Identification of biologic markers of the premature rupture of fetal membranes: proteomic approach.

In obstetrics, premature rupture of the membranes (PROM) is a frequent observation which is responsible for many premature deliveries. PROM is also associated with an increased risk of fetal and maternal infections. Early diagnosis is mandatory in order to decrease such complications. Despite that current biological tests allowing the diagnosis of PROM are both sensitive and specific, contamination of the samples by maternal blood can induce false positive results. Therefore, in order to identify new potential markers of PROM (present only in amniotic blood, and absent in maternal blood), proteomic studies were undertaken on samples collected from six women at terms (pairs of maternal plasma and amniotic fluid) as well as on four samples of amniotic fluid collected from other women at the 17(th) week of gestation. All samples (N = 16) were analyzed by two-dimensional (2-D) high-resolution electrophoresis, followed by sensitive silver staining. The gel images were studied using bioinformatic tools. Analyses were focused on regions corresponding to pI between 4.5 and 7 and to molecular masses between 20 and 50 kDa. In this area, 646 +/- 113 spots were detected, and 27 spots appeared to be present on the gels of amniotic fluid, but were absent on those of maternal plasma. Nine out of these 27 spots were also observed on the gels of the four samples of amniotic fluids collected at the 17(th) week of pregnancy. Five of these 9 spots were unambiguously detected on preparative 2-D gels stained by Coomassie blue, and were identified by mass spectrometry analyses. Three spots corresponded to fragments of plasma proteins, and 2 appeared to be fragments of proteins not known to be present in plasma. These 2 proteins were agrin (SWISS-PROT: O00468) and perlecan (SWISS-PROT: P98160). Our results show that proteomics is a valuable approach to identify new potential biological markers for future PROM diagnosis.

Antibiotic-induced modifications of the stiffness of bacterial membranes.

In the latest years the importance of high resolution analysis of the microbial cell surface has been increasingly recognized. Indeed, in order to better understand bacterial physiology and achieve rapid diagnostic and treatment techniques, a thorough investigation of the surface modifications induced on bacteria by different environmental conditions or drugs is essential. Several instruments are nowadays available to observe at high resolution specific properties of microscopic samples. Among these, AFM can routinely study single cells in physiological conditions, measuring the mechanical properties of their membrane at a nanometric scale (force volume). Such analyses, coupled with high resolution investigation of their morphological properties, are increasingly used to characterize the state of single cells. In this work we exploit such technique to characterize bacterial systems. We have performed an analysis of the mechanical properties of bacteria (Escherichia coli) exposed to different conditions. Such measurements were performed on living bacteria, by changing in real-time the liquid environment: standard phosphate buffered saline, antibiotic (ampicillin) in PBS and growth medium. In particular we have focused on the determination of the membrane stiffness modifications induced by these solutions, in particular between stationary and replicating phases and what is the effect of the antibiotic on the bacterial structure.

Novel functions of the polymeric Ig receptor: well beyond transport of immunoglobulins.

The polymeric Ig receptor (pIgR) ensures efficient secretion of polymeric IgA (pIgA) at mucosal surfaces. On basal to apical transport across epithelial cells, the pIgR extracellular domain is cleaved, releasing secretory component (SC) in association with pIgA. This finds its raison d'être in the recent observation that SC is directly involved in the protective function of secretory IgA. In addition, free SC exhibits scavenger properties with respect to enteric pathogens. However, although pIgR dedicates its life to mucosal protection, it also seems to permit pathogen entrance through the epithelial barrier. The multiple mechanisms that they are involved in make pIgR and SC instrumental to mucosal immunity.

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.

Covalent homodimers of murine secretory component induced by epitope substitution unravel the capacity of the polymeric Ig receptor to dimerize noncovalently in the absence of IgA ligand.

Recombinant secretory immunoglobulin A containing a bacterial epitope in domain I of the secretory component (SC) moiety can serve as a mucosal delivery vehicle triggering both mucosal and systemic responses (Corthésy, B., Kaufmann, M., Phalipon, A., Peitsch, M., Neutra, M. R., and Kraehenbuhl, J.-P. (1996) J. Biol. Chem. 271, 33670-33677). To load recombinant secretory IgA with multiple B and T epitopes and extend its biological functions, we selected, based on molecular modeling, five surface-exposed sites in domains II and III of murine SC. Loops predicted to be exposed at the surface of SC domains were replaced with the DYKDDDDK octapeptide (FLAG). Another two mutants were obtained with the FLAG inserted in between domains II and III or at the carboxyl terminus of SC. As shown by mass spectrometry, internal substitution of the FLAG into four of the mutants induced the formation of disulfide-linked homodimers. Three of the dimers and two of the monomers from SC mutants could be affinity-purified using an antibody to the FLAG, mapping them as candidates for insertion. FLAG-induced dimerization also occurred with the polymeric immunoglobulin receptor (pIgR) and might reflect the so-far nondemonstrated capacity of the receptor to oligomerize. By co-expressing in COS-7 cells and epithelial Caco-2 cells two pIgR constructs tagged at the carboxyl terminus with hexahistidine or FLAG, we provide the strongest evidence reported to date that the pIgR dimerizes noncovalently in the plasma membrane in the absence of polymeric IgA ligand. The implication of this finding is discussed in terms of IgA transport and specific antibody response at mucosal surfaces.

Intérêt des faibles doses de rt-PA dans les syndromes inflammatoires et hémorragiques du segment antérieur: étude clinique et revue de la littérature [Treatment of anterior segment fibrinous reactions and hemorrhage with intracameral low dose rt-PA: clinical study and review of the literature].

PURPOSE: to evaluate the efficacy and the safety of low dose intraocular tissue plasminogen activator (rt-PA) in the treatment of traumatic hyphema and postoperative fibrinous membrane. METHODS: Six microg to 10 microg of rt-PA was injected into the anterior chamber to treat severe fibrinous postoperative membranes and total traumatic hyphemae. RESULTS: Thirteen eyes of 13 patients were treated. Four cases of traumatic hyphema and 9 cases of fibrinous membranes were included. Complete fibrinolysis within 24 hours was observed in 4 cases (30.8%). A partial success was noted in 7 eyes (53.8%). No beneficial effect was observed in two cases of traumatic hyphema associated with intravitreal hemorrhage after penetrating trauma. No side effect attributable to rt-PA occurred. CONCLUSION: Low dose intraocular rt-PA appears to be safe and effective in the treatment of postoperative fibrinous membrane and endocular hemorrhage limited to the anterior chamber.

Target Molecular Size and Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis Analysis of the ATP-and Pyrophosphate-Dependent Proton Pumps from Maize Root Tonoplast.

Tonoplast-enriched membranes were prepared from maize (Zea mays L. cv LG 11) primary roots, using sucrose nonlinear gradients. The functional molecular size of the tonoplast ATP-and PPi-dependent proton pumps were analyzed by radiation inactivation. Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) was added as an internal standard. Frozen samples (-196 degrees C) of the membranes were irradiated with (60)Co for different periods of time. After thawing the samples, the activities of G6PDH, ATPase, and PPase were tested. By applying target theory, the functional sizes of the ATPase and PPase in situ were found to be around 540 and 160 kilodaltons, respectively. The two activities were solubilized and separated by gel filtration chromatography. The different polypeptides copurifying with the two pumps were analyzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Two bands (around 59 and 65 kilodaltons) were associated with the ATPase activity, whereas a double band (around 40 kilodaltons) was recovered with the PPase activity.

Poly-N-acetyl glucosamine fibers are synergistic with vacuum-assisted closure in augmenting the healing response of diabetic mice.

BACKGROUND: Vacuum-assisted closure (VAC) has become the preferred modality to treat many complex wounds but could be further improved by methods that minimize bleeding and facilitate wound epithelialization. Short fiber poly-N-acetyl glucosamine nanofibers (sNAG) are effective hemostatic agents that activate platelets and facilitate wound epithelialization. We hypothesized that sNAG used in combination with the VAC device could be synergistic in promoting wound healing while minimizing the risk of bleeding. METHODS: Membranes consisting entirely of sNAG nanofibers were applied immediately to dorsal excisional wounds of db/db mice followed by application of the VAC device. Wound healing kinetics, angiogenesis, and wound-related growth factor expression were measured. RESULTS: The application of sNAG membranes to wounds 24 hours before application of the VAC device was associated with a significant activation of wounds (expression of PDGF, TGFβ, EGF), superior granulation tissue formation rich in Collagen I as well as superior wound epithelialization (8.6% ± 0.3% vs. 1.8% ± 1.1% of initial wound size) and wound contraction. CONCLUSIONS: The application of sNAG fiber-containing membranes before the application of the polyurethane foam interface of VAC devices leads to superior healing in db/db mice and represents a promising wound healing adjunct that can also reduce the risk of bleeding complications.

1st radiometric dating of a paleontologically dated Bathonian level from Georgia (USSR) - Use of the cathodoluminescence for selection of suitable plagioclases

Jurassic volcanic formations interlayered with (ammonite-bearing) sediments are common in the Caucasus area; this situation is of interest for the numerical calibration of the poorly documented Jurassic portion of the time scale. However, following petrographic study on thin sections no whole-rocks can be considered reliable geochronometers due to subsequent alteration; from about 20 samples, two were selected for plagioclase dating; one (V134) is probably early Kimmeridgian in age; the other (V136) is probably located in the Lower Bathonian stage according to diagnostic ammonites. Cathodoluminescence (CTL) study has shown that sample V136 was similar to usual volcanic feldspars (blue to green colour); however, the lack of CTL of the V134 plagioclase is a character common to diagenetic feldspars; consequently, in spite of a good optical preservation, this geo-chronometer cannot give an age representative of the time of emplacement of the lava flow. We have combined CTL observation with microprobe analysis in order to document the poorly known CTL behaviour of volcanic feldspars; cations Ti4+ and Fe2+ play a major role in the CTL colour of plagioclases and are able to document the growing history of these feldspars ; phenocrysts are initially rich in Fe2+ (core of the crystals, green in colour), then richer in Ti toward the exterior; microcrysts are even richer in Ti (blue to bright blue). We have also observed that natural CTL colour was modified resulting from acid ``cleaning'' of the separated feldspars : the initial blue or green colour tends to change to yellow or violet, respectively, after acid treatment probably due to oxydation of Fe2+ toward Fe3+. X-ray and microprobe analyses both indicated that plagioclases from sample V134 was near the sodic end member (albite) suggesting a diagenetic origin in this andesitic basalt; In contrast, sample V136 contains a calcic plagioclase of common composition for a doleritic basalt. The K-Ar conventional technique was applied as a preliminary tool for radiometric analysis. The Kimmeridgian Na-plagioclase sample gave a ``rejuvenated'' (85 Ma) apparent age which confirms a late genesis for the separated plagioclase phase; this interpretation is based on CTL observation, X-ray analysis, and microprobe analysis ; these techniques are able to distinguish samples which have been submitted to diagenetic alteration from those which have not. An age consistent with the stratigraphic location has been obtained from sample V136. This age of 161 +/- 3 (2-sigma) Ma, is the first one available from a sample palaeontologically located with reasonable precision within the mid Jurassic time.

Construction and electrophoretic migration of single-stranded DNA knots and catenanes.

In recent years there has been growing interest in the question of how the particular topology of polymeric chains affects their overall dimensions and physical behavior. The majority of relevant studies are based on numerical simulation methods or analytical treatment; however, both these approaches depend on various assumptions and simplifications. Experimental verification is clearly needed but was hampered by practical difficulties in obtaining preparative amounts of knotted or catenated polymers with predefined topology and precisely set chain length. We introduce here an efficient method of production of various single-stranded DNA knots and catenanes that have the same global chain length. We also characterize electrophoretic migration of the produced single-stranded DNA knots and catenanes with increasing complexity.

Benefit of anti-HER2-coated paclitaxel-loaded immuno-nanoparticles in the treatment of disseminated ovarian cancer: Therapeutic efficacy and biodistribution in mice.

The benefit of polymeric immuno-nanoparticles (NPs-Tx-HER), consisting of paclitaxel (Tx)-loaded nanoparticles coated with anti-HER2 monoclonal antibodies (Herceptin, trastuzumab), in cancer treatment was assessed in a disseminated xenograft ovarian cancer model induced by intraperitoneal inoculation of SKOV-3 cells overexpressing HER2 antigens. The study was focused on the evaluation of therapeutic efficacy and biodistribution of NPs-Tx-HER compared to other Tx formulations. The therapeutic efficacy was determined by two methods: bioluminescence imaging and survival rate. The treatment regimen consisted in an initial dose of 20mg/kg Tx administered as 10mg/kg intravenously (IV) and 10mg/kg intraperitonealy (IP), followed by five alternative IP and IV injections of 10mg/kg Tx every 3 days. The bioluminescence study has clearly shown the superior anti-tumor activity of NPs-Tx-HER compared to free Tx. As a confirmation of these results, a significantly longer survival of mice was observed for NPs-Tx-HER treatment compared to free Tx, Tx-loaded nanoparticles coated with an irrelevant mAb (Mabthera, rituximab) or Herceptin alone, indicating the potential of immuno-nanoparticles in cancer treatment. The biodistribution pattern of Tx was assessed on healthy and tumor bearing mice after IV or IP administration. An equivalent biodistribution profile was observed in healthy mice for Tx encapsulated either in uncoated nanoparticles (NPs-Tx) or in NPs-Tx-HER. No significant difference in Tx biodistribution was observed after IV or IP injection, except for a lower accumulation in the lungs when NPs were administered by IP. Encapsulated Tx accumulated in the organs of the reticulo-endothelial system (RES) such as the liver and spleen, whereas free Tx had a non-specific distribution in all tested organs. Compared to free Tx, the single dose injection (IV or IP) of encapsulated Tx in mice bearing tumors induced a higher tumor accumulation. However, no difference in overall tumor accumulation between NPs-Tx-HER and NPs-Tx was observed. In conclusion, the encapsulation of Tx into NPs-Tx-HER immuno-nanoparticles resulted in an improved efficacy of drug in the treatment of disseminated ovarian cancer overexpressing HER2 receptors.

From pathogen defence to food allergy; The multiple facets of the mucosal immune system

Résumé destiné à un large public Le système immunitaire associé aux muqueuses gastro-intestinales doit être capable de protéger notre organisme contre l'invasion de pathogènes. Parallèlement, il doit identifier en Cant que tels, des composés inoffensifs comme la nourriture ou les milliards de bactéries qui résident dans notre intestin. Le travail présenté ici aborde ces deux aspects essentiels au bon fonctionnement de notre muqueuse intestinale. Dans une première partie, la protéine nommée pièce sécrétoire a été étudiée pour ses propriétés protectrices contre le pathogène viral rotavirus. Le rôle de la pièce sécrétoire est de transporter les anticorps que nous produisons vers la surface des muqueuses. En dehors de cette fonction bien connue, il se peut que cette protéine soit également capable de protéger notre organisme contre certains virus. L'hypothèse de travail était donc que la pièce sécrétoire se lie directement au virus, l'empêchant ainsi d'infecter des cellules épithéliales de l'intestin. En utilisant différentes techniques biochimiques, cette hypothèse s'est révélée fausse car aucune interaction entre la pièce sécrétoire et le virus n'a pu être observée, et logiquement, aucune protection n'a pu prendre place. En revanche, la pièce sécrétoire se lie à d'autres structures pathogéniques et permet ainsi de neutraliser leurs effets néfastes. La pièce sécrétoire participe donc activement à la protection de nos muqueuses, en plus de son rôle de transporteur. La deuxième partie de ce travail avait pour sujet les réactions inappropriées que le système immunitaire induit parfois contre un aliment, ou, autrement dit, les allergies alimentaires. Un modèle d'allergie alimentaire à donc été développé chez la souris et a permis de mesurer plusieurs symptômes et facteurs liés à l'allergie. Puis, ce modèle a été utilisé afin de tester les effets bénéfiques d'une bactérie lactique, dite probiotique, sur le développement de l'allergie. Il a été observé que, sous certaines circonstances, l'administration de la bactérie lactique protégeait entièrement les souris contre les réactions allergiques. L'effet bénéfique dépend donc du probiotique mais également d'autres facteurs encore inconnus â ce jour. Cette étude ouvre la voie sur la compréhension des mécanismes liés aux allergies alimentaires et sur l'impact que peuvent avoir les bactéries probiotiques sur cette maladie. Résumé Le système immunitaire associé aux muqueuses intestinales doit être capable de différencier les antigènes inoffensifs tels que 1a nourriture ou les bactéries commensales des microorganismes potentiellement dangereux. Cet aspect est essentiel pour le maintien de l'homéostase intestinale et fait l'objet du travail présenté ici. Dans un premier projet, les propriétés protectrices de la protéine appelée pièce sécrétoire (SC) ont été étudiées. SC est une protéine connue pour le transport des immunoglobulines à la surface des muqueuses. Cette protéine est fortement glycosylée paz des sucres complexes, ce qui nous a mené à postuler que SC puisse interagir avec le pathogène rotavirus. Cette hypothèse était soutenue par le fait que ce virus adhère aux cellules épithéliales par des résidus glycosylés. Des analyses biochimiques et biologiques ont démontré qu'aucune interaction entre SC et le virus ne prenait place, et que par conséquent SC n'offrait aucune protection contre ce pathogène. En revanche, SC interagit avec d'autres structures pathogéniques, comme la toxine A de Clostridium difficile, et la molécule d'adhésion intimine de la bactérie entéropathogène Escherichia coli. La liaison se fait par l'intermédiaire des sucres et confère ainsi une protection contre ces pathogènes. Ainsi, SC a été identifié comme agent neutralisant au niveau de l'intestin. La deuxième partie de ce travail abordait le sujet des allergies alimentaires, et avait pour but de tester les effets bénéfiques potentiels d'une bactérie probiotique, Lactobacillus paracasei NCC2461, contre les réactions allergiques. Un modèle marin d'allergie alimentaire a été mis au point, permettant de mesurer des immunoglobulines E, des symptômes allergiques, et la dégranulation de mastocytes. Lorsque le probiotique a été administré aux souris, celles-ci ont été complètement protégées des réactions allergiques dans une première expérience. Cependant, cette protection n'a pas été reproduite et suggère que des facteurs environnementaux encore inconnus sont critiques pour que le probiotique agisse positivement. Ce travail a permis de mettre en évidence la complexité de l'approche des traitements liés aux probiotiques et ouvre la voie sur la compréhension des mécanismes liés à l'allergie. Abstract The mucosal immune system associated to the gastrointestinal mucosa must efficiently distinguish between innocuous antigens, such as food proteins and commensal bacteria and potentially infectious agents. The work presented here deals with these two essential aspects guaranteeing intestinal homeostasis. In the first part of this work, the protective properties of secretory component (SC) toward the pathogen rotavirus were investigated. SC, which allows the transport of polymeric immunoglobulins (Ig) to mucosal surfaces, is highly glycosylated with complex glycan structures. The abundance and the nature of these carbohydrates led us to speculate that SC might interact with rotavirus, which is known to bind target cells with glycan receptors. Using various biological and biochemical techniques, we demonstrated that SC did not interact with rotaviruses, nor protected epithelial cells from infection. However, SC was shown to bind to Clostridium difficile toxin A and to the enteropathogenic Echerischia coli adhesion molecule intimin in a glycan-dependent fashion. These interactions allow in vitro protection of epithelial cells using physiological concentrations of SC. These data identify SC as a microbial scavenger at mucosal surfaces, and in the context of secretory IgA, further enhance the neutralising properties of the complex. The second project was inscribed in the domain of food allergy and aimed to test the modulatory functions of a probiotic strain of Lactobacillus paracasei toward allergic reactions. A model of food-mediated allergy was developed in the mouse using mucosal sensitisation. Several parameters associated to allergy were quantified after allergen challenge, and included allergen-specific IgE, allergic signs like diarrhea and temperature drop, and degranulation of mast cells. Administration of the probiotic strain was shown to completely protect mice from allergic reactions. However, these data were not reproduced, suggesting that unknown environmental factors are required so that protection mediated by the probiotic strain occurs. This study paves the way to the understanding of the mechanisms associated to allergy, and highlights the tremendous complexity that probiotic treatments will have to face.

Les traces de pneumatiques en sciences forensiques : de l'analyse chimique à l'évaluation de la force probante

This work is focused on the development of a methodology for the use of chemical characteristic of tire traces to help answer the following question: "Is the offending tire at the origin of the trace found on the crime scene?". This methodology goes from the trace sampling on the road to statistical analysis of its chemical characteristics. Knowledge about the composition and manufacture of tread tires as well as a review of instrumental techniques used for the analysis of polymeric materials were studied to select, as an ansi vi cal technique for this research, pyrolysis coupled to a gas Chromatograph with a mass spectrometry detector (Py-GC/MS). An analytical method was developed and optimized to obtain the lowest variability between replicates of the same sample. Within-variability of the tread was evaluated regarding width and circumference with several samples taken from twelve tires of different brands and/or models. The variability within each of the treads (within-variability) and between the treads (between-variability) could be quantified. Different statistical methods have shown that within-variability is lower than between-variability, which helped differentiate these tires. Ten tire traces were produced with tires of different brands and/or models by braking tests. These traces have been adequately sampled using sheets of gelatine. Particles of each trace were analysed using the same methodology as for the tires at their origin. The general chemical profile of a trace or of a tire has been characterized by eighty-six compounds. Based on a statistical comparison of the chemical profiles obtained, it has been shown that a tire trace is not differentiable from the tire at its origin but is generally differentiable from tires that are not at its origin. Thereafter, a sample containing sixty tires was analysed to assess the discrimination potential of the developed methodology. The statistical results showed that most of the tires of different brands and models are differentiable. However, tires of the same brand and model with identical characteristics, such as country of manufacture, size and DOT number, are not differentiable. A model, based on a likelihood ratio approach, was chosen to evaluate the results of the comparisons between the chemical profiles of the traces and tires. The methodology developed was finally blindly tested using three simulated scenarios. Each scenario involved a trace of an unknown tire as well as two tires possibly at its origin. The correct results for the three scenarios were used to validate the developed methodology. The different steps of this work were useful to collect the required information to test and validate the underlying assumption that it is possible to help determine if an offending tire » or is not at the origin of a trace, by means of a statistical comparison of their chemical profile. This aid was formalized by a measure of the probative value of the evidence, which is represented by the chemical profile of the trace of the tire. - Ce travail s'est proposé de développer une méthodologie pour l'exploitation des caractéristiques chimiques des traces de pneumatiques dans le but d'aider à répondre à la question suivante : «Est-ce que le pneumatique incriminé est ou n'est pas à l'origine de la trace relevée sur les lieux ? ». Cette méthodologie s'est intéressée du prélèvement de la trace de pneumatique sur la chaussée à l'exploitation statistique de ses caractéristiques chimiques. L'acquisition de connaissances sur la composition et la fabrication de la bande de roulement des pneumatiques ainsi que la revue de techniques instrumentales utilisées pour l'analyse de matériaux polymériques ont permis de choisir, comme technique analytique pour la présente recherche, la pyrolyse couplée à un chromatographe en phase gazeuse avec un détecteur de spectrométrie de masse (Py-GC/MS). Une méthode analytique a été développée et optimisée afin d'obtenir la plus faible variabilité entre les réplicas d'un même échantillon. L'évaluation de l'intravariabilité de la bande de roulement a été entreprise dans sa largeur et sa circonférence à l'aide de plusieurs prélèvements effectués sur douze pneumatiques de marques et/ou modèles différents. La variabilité au sein de chacune des bandes de roulement (intravariabilité) ainsi qu'entre les bandes de roulement considérées (intervariabilité) a pu être quantifiée. Les différentes méthodes statistiques appliquées ont montré que l'intravariabilité est plus faible que l'intervariabilité, ce qui a permis de différencier ces pneumatiques. Dix traces de pneumatiques ont été produites à l'aide de pneumatiques de marques et/ou modèles différents en effectuant des tests de freinage. Ces traces ont pu être adéquatement prélevées à l'aide de feuilles de gélatine. Des particules de chaque trace ont été analysées selon la même méthodologie que pour les pneumatiques à leur origine. Le profil chimique général d'une trace de pneumatique ou d'un pneumatique a été caractérisé à l'aide de huitante-six composés. Sur la base de la comparaison statistique des profils chimiques obtenus, il a pu être montré qu'une trace de pneumatique n'est pas différenciable du pneumatique à son origine mais est, généralement, différenciable des pneumatiques qui ne sont pas à son origine. Par la suite, un échantillonnage comprenant soixante pneumatiques a été analysé afin d'évaluer le potentiel de discrimination de la méthodologie développée. Les méthodes statistiques appliquées ont mis en évidence que des pneumatiques de marques et modèles différents sont, majoritairement, différenciables entre eux. La méthodologie développée présente ainsi un bon potentiel de discrimination. Toutefois, des pneumatiques de la même marque et du même modèle qui présentent des caractéristiques PTD (i.e. pays de fabrication, taille et numéro DOT) identiques ne sont pas différenciables. Un modèle d'évaluation, basé sur une approche dite du likelihood ratio, a été adopté pour apporter une signification au résultat des comparaisons entre les profils chimiques des traces et des pneumatiques. La méthodologie mise en place a finalement été testée à l'aveugle à l'aide de la simulation de trois scénarios. Chaque scénario impliquait une trace de pneumatique inconnue et deux pneumatiques suspectés d'être à l'origine de cette trace. Les résultats corrects obtenus pour les trois scénarios ont permis de valider la méthodologie développée. Les différentes étapes de ce travail ont permis d'acquérir les informations nécessaires au test et à la validation de l'hypothèse fondamentale selon laquelle il est possible d'aider à déterminer si un pneumatique incriminé est ou n'est pas à l'origine d'une trace, par le biais d'une comparaison statistique de leur profil chimique. Cette aide a été formalisée par une mesure de la force probante de l'indice, qui est représenté par le profil chimique de la trace de pneumatique.