèse familiale de facteurs de risque cardiovasculaires et leurs traits correspondants, les participants donnant des réponses négatives doivent être distingués de ceux qui ne connaissent pas leur anamnèse familiale. Les résultats de cette étude confirment la place centrale qu'occupe l'anamnèse familiale dans l'évaluation du risque cardio-vasculaire auprès de la population générale. L'importance de cet outil prédictif simple et bon marché ne va cesser d'augmenter avec la disponibilité croissante d'information génétique détaillée pour les maladies cardiovasculaires communes.

Fibronectin distribution in the chick embryo during formation of the blastula.

The distribution of the fibronectin-rich extracellular matrix (ECM) in the chick embryo during formation of the blastula has been evaluated semiquantitatively using an electron microscopical immunogold staining technique. During the first 10 h of postlaying development, fibronectin was found in both embryonic area pellucida and extra-embryonic area opaca of the blastoderm. In the area pellucida, the fibronectin was (1) associated with the basal lamina of the epiblast, (2) present between epiblastic and hypoblastic cells and (3) occasionally internalized in hypoblastic cells. Along the embryonic axis, a transient and high density of ECM was associated with the front of the anteriorly and rapidly expanding hypoblast. Very high density of fibronectin was observed in the marginal zone of the area pellucida, where the epiblastic and deeper cell layers show contacts and intense re-arrangements. In the area opaca, fibronectin was at first found only sporadically between contacting cells, but its density increased steadily and markedly during the first day of development. These rapid and significant changes in the regional distribution of fibronectin-rich ECM are discussed with respect to the early morphogenesis of the chick embryo.

Influence of physico-chemical material characteristics on staphylococcal biofilm formation--a qualitative and quantitative in vitro analysis of five different calcium phosphate bone grafts.

Various compositions of synthetic calcium phosphates (CaP) have been proposed and their use has considerably increased over the past decades. Besides differences in physico-chemical properties, resorption and osseointegration, artificial CaP bone graft might differ in their resistance against biofilm formation. We investigated standardised cylinders of 5 different CaP bone grafts (cyclOS, chronOS (both β-TCP (tricalcium phosphate)), dicalcium phosphate (DCP), calcium-deficient hydroxyapatite (CDHA) and α-TCP). Various physico-chemical characterisations e.g., geometrical density, porosity, and specific surface area were investigated. Biofilm formation was carried out in tryptic soy broth (TSB) and human serum (SE) using Staphylococcus aureus (ATCC 29213) and S. epidermidis RP62A (ATCC 35984). The amount of biofilm was analysed by an established protocol using sonication and microcalorimetry. Physico-chemical characterisation showed marked differences concerning macro- and micropore size, specific surface area and porosity accessible to bacteria between the 5 scaffolds. Biofilm formation was found on all scaffolds and was comparable for α-TCP, chronOS, CDHA and DCP at corresponding time points when the scaffolds were incubated with the same germ and/or growth media, but much lower for cyclOS. This is peculiar because cyclOS had an intermediate porosity, mean pore size, specific surface area, and porosity accessible to bacteria. Our results suggest that biofilm formation is not influenced by a single physico-chemical parameter alone but is a multi-step process influenced by several factors in parallel. Transfer from in vitro data to clinical situations is difficult; thus, advocating the use of cyclOS scaffolds over the four other CaP bone grafts in clinical situations with a high risk of infection cannot be clearly supported based on our data.

Phosphatidylethanolamine critically supports internalization of cell-penetrating protein C inhibitor.

Although their contribution remains unclear, lipids may facilitate noncanonical routes of protein internalization into cells such as those used by cell-penetrating proteins. We show that protein C inhibitor (PCI), a serine protease inhibitor (serpin), rapidly transverses the plasma membrane, which persists at low temperatures and enables its nuclear targeting in vitro and in vivo. Cell membrane translocation of PCI necessarily requires phosphatidylethanolamine (PE). In parallel, PCI acts as a lipid transferase for PE. The internalized serpin promotes phagocytosis of bacteria, thus suggesting a function in host defense. Membrane insertion of PCI depends on the conical shape of PE and is associated with the formation of restricted aqueous compartments within the membrane. Gain- and loss-of-function mutations indicate that the transmembrane passage of PCI requires a branched cavity between its helices H and D, which, according to docking studies, precisely accommodates PE. Our findings show that its specific shape enables cell surface PE to drive plasma membrane translocation of cell-penetrating PCI.

Generation of reconstituted human plasma-derived secretory-like IgA and IgM and their protective effect on intestinal epithelium

Les muqueuses sont les membranes tapissant les cavités du corps, tel que le tube digestif, et sont en contact direct avec l'environnement extérieur. Ces surfaces subissent de nombreuses agressions pouvant être provoquées par des agents pathogènes (bactéries, toxines ou virus). Cela étant, les muqueuses sont munies de divers mécanismes de protection dont notamment deux protéines-clés permettant de neutraliser les agents pathogènes : les anticorps ou immunoglobulines sécrétoires A (SIgA) et M (SIgM). Ces anticorps sont, d'une part, fabriqués au niveau de la muqueuse sous forme d'IgA et IgM. Lorsqu'ils sont sécrétés dans l'intestin, ils se lient à une protéine appelée pièce sécrétoire et deviennent ainsi SIgA et SïgM. La présence de la pièce sécrétoire est essentielle pour que les anticorps puissent fonctionner au niveau de la muqueuse. D'autre part, ces anticorps sont également fabriqués dans d'autres parties du corps en général et se retrouvent dans le sang sous forme d'IgA et IgM Chez l'homme, des thérapies basées sur l'injection d'anticorps donnent de bons résultats depuis de nombreuses années notamment dans le traitement des infections. Bien qu'un certain nombre d'études ont montré le rôle protecteur des anticorps de type IgA et IgM, ceux-ci ne sont que rarement utilisés dans les thérapies actuelles. La principale raison de cette faible utilisation réside dans la production ou la purification des IgA/IgM ou SIgA/SIgM (la forme active au niveau des muqueuses) qui est difficile à réaliser à large échelle. Ainsi, le but de la thèse était (1) d'étudier la possibilité d'employer des IgA et des IgM provenant du sang humain pour générer des SIgA et SIgM et (2) de voir si ces anticorps reconstitués pouvaient neutraliser certains agents pathogènes au niveau des muqueuses. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et des IgM issues du sang a été effectuée. Nous avons observé que ces anticorps avaient des caractéristiques similaires aux anticorps naturellement présents au niveau des muqueuses. De plus, nous avons confirmé que ces anticorps pouvaient être associés à une pièce sécrétoire produite en laboratoire pour ainsi donner des SIgA et SIgM reconstituées. Ensuite, la fonctionnalité des anticorps reconstitués a été testée grâce à un modèle de couche unique de cellules intestinales différenciées (monocouches) en laboratoire imitant la paroi de l'intestin. Ces monocouches ont été infectées par une bactérie pathogène, Shigella flexneri, responsable de la shigellose, une maladie qui provoque des diarrhées sanglantes chez l'homme. L'infection des monocouches par les bactéries seules ou combinées aux SIgA et SIgM reconstituées a été analysée. Nous avons observé que les dommages des cellules étaient moins importants lorsque les SIgA étaient présentes. Il apparaît que les SIgA neutralisent les bactéries en se fixant dessus, ce qui provoque leur agrégation, et diminuent l'inflammation des cellules. La protection s'est montrée encore plus efficace avec les SIgM. De plus, nous avons vu que les SIgA et SIgM pouvaient diminuer la sécrétion de facteurs nocifs produits par les bactéries. Utilisant le même modèle des monocouches, la fonctionnalité des IgA issues du sang humain a aussi été testée contre une toxine sécrétée par une bactérie appelée Clostridium diffìcile. Cette bactérie peut être présente naturellement dans l'intestin de personnes saines, cependant elle peut devenir pathogène dans certaines conditions et être à l'origine de diarrhées et d'inflammations de l'intestin via la sécrétion de toxines. Des préparations d'anticorps contenant une certaine proportion de SIgA reconstituées ont amené à une diminution des dommages et de l'inflammation des monocouches causés par la toxine. L'ensemble de ces résultats prometteurs, montrant que des SIgA et SIgM reconstituées peuvent protéger la paroi de l'intestin des infections bactériennes, nous conduisent à approfondir la recherche sur ces anticorps dans des modèles animaux. L'aboutissement de ce type de recherche permettrait de tester, par la suite, l'efficacité sur l'homme de traitements des infections des muqueuses par injection d'anticorps de type SIgA et SIgM reconstituées. Les muqueuses, telle que la muqueuse gastrointestinale, sont des surfaces constamment exposées à l'environnement et leur protection est garantie par une combinaison de barrières mécaniques, physicochimiques et immunologiques. Parmi les divers mécanismes de protection immunologiques, la réponse humorale spécifique joue un rôle prépondérant et est assurée par les immunoglobulines sécrétoires de type A (SIgA) et M (SIgM). Les thérapies basées sur l'administration d'IgG apportent d'importants bénéfices dans le domaine de la santé. Bien que des études sur les animaux aient montré que l'administration par voie muqueuse d'IgA polymérique (plgA) ou SIgA pouvaient protéger des infections, des IgA/SIgA n'ont été utilisées qu'occasionnellement dans les thérapies. De plus, des études précliniques et cliniques ont démontré que l'administration par voie systémique de préparations enrichies en IgM pouvait aussi protéger des infections. Cependant, l'administration par voie muqueuse d'IgM/SIgM purifiées n'a pas été examinée jusqu'à présent. La principale raison est que la purification ou là production des IgA/SIgA et IgM/SIgM est difficile à réaliser à large échelle. Le but de ce travail de thèse était d'examiner la possibilité d'associer des IgA et IgM polyclonals purifiées à partir du plasma humain avec une pièce sécrétoire recombinante humaine afin de générer des SIgA et SIgM reconstituées fonctionnelles. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et IgM issues du plasma humain a été effectuée par buvardage de western et Chromatographie. Ces molécules avaient des caractéristiques biochimiques similaires à celles des immunoglobulines issues de la muqueuse. L'association entre plgA ou IgM issues du plasma humain et la pièce sécrétoire recombinante humaine a été confirmée, ainsi que la stoechiométrie 1:1 de l'association. Comme dans les conditions physiologiques, cette association permettait de retarder la dégradation des SIgA et SIgM reconstituées exposées à des protéases intestinales. Ensuite, la fonctionnalité et le mode d'action des IgA et IgM issues du plasma humain, ainsi que des SIgA et SIgM reconstituées, ont été explorés grâce à un modèle in vitro de monocouches de cellules intestinales épithéliales polarisées de type Caco-2, qui imite l'épithélium intestinal. Les monocouches ont été infectées par un pathogène entérique, Shigella flexneri, seul ou combiné aux immunoglobulines issues du plasma humain ou aux immunoglobulines sécrétoires reconstituées. Bien que les dommages des monocouches aient été retardés par les plgA et SIgA reconstituées, les IgM et SIgM reconstituées se sont montrées supérieures dans le maintien de l'intégrité des cellules. Une agrégation bactérienne et une diminution de l'inflammation des monocouches ont été observées avec les plgA et SIgA reconstituées. Ces effets étaient augmentés avec les IgM et SIgM reconstituées. De plus, il s'est révélé que les deux types d'immunoglobulines de type sécrétoire reconstituées agissaient directement sur la virulence des bactéries en réduisant leur sécrétion de facteurs de virulence. La fonctionnalité des IgA issues du plasma humain a aussi été testée contre la toxine A de Clostridium difficile grâce au même modèle de monocouches de cellules épithéliales. Nous avons démontré que des préparations enrichies en IgA provenant du plasma humain pouvaient diminuer les dommages et l'inflammation des monocouches induits par la toxine. L'ensemble de ces résultats démontrent que des IgA et IgM de type sécrétoire peuvent être générées à partir d'IgA et IgM issues du plasma humain en les associant à la pièce sécrétoire et que ces molécules protègent l'épithélium intestinal contre des bactéries pathogènes. Ces molécules pourraient dès lors être testées dans des modèles in vivo. Le but final serait de les utiliser chez l'homme à des fins d'immunisation passive dans le traitement de pathologies associées à la muqueuse telles que les infections. - Mucosal surfaces, such as gastrointestinal mucosa, are constantly exposed to the external environment and their protection is ensured by a combination of mechanical, physicochemical and immunological barriers. Among the various immunological defense mechanisms, specific humoral mucosal response plays a crucial role and is mediated by secretory immunoglobulins A (SIgA) and M (SIgM). Immunoglobulin therapy based on the administration of IgG molecules leads important health benefits. Even though animal studies have shown that mucosal application of polymeric IgA (plgA) or SIgA provided protection against infections, IgA/SIgA have been only used occasionally for therapeutic application. Moreover, preclinical and clinical studies have demonstrated that systemic administration of IgM-enriched preparations could also afford protection against infections. Nevertheless, mucosal application of purified IgM/SIgM has not been examined. The main reason is that the purification or production of IgA/SIgA and IgM/SIgM at large scale is difficult to achieve. The aim of this PhD project was to examine the possibility to associate polyclonal human plasma-derived IgA and IgM with recombinant human secretory component (SC) to generate functional secretoiy-like IgA and IgM. First, biochemical analysis of human plasma IgA and IgM was performed by western blotting and chromatography. These molecules exhibited the same biochemical features as mucosa-derived antibodies (Abs). The association between human plasma plgA or IgM and recombinant human SC was confirmed, as well as the 1:1 stoichiometry of association. Similarly to physiological conditions, this association delayed the degradation of secretory-like IgA or IgM by intestinal proteases. Secondly, the function activity and the mode of action of human plasma IgA and IgM, as well as secretory-like IgA and IgM were explored using an in vitro model of polarized intestinal epithelial Caco-2 cell monolayers mimicking intestinal epithelium. Cell monolayers were infected with an enteropathogen, Shigella flexneri, alone or in combination to plasma Abs or secretory-like Abs. Even though plasma plgA and secretoiy-like IgA resulted in a delay of bacteria-induced damages of cell monolayers, plasma IgM and secretory-like IgM were shown to be superior in maintenance of cell integrity. Polymeric IgA and secretory-like IgA induced bacterial aggregation and decreased cell monolayer inflammation, effects further amplified with IgM and secretory-like IgM. In addition, both secretory-like Abs directly impacted on bacterial virulence leading to a reduction in secretion of virulence factors by bacteria. The functionality of human plasma IgA was also tested against Clostridium difficile toxin A using Caco-2 cell monolayers. Human plasma IgA- enriched preparations led to a diminution of cell monolayer damages and a decrease of cellular inflammation induced by the toxin. The sum of these results demonstrates that secretory-like IgA and IgM can be generated from purified human plasma IgA and IgM associated to SC and that these molecules are functional to protect intestinal epithelium from bacterial infections. These molecules could be now tested using in vivo models. The final goal would be to use them by passive immunization in the treatment of mucosa-associated pathologies like infections in humans.