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International audience; Les hémochromatoses bénéficient d’une grande clarification de leur nosologie grâce à la prise en compte des mécanismes qui sous-tendent le développement de la surcharge en fer. Ainsi, le dénominateur commun mécanistique est la déficience en hepcidine, hormone du métabolisme du fer, qui, en favorisant l’activité d’export cellulaire du fer par la ferroportine au niveau du duodénum et de la rate, entraîne une cascade : hyper-sidérémie, apparition de fer non lié à la transferrine, ciblage en premier lieu du foie par ce fer non lié, effet toxique cellulaire conduisant à l’endommagement d’organes clés et développement de la maladie hémochromatosique, source de morbidité et de mortalité. Chez le sujet caucasien, c’est l’hémochromatose liée au gène HFE qui est de loin la plus fréquente. Les hémochromatoses non liées à HFE sont rares, multi-ethniques et souvent sévères. L’apport de la biologie est majeur tant pour la compréhension de la physiopathologie (rôle de l’hypo-hepcidinémie) que pour l’évocation du diagnostic (coefficient de saturation de la transferrine, ferritinémie), pour l’identification étiologique (tests génétiques), et pour le suivi thérapeutique (importance de la ferritinémie et possiblement dans l’avenir de l’hepcidinémie). Le diagnostic des hémochromatoses est devenu totalement non invasif (basé sur la clinique, la biologie et l’imagerie) et sa thérapeutique, qui demeure basée sur les saignées, devrait faire appel dans l’avenir à des approches innovantes visant à restaurer un métabolisme du fer normal.

Resume Les lymphocytes T a recepteur antigenique chimerique (CAR-T cells) representent une innovation majeure offrant aux patients une nouvelle possibilite therapeutique pour des maladies graves. L’injection des CAR-T cells s’accompagne d’un passage de ces cellules dans la circulation sanguine. Cet article rapporte une observation de detection morphologique et de suivi cytometrique de ces cellules.

How to analyse a complex organic sample? This general question seems simple at first glance but requires a closer look at the notion of complexity to be able to understand and justify the means used to characterise it. In planetology, and more widely in astrophysics, all the observations and observables indicate that the matter that makes up extraterrestrial objects is composed of a mixture of various molecules, and this mixture is more or less diverse and dense depending on the object. Observations and models are routinely done to try to understand these objects and to constrain their evolutionary processes, or to try to investigate their origin.Characterising the molecular complexity of such objects requires state-of-the-art instruments, which are difficult to adapt to space industry constraints in order to be placed on a probe, and this requires that the object under study can be sampled. However, most objects of interest cannot be reached in a reasonable time. Therefore, another way to study these objects is needed: laboratory astrophysics. Many experiments attempt to simulate the objects and environments in which they evolve and analyse the evolution of matter subjected to these constraints. Part of the challenges of these experiments lies in the chemical characterisation of the samples, and more particularly in their molecular characterisation.As part of this thesis, we proposed to use high-resolution mass spectrometry (HRMS) and high-performance liquid chromatography (HPLC) to characterise complex organic samples. To do so, the entire analytical chain was studied, from the data acquisition to its use. Thus, we proposed an optimisation of the data acquisition in Orbitrap, as well as the systematic processing of the data resulting from the analysis done by ESI-HRMS as well as for the analysis done by LDI-ICR. Chromatography coupled with mass spectrometry is a powerful tool for accessing the molecular structure of samples and requires developing methods that are suited to the samples analysed. Therefore we offered two HPLC methods for sample analysis, which have been developed and validated for the analysis of complex samples. However, no currently available commercial software allowed for the unsupervised analysis of such samples. Software to allow the processing of this data has now been developed and allows the molecular diversity of samples to be revealed without supervision. The identification of the detected molecules is not an easy process since it then requires having all the possible isomers for each molecule detected as standards for reference. To reduce the number of possibilities, a tool for predicting retention times was proposed. This was based on knowledge of the physico-chemical properties of known compounds to predict their theoretical retention time on the methods used.Lastly, this work presents the application of all the developments carried out during these three years on a set of samples of synthetic atmospheric aerosol analogues modelling exoplanets of the super-Earth and mini-Neptunes type. From the analysis of their soluble matter to the comparison between soluble, insoluble, and total phase, analysis by mass spectrometry indicates a great diversity and important differences between samples. This indicates processes of formation and evolution related to the composition of the reactive mixture. Finally, chromatographic analysis of one of these samples indicates multiple isomers, some of which may be labelled as biological molecules, potentially involved in the process of the origin of life., Comment analyser un échantillon organique complexe ? Cette question générale semble simple de prime abord, mais requiert de s’intéresser de plus près à la notion de complexité afin de pouvoir comprendre et justifier les moyens utilisés pour la caractériser. En planétologie, et plus largement en astrophysique, l’ensemble des observations et observables indiquent que la matière qui compose les objets extraterrestres est composée d’un mélange de diverses molécules, et ce mélange est plus ou moins divers en fonction de l’objet. Observations et modélisations sont effectuées couramment pour tenter de comprendre ces objets et de contraindre leurs processus évolutifs.Caractériser la complexité moléculaire de tels objets nécessite des instruments de pointe, qui sont difficilement adaptables aux contraintes spatiales pour être placés sur une sonde, et cela requiert que l’objet étudié puisse être échantillonné. Or, la très grande majorité des objets d’intérêt ne peuvent pas être atteints dans un temps raisonnable. Dès lors, il faut un autre moyen d’étudier ces objets : c’est l’astrophysique de laboratoire. De nombreuses expériences tentent de simuler les objets et environnements dans lequel ils évoluent, et analysent l’évolution de la matière soumise à ces contraintes. Une partie des défis de ces expériences réside dans la caractérisation chimique des échantillons, et plus particulièrement dans leur caractérisation moléculaire.Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d’utiliser la spectrométrie de masse haute résolution (HRMS) et la chromatographie en phase liquide haute performance (HPLC) pour caractériser des échantillons organiques complexes. Pour se faire, l’ensemble de la chaine analytique a été étudiée, depuis l’acquisition des données jusqu’à leur exploitation. Ainsi, nous proposons une optimisation de l’acquisition des données en Orbitrap, ainsi que des systématiques de traitement des données issues des analyses effectuées ESI-HRMS ainsi que pour des analyses effectuées en LDI-ICR. La chromatographie couplée à la spectrométrie de masse est un outil puissant pour accéder à la structure moléculaire des échantillons, et nécessite de développer des méthodes qui soient adaptés aux échantillons analysés. Nous proposons ainsi deux méthodes HPLC pour l’analyse des échantillons, qui ont été développées et validées pour l’analyse d’échantillons complexes. Cependant, aucun logiciel commercial ne permet l’analyse non supervisée de tels échantillons : un logiciel qui permette le traitement de ces données a ainsi été développé et permet de révéler la diversité moléculaire des échantillons sans supervision. Mais l’identification des molécules ainsi détectées n’est pas un processus aisé puisqu’il nécessite alors de posséder l’ensemble des isomères possibles pour chaque molécule détectée. Pour réduire cet espace des possibles, un outil de prédiction des temps de rétention est proposé qui se base sur la connaissance des propriétés physico-chimiques de composés connus afin de prédire, pour ces mêmes composés, leur temps de rétention théorique sur les méthodes utilisées.Ce travail présente dans une dernière partie l’application de l’ensemble des développements effectués au cours de ces trois années sur un jeu d’échantillons d’analogue d’aérosols atmosphériques de synthèse modélisant des exoplanètes de type super-Terres et mini-Neptunes. Depuis l’analyse de leur matière soluble, jusqu’à la comparaison entre phase soluble, insoluble et totale, l’analyse par spectrométrie de masse indique une grande diversité et des différences importantes entre échantillons, indiquant des processus de formation et d’évolution directement liés à la composition du mélange réactif. Enfin, l’analyse par chromatographie d’un de ces échantillons indique de multiples isomères, dont certains pouvant être annotés comme étant des molécules biologiques, potentiellement impliquées dans le processus de l’origine de la vie.

The Covid-19 pandemic dramatically disrupted the functionning and the organization of hospitals, notably the clinical departments and the biology laboratories. Moreover, this pandemic led to sudden impact in the management of tissue and cytological samples by pathology laboratories and biobanks. The consequences concerned the urgent mandatory setting up of sanitary measures adapted to these laboratories. Another consequence was to note a strong decrease of the different activities in pathology laboratories and biobanks. So, in this context, the health workers in pathology laboratories and biobanks had to organize their laboratories according to the international guidelines for sanitary measures, aiming to keep going to take care of clinical and molecular diagnoses too. This review adresses the main consequences induced by the Covid-19 pandemic in pathology laboratories and in biobanks and some of the different actions took by these laboratories in order to maintain their activity during this crisis period.

Resume Les lesions histologiques de l’infection liee au Sars-CoV-2 predominent sur l’arbre respiratoire. L’analyse de ces lesions a beneficie d’etudes autopsiques et leur description a permis d’ameliorer la connaissance des mecanismes physio-pathologiques de cette maladie infectieuse emergente. Les examens cytologiques realises a partir des liquides de lavage broncho-alveolaire ne participent pas ou peu au diagnostic positif, mais permettent d’eliminer certains diagnostics differentiels. Bien que non specifiques, les lesions tissulaires pulmonaires observees peuvent etre liees a une infection par le Sars-CoV-2 par la realisation d’examens complementaires. En effet, le virus peut etre detecte par immunohistochimie, hybridation in situ, biologie moleculaire et/ou microscopie electronique a partir de tissus pulmonaires fixes. Plusieurs inconnues persistent sur le role direct joue par le Sars-CoV-2 dans differentes lesions observees, celles-ci pouvant etre dues aussi a une defaillance cardio-vasculaire et aux consequences des traitements, notamment la reanimation. Ainsi, il est important de multiplier chez ces patients les analyses tissulaires, en particulier grâce aux autopsies, afin de mieux comprendre les consequences de l’infection, notamment selon les facteurs epidemiologiques et les comorbidites associes. Les connaissances acquises peuvent participer a l’elaboration des strategies therapeutiques. Cette revue decrit les principales lesions pulmonaires associees a l’infection par le Sars-CoV-2.

Natural products of plant origin have emerged a major source of bioactive compounds for the cosmetic industry. However, the determination of the active ingredient, i.e. identification, isolation and testing of each molecule, is complex, long and tedious taking into account molecular diversity of the extracts. In this context, this PhD work focuses on the combination of analytical, bioinformatic and metabolomic tools in order to develop simple, rapid and efficient approaches to target and identify molecules of interest. Consequently, this work initially conduced to the implementation of quantitative molecular networks in order to study the accumulation of specialized metabolites in flax cell callus. Then, to develop a metabolomic study by UHPLC-HRMS, associated with the information of dereplication and structural similarities obtained by molecular networks in order to highlight chemical variations by statistical analyses, and to characterize the discriminating compounds of two plants extracts at different stages of development. Finally, to establish a combination of molecular networks and fractionation by centrifugal partition chromatography for the phytochemical characterization of two plant extracts having shown biological properties interesting for cosmetic applications by chemical, enzymatic and cellular assays. This combination made it possible to obtain and test simplified fractions thus facilitating the screening and identification of the molecules responsible for the biological activity of studied plant extracts., Les produits naturels d'origine végétale sont devenus une source majeure de composés bioactifs pour les industries cosmétiques. Cependant, la détermination du principe actif, c'est-à-dire l'identification, l'isolement et le test de chaque molécule, est complexe, longue et fastidieuse compte tenu de la diversité moléculaire des extraits. Dans ce contexte, ces travaux de thèse portent sur la combinaison d’outils analytiques, bioinformatiques et métabolomiques dans le but de développer des approches simples, rapides et efficaces pour cibler et identifier des molécules d’intérêt. Par conséquent, ces travaux ont conduit d’abord à la mise en place de réseaux moléculaires quantitatifs afin d’étudier l’accumulation de métabolites spécialisés dans des cals cellulaires de lin. Ensuite, au développement d’une étude métabolomique par UHPLC-HRMS, associée aux informations de déréplication et de similarités structurales obtenues par les réseaux moléculaires afin de mettre en évidence les variations chimiques par des analyses statistiques, et de caractériser les composés discriminants de deux extraits de plante à différents stades de développement. Enfin, à l’association des réseaux moléculaires et du fractionnement des extraits par chromatographie de partage centrifuge pour la caractérisation phytochimique de deux extraits de plante ayant montré des propriétés d’intérêt pour des applications cosmétiques par des tests chimiques, enzymatiques et cellulaires. Cette combinaison a permis d’obtenir et de tester des fractions simplifiées facilitant ainsi le criblage et l'identification des molécules responsables de l’activité biologique des extraits de plante étudiés.

Le champ de l’épidémiologie mathématique a connu, au cours de la pandémie de Covid-19, une production doublée d’une médiatisation exceptionnelle de ses travaux. Alors même que les données et les connaissances sur la maladie émergente étaient parcellaires, une grande diversité de modèles a été développée et appliquée dans des délais inédits, dans l’objectif d’estimer le nombre de reproduction, la date de début de l’épidémie ou l’incidence cumulée, mais aussi afin d’explorer différents scénarios d’interventions non pharmaceutiques. Leurs résultats ont largement contribué à l’épidémiosurveillance et éclairé la prise de décisions relatives aux politiques de santé publique.

National audience

Quatre coronavirus sont responsables chez l’homme d’infections respiratoires fréquentes et le plus souvent bénignes, il s’agit des HCoV-OC43, HCoV-229E, HCoV-NL63 et HCoV-HKU 1. À côté de ces coronavirus humains endémiques, trois nouveaux coro-navirus d’origine zoonotique ont émergé dans la population humaine ces vingt dernières années. Il s’agit du Sars-CoV(-l) apparu en 2003, du Mers-CoV apparu en 20l2, et du Sars-CoV-2 apparu en 20l9. Ces trois coronavirus sont responsables d’un syndrome respiratoire sévère. L’épidémie de syndrome respiratoire aigu sévère due au Sars-CoV-l a touché environ 8 000 individus et occasionné environ 800 décès mais a été jugulée en quelques mois. Le Mers-CoV a occasionné plus de 2 500 cas depuis 20l2 avec une mortalité de l’ordre de 35 %. Le Sars-CoV-2 est actuellement responsable d’une pandémie majeure avec une mortalité importante chez les sujets âgés ou présentant des co-morbidités.

Quality control of CBD oils on the Belgium market showed that the CBD content not always corresponds to the label claim. There is a pressing need to develop new analytical methods specifically developed to the assay of such oily samples. Analytical issues are, however, encountered for routine analyses due to the matrix complexity, high cost of cannabinoid standards and low Δ9-THC concentrations. An oily matrix could cause technical damages to analytical instruments and reduce the lifetime of the chromatographic columns. This paper proposes a procedure combining a sample cleanup by QuEChERS, removing the oily matrix, followed by a validated MRM GC-MS/MS method for the routine analysis of CBD oil samples. Eighteen CBD samples were selected on the Belgium market for analysis. This method allows the quantification of CBD, the legality check for the Δ9-THC content by a CBN standard and the screening of seven other cannabinoids namely CBN, CBDV, CBT, CBC, Δ8-THC, THCV and CBG. The method was validated at three concentration levels (0.5–1–2% (w/v)) for CBD and (0.05–0.1–0.2% (w/v)) for CBN. The detection limits for CBT, CBD, CBC, Δ8-THC, CBN and for the other cannabinoids of interest, were 10 and 14 ng/mL respectively. The accuracy profile values for CBD and CBN showed that the β-expectation tolerance intervals did not exceed the acceptance limits of ± 20%, meaning that 90% of future measurements will be included within this error range.

This manuscript describes and discusses the integration of instrumentation hardware for the µLAS system, for the optimization of the analysis and separation of DNA molecules. First, we will discuss separation techniques, their approaches and strategies. And we will try to answer this question which is asked when a species migrates: how to characterize the competition between forced advection and natural diffusion? To optimize and improve the performance of the various separation technologies thus mentioned, it is necessary to introduce the issues inherent in each. Because there is indeed a wide range of actuation means that cause molecules to migrate in multiple ways: by hydrodynamics, by electrophoresis or even techniques combining the two approaches. Then we will introduce the µLAS technology and in what technological context it is placed. We will present the physical principles that govern the different stages of the technology's operation (concentration and separation). We will then approach the developments carried out during this thesis work on a temporal separation mode which involves a new chip model. Finally, we will show the development work, both in technological manufacturing and also in software intelligence, to set up slope engravings in silicon and thus enrich the µLAS system. Then we will introduce the instrumentation work carried out throughout these 3 years on a dedicated experimental bench. This chapter will be organized to introduce an uninformed reader to the basics and issues inherent in programming, instrumentation and automation of systems controlled by LabVIEW. We will use these bases to present the platform thus developed to pilot µLAS experiments. Finally, such a system needs to be characterized because it involves many players: computer and mechanical tools. Finally, we will present the separation results obtained using the fully integrated and automated µLAS platform. The analysis of these results raised questions and at the same time a study of the dynamic dispersion of DNA bands. We will end with some prospects for improvement, mentioned during the manuscript., Ce manuscrit décrit et discute de l'intégration de matériel d'instrumentation pour le système µLAS, pour l'optimisation de l'analyse et de la séparation de molécules d'ADN. Dans un premier temps nous aborderons les techniques de séparations, leurs approches et stratégies. Et nous essaierons de répondre à cette question qui est posée quand une espèce migre : comment caractériser la compétition entre advection forcé et diffusion naturelle ? Pour optimiser et améliorer les performances des différentes technologies de séparation ainsi évoquées, il est nécessaire d'introduire les problématiques inhérentes à chacune. Car en effet il existe un large panel de moyens d'actionnements qui font migrer des molécules de multiples façon : par l'hydrodynamique, par l'électrophorèse ou encore des techniques mixant les deux approches. Ensuite nous introduirons la technologie µLAS et dans quel contexte technologique elle se place. Nous présenterons les principes physiques qui régissent les différentes étapes de fonctionnement de la technologie (concentration et séparation). Nous aborderons alors les développements réalisés lors de ce travail de thèse sur un mode de séparation temporel qui implique un nouveau modèle de puce. Enfin nous montrerons le travail de développement, à la fois de fabrication technologique mais aussi d'intelligence logicielle, pour mettre en place des gravures de pentes dans du silicium et ainsi enrichir le système µLAS. Puis nous introduirons le travail d'instrumentation réalisé tout au long de ces 3 ans sur un banc d'expérimentation dédié. Ce chapitre sera organisé de façon à introduire un lecteur non averti aux bases et problématiques inhérent à la programmation, à l'instrumentation et à l'automatisation de systèmes pilotables par LabVIEW. Nous nous servirons de ces bases pour présenter la plateforme ainsi développée pour piloter des expérimentations µLAS. Enfin un tel système nécessite d'être caractérisé car il fait intervenir de nombreux acteurs : des outils informatiques et mécaniques. Enfin nous présenterons les résultats de séparation obtenus grâce à la plateforme µLAS complètement intégrée et automatisée. L'analyse de ces résultats a soulevé des questions et par la même occasion une étude de la dispersion dynamique des bandes d'ADN. Nous terminerons par quelques perspectives d'amélioration, évoquées durant le manuscrit.

National audience; This manuscript describes and discusses the integration of instrumentation hardware for the µLAS system for the optimisation of the analysis and separation of DNA molecules. First we will discuss separation techniques, their approaches and strategies. And we will try to answer the question that is asked when a species migrates: how to characterise the competition between forced advection and natural diffusion? In order to optimise and improve the performance of the different separation technologies thus discussed, it is necessary to introduce the problems inherent to each one. Indeed, there is a wide range of actuating means that cause molecules to migrate in many different ways: by hydrodynamics, electrophoresis or even techniques mixing both approaches. Next we will introduce µLAS technology and the technological context in which it is placed. We will present the physical principles that govern the different stages of the technology's operation (concentration and separation). We will then discuss the developments made during this thesis work on a temporal separation mode involving a new chip model. Finally, we will show the development work, both in terms of technological fabrication but also in terms of software intelligence, in order to set up slope etchings in silicon and thus enrich the µLAS system. Then we will introduce the instrumentation work carried out throughout these 3 years on a dedicated experimental bench. This chapter will be organised in such a way as to introduce an uninformed reader to the basics and problems inherent in the programming, instrumentation and automation of systems controlled by LabVIEW. We will use these basics to present the platform thus developed to drive experiments! ations µLAS. Finally, such a system needs to be characterised because it involves many players: computer and mechanical tools. Finally, we will present the separation results obtained thanks to the fully integrated and automated µLAS platform. The analysis of these results raised questions and at the same time a study of the dynamic dispersion of DNA bands. We will conclude with some perspectives for improvement, which were mentioned during the manuscript.; Ce manuscrit décrit et discute de l’intégration de matériel d’instrumentation pour le système µLAS, pour l’optimisation de l’analyse et de la séparation de molécules d’ADN. Dans un premier temps nous aborderons les techniques de séparations, leurs approches et stratégies. Et nous essaierons de répondre à cette question qui est posée quand une espèce migre : comment caractériser la compétition entre advection forcé et diffusion naturelle ? Pour optimiser et améliorer les performances des différentes technologies de séparation ainsi évoquées, il est nécessaire d’introduire les problématiques inhérentes à chacune. Car en effet il existe un large panel de moyens d’actionnements qui font migrer des molécules de multiples façon : par l’hydrodynamique, par l’électrophorèse ou encore des techniques mixant les deux approches. Ensuite nous introduirons la technologie µLAS et dans quel contexte technologique elle se place. Nous présen! terons les principes physiques qui régissent les différentes étapes de fonctionnement de la technologie (concentration et séparation). Nous aborderons alors les développements réalisés lors de ce travail de thèse sur un mode de séparation temporel qui implique un nouveau modèle de puce. Enfin nous montrerons le travail de développement, à la fois de fabrication technologique mais aussi d’intelligence logicielle, pour mettre en place des gravures de pentes dans du silicium et ainsi enrichir le système µLAS. Puis nous introduirons le travail d’instrumentation réalisé tout au long de ces 3 ans sur un banc d’expérimentation dédié. Ce chapitre sera organisé de façon à introduire un lecteur non averti aux bases et problématiques inhérent à la programmation, à l’instrumentation et à l’automatisation de systèmes pilotables par LabVIEW. Nous nous servirons de ces bases pour présenter la plateforme ainsi développée pour piloter des expériment! ations µLAS. Enfin un tel système nécessite d’être carac! térisé car il fait intervenir de nombreux acteurs : des outils informatiques et mécaniques. Enfin nous présenterons les résultats de séparation obtenus grâce à la plateforme µLAS complètement intégrée et automatisée. L’analyse de ces résultats a soulevé des questions et par la même occasion une étude de la dispersion dynamique des bandes d’ADN. Nous terminerons par quelques perspectives d’amélioration, évoquées durant le manuscrit.

International audience

International audience; Dans la lignée des épidémies récentes des virus Ebola et Zika, la pandémie de COVID-19 a donné lieu à une avalanche de données génomiques. Celles-ci ont permis de mieux comprendre l'origine de ce virus, de dater son apparition en Chine mais aussi en France et d'analyser la propagation de l'épidémie grâce aux techniques issues du champ émergent qu'est la phylodynamique.