Search

Hypophosphatemia has many causes and is defined as a serum phosphate level lower than 0,80 mmol/l. Severe hypophosphatemia (below 0,32 mmol/l) is due to acute cellular shift and concomitant chronic loss. Glucosuria, defined as more than 1,4 mmol/l of glucose in a random urine sample, is less frequently observed, and has only a few causes. We describe a 52-year-old patient with a possible Fanconi syndrome and resulting seizure due to severe hypophosphatemia (0,26 mmol/l), to emphasize the importance of proper diagnostic work-up for hypophosphatemia in seizure, as it can be the consequence (intracellular shift) or the cause of seizure.

The introduction of a new technology for the management of diabetes raises questions about their actual use. This is the case with the Freestyle Libre sensor, a tool that measures the interstitial glucose levels. Some studies have provided recommendations about its use, but little is known about how users learn to use it in the daily management of the disease. This ethnographic research explores this issue in the context of a summer camp for young people living with diabetes. The results describe three different levels (material, epistemic and moral) at which learning occurs. They show that its use requires an active appropriation process, the importance of a setting that promotes interactions between the participants and that the features of the tend to reconfigure the expert-lay person relationship.L’introduction d’une nouvelle technologie de gestion du diabète soulève des questions sur son usage effectif. C’est le cas du capteur FreeStyle Libre, un outil mesurant la glycémie interstitielle. Des études ont fourni des recommandations sur son usage, mais on en sait peu sur la manière dont les usager-ère-s apprennent à l’utiliser dans la gestion quotidienne du diabète. Cette recherche ethnographique étudie cette question dans le cadre d’un camp d’été pour jeunes vivant avec un diabète. Les résultats décrivent trois niveaux différents (matériel, épistémique et moral) auxquels cet apprentissage se réalise. Ils montrent que son usage requiert un travail d’appropriation actif, l’intérêt d’un dispositif qui favorise les interactions entre participant-e-s et que les caractéristiques de l’outil tendent à reconfigurer la relation expert-profane.

The introduction of a new technology for the management of diabetes raises questions about their actual use. This is the case with the Freestyle Libre sensor, a tool that measures the interstitial glucose levels. Some studies have provided recommendations about its use, but little is known about how users learn to use it in the daily management of the disease. This ethnographic research explores this issue in the context of a summer camp for young people living with diabetes. The results describe three different levels (material, epistemic and moral) at which learning occurs. They show that its use requires an active appropriation process, the importance of a setting that promotes interactions between the participants and that the features of the tend to reconfigure the expert-lay person relationship.

Bone marrow adiposity is a new adipose tissue of interest in bone pathophysiology. An increase of bone marrow adipocytes (BMAds) is associated with the fragility and bone loss found in different forms of osteoporosis including that of menopause and type 2 diabetes. Adipogenesis can compete with osteoblastogenesis, since BMAds and osteoblasts originate from the same progenitor, mesenchymal stem cells (MSCs). BMAds can release various factors which stimulate osteoclastogenesis, bone resorption, and inhibit osteoblastogenesis, bone formation, inducing an imbalance in bone homeostasis. Besides, an increase in medullar adiposity is observed in bone fragility associated with type 2 diabetes and is correlated with the level of glycated hemoglobin, a plasma marker of chronic uncontrolled hyperglycemia. The extra-cellular matrix (ECM) of BMAds is poorly characterized and its impact on osteoblast has never been assessed in hyperglycemic context. We thus tested whether the ECM of AM is altered by exposure to a high concentration of glucose in vitro using human bone marrow MSCs and whether, once devitalized, it impacts MSCs proliferation, osteoblastogenesis and mineralization capacity at physiological or pathophysiological concentration of glucose. Our results demonstrates that devitalized BMAds ECM enhance the adhesion and proliferation of MSCs without modifying osteoblastogenesis, regardless of the glucose concentration used during the generation of BMAds ECM or osteoblastic differentiation in vitro. However the mineralization quantity and quality is altered, regarding Raman spectroscopy analysis, by the ECM and the glucose concentration. This first work is continued by the characterization of BMAds ECM by several complementary approaches. Using a first gene expression characterization, in vitro MSCs-derived BMAds exhibit a different ECM composition compared to osteoblast and MSCs regarding gene expression, without any impact of the glucose concentration. The molecular quality and composition of BMAds ECM are assessed by RAMAN spectroscopy and reveal modifications according to the high glucose concentration, with in particular more proteoglycans with chondroitin sulfate motifs. These results are confirmed by the analysis of BMAds isolated from the bones of two models : the mouse ovarectomy, a classic model mimicking menopause with the development of obesity and a pre-diabetic state ; and a clinical model of post-menopausal women with knee osteoarthritis requiring a total knee prosthesis and characterized at the metabolic level. Finally, the impact of glycaemia modulation in the ovariectomy model on bone tissue and the marrow microenvironment including BMAds has also begun to be studied with the study of the evolution of medullar adiposity and bone quantity/quality during a treatment with a hypoglycemic molecule (SGLT2 inhibitor). In conclusion, BMAds ECM induce alterations in osteoblasts mineralization, thus contributing to the development of bone fragility in osteoporosis and type 2 diabetes.; L'adiposité médullaire constitue un nouveau tissu adipeux d'intérêt dans les physiopathologies osseuses. Une augmentation du nombre d'adipocytes médullaires (AM) est associée à la fragilité et à la perte osseuse retrouvée dans différentes formes d'ostéoporose dont celles de la ménopause et du diabète de type 2. L'adipogénèse peut entrer en compétition avec l'ostéoblastogénèse, puisque les AM et les ostéoblastes sont issus du même progéniteur, les cellules souches mésenchymateuses (CSM). Les AM sécrètent des facteurs pouvant stimuler l'ostéoclastogénèse, la résorption osseuse, et inhiber l'ostéoblastogénèse, la formation osseuse, induisant un déséquilibre de l'homéostasie osseuse. De plus, une augmentation de l'adiposité médullaire est observée dans la fragilité osseuse associée au diabète de type 2 et est corrélée au taux d'hémoglobine glyquée, un marqueur plasmatique d'une hyperglycémie chronique non contrôlée. La matrice extra-cellulaire (MEC) des AM est peu caractérisée et son impact sur les ostéoblastes n'a jamais été évalué dans ce contexte. Nous avons donc testé si la MEC des AM est altérée par l'exposition à une forte concentration en glucose in vitro par l'emploi de CSM humaines médullaires et si, une fois dévitalisée, elle impacte la prolifération des CSM, la différenciation ostéoblastique et la minéralisation à une concentration physiologique et physiopathologique de glucose. Nos résultats démontrent que les MEC dévitalisées améliorent l'adhésion et la prolifération des CSM sans modifier l'ostéoblastogénèse, quelle que soit la concentration de glucose employée au cours de la génération des MEC adipocytaires ou de la différenciation ostéoblastique. En revanche la quantité et la qualité du minéral produit est altérée par les matrices adipocytaires ainsi que par la concentration en glucose. Ce premier travail est poursuivi par la caractérisation des MEC adipocytaires par plusieurs approches complémentaires. Une première caractérisation génique des AM obtenus par différenciation de CSM humaines in vitro met en évidence la production d'une MEC spécifique qui diffère de celle produite par les cellules à proximité : les CSM et les ostéoblastes, sans impact de la concentration en glucose. La qualité et la composition moléculaires des MEC sont évaluées par spectroscopie RAMAN, révélant des modifications liées à la forte concentration en glucose, avec notamment davantage de protéoglycanes à motifs chondroïtine sulfate. Ces résultats sont confirmés par l'analyse des AM isolés des os de deux modèles : le modèle d'ovariectomie murin, un modèle classique mimant la ménopause avec le développement d'une obésité et d'un état pré-diabétique ; et un modèle clinique de femmes post-ménopausées souffrant de gonarthrose nécessitant la pose d'une prothèse totale de genou et caractérisées sur le plan métabolique. Enfin, l'impact de la modulation de la glycémie dans le modèle d'ovariectomie sur le tissu osseux et le micro-environnement médullaire, dont les AM, a également commencé à être étudié avec le suivi de l'évolution de l'adiposité médullaire et de la quantité/qualité osseuse au cours d'un traitement avec une molécule hypoglycémiante (inhibiteur de SGLT2). En conclusion, les MEC adipocytaires induisent des altérations au niveau de la minéralisation des ostéoblastes, participant donc au développement d'une fragilité osseuse dans l'ostéoporose et le diabète de type 2.

L’abeille domestique (Apis mellifera) est un insecte qui contribue à l’agriculture par sa pollinisation. Le taux élevé des mortalités hivernales des colonies est préoccupant depuis des décennies au Canada. Plusieurs facteurs sont impliqués, particulièrement Varroa destructor; un parasite qui se nourrit du corps gras de l’abeille. Le développement d’outils adaptés permettrait un meilleur suivi des colonies. Le projet consiste à corréler l’infestation de varroa avec les concentrations en sucres sériques et les co-infections (virales et bactériennes). Cette étude compare dans le temps six ruches fortement infestées et six ruches traitées (témoins). Un prélèvement d’hémolymphe a été effectué pour mesurer les concentrations en sucres en utilisant un glucomètre humain préalablement validé. Les concentrations en sucres (glucose et tréhalose) dans l’hémolymphe étaient significativement plus faibles (p, The European honeybee (Apis mellifera) contributes to the agriculture by its pollination; however, the mean overwintering loss rate of colonies over the last decades in Canada is worrisome. Varroa destructor, which feeds on the fat bodies of honeybees, is considered one of the most important causes of bee colony declines. The development of adapted diagnostic tools would improve the monitoring of honeybee health. This project aims to correlate the infestation by varroa to the hemolymph sugar concentrations (trehalose and glucose) and bacterial and viral coinfections. Six highly infested and six treated hives were compared over time. Pooled hemolymph of honeybees was collected for sugar concentration measurements using a previously validated portable glucometer. The hemolymph samples were also submitted for bacteriology. Multiplex RT-PCR analyses were performed on pooled honeybees for six viruses: Deformed wing virus A and B (DWV-A/B), Bee Queen Cell Virus (BQCV), Acute Bee Paralysis Virus (ABPV), Kashmere Bee Virus (KBV), Israeli Acute Paralysis Virus (IAPV). The results show that, in September, sugar concentrations in hemolymph were significantly lower in highly infested hives (p

Intestinal gluconeogenesis (IGN) is a regulatory function of energy homeostasis. IGN-produced glucose is sensed by the gastrointestinal nervous system and sends a signal to regions of the brain regulating food intake and glucose control. IGN is activated by dietary protein and dietary fibre, and by gastric bypass surgery of obesity. Glutamine, propionate and succinate are the main substrates used for glucose production by IGN. Activation of IGN accounts for the well-known satiety effect of protein-enriched diets and the anti-obesity and anti-diabetes effects associated with fibre feeding and gastric bypass surgery. Genetic activation of IGN in mice shows the same beneficial effects, independently of any nutritional manipulation, including a marked prevention of hepatic steatosis under hypercaloric feeding. The activation of IGN could thus be the basis for new approaches to prevent or correct metabolic diseases in humans.La néoglucogenèse intestinale : une fonction insulinomimétique.La néoglucogenèse intestinale (NGI) est une fonction régulatrice de l’homéostasie énergétique. Le glucose qu’elle produit est détecté par le système nerveux gastrointestinal et envoie un signal aux régions du cerveau régulant la prise alimentaire et le contrôle glycémique. L’activation de la NGI par les protéines et les fibres alimentaires et par la chirurgie de type by-pass gastrique permet d’expliquer les effets anti-obésité et anti-diabète des régimes enrichis en protéines et/ou en fibres et de la chirurgie bariatrique. L’activation génétique de la NGI chez la souris présente les mêmes effets bénéfiques, indépendamment de toute manipulation nutritionnelle. L’activation de la NGI pourrait ainsi être la base de nouvelles approches préventives ou correctives des maladies métaboliques chez l’homme.

Neurodegenerative diseases are a major societal issue and their early detection is essential to better manage patients and to consider the application of a potential treatment. One of the biomarkers for detecting the disease even before the onset of symptoms is cerebral glucose consumption. Indeed, glucose is an essential molecule for energy production and our brain is the organ which consumes the most of glucose. In order to better understand the physiopathology of these diseases, the use of animal models is particularly interesting because it allows, among other things, to study the evolution of the disease from the first months of life of the animals. However, existing imaging methods, such as positron emission tomography or autoradiography, are not suitable for longitudinal follow-up of the many existing rodent models due to their lack of spatial resolution or the need to sacrifice the animal. In order to overcome these drawbacks we developped during this thesis the Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) imaging of glucose with the goal of mapping the energy metabolism in vivo with a good spatial resolution. The objective of this thesis work was therefore to optimize, characterize and evaluate the potential of glucoCEST imaging for the investigation of brain metabolism in vivo. We first optimized the CEST sequence's parameters in order to be as sensitive and specific as possible to glucose and its analogs. We then answered a major question about the compartmental origin of the CEST signal by showing that it originates from both extracellular and intracellular compartments. Based on these results, we evaluated the potential of CEST imaging to monitor energy metabolism in different brain structures and then applied it to longitudinal monitoring of control rats and rats with Huntington's disease. We were thus able to observe metabolic differences between these cohorts. Finally, we worked on the quantification of the CEST signal. All these results show the applications of glucoCEST imaging as a relevant tool for monitoring cerebral energy metabolism in rodent models., Les maladies neurodégénératives sont un enjeu de société majeur et leur détection précoce est essentielle pour mieux prendre en charge les patients et pour envisager l'application d'un traitement potentiel. L'un des biomarqueurs pour détecter la maladie avant même l'apparition de symptômes est la consommation cérébrale de glucose. En effet, le glucose est une molécule essentielle à la production d'énergie et notre cerveau est l'organe de notre corps qui en consomme le plus. Afin de mieux comprendre la physiopathologie de ces maladies, le recours aux modèles animaux est particulièrement intéressant car il permet, entre autres, d'étudier l'évolution de la maladie dès les premiers mois de vie des animaux. Cependant, les méthodes d'imagerie existantes, telles que la tomographie par émission de positrons ou l'autoradiographie ne sont pas adaptées au suivi longitudinal des nombreux modèles rongeurs existants du fait de leur manque de résolution spatiale ou de la nécessité de sacrifier l'animal. Afin de pallier ces inconvénients nous avons développé au cours de cette thèse l'imagerie de Transfert de Saturation par Échange chimique (CEST) du glucose dont l'objectif était de cartographier le métabolisme énergétique in vivo avec une très bonne résolution spatiale. L'objectif de ce travail de thèse a donc été d'optimiser, caractériser et évaluer le potentiel de l'imagerie glucoCEST pour l'investigation du métabolisme cérébral in vivo. Nous avons tout d'abord optimisé les paramètres de la séquence CEST afin d'être le plus sensible et spécifique possible au glucose et à ses différents analogues. Nous avons ensuite répondu à une question majeure qui est l'origine compartimentale du signal CEST en montrant qu'il provenait des compartiments extracellulaire et intracellulaire. A partir de ces résultats nous avons évalué le potentiel de l'imagerie CEST à suivre le métabolisme énergétique dans différentes structures cérébrales puis nous l'avons appliqué au suivi longitudinal de rats contrôles et de rats atteints de la maladie de Huntington. Nous avons ainsi pu observer des différences métaboliques entre ces cohortes. Enfin, nous avons travaillé sur la quantification du signal CEST. L'ensemble de ces résultats montre les applications de l'imagerie glucoCEST comme outil pertinent du suivi du métabolisme énergétique cérébral dans les modèles rongeurs.

This thesis focused on the design of amphiphilic systems resulting from the self-association of new hybrid nonionic fluorinated/hydrogenated surfactants with a PEGylated or a glucose polar head. In water, these surfactants were found to form different types of stable aggregates, micelles for the PEG series and vesicles for the Glucose series, and thus could be used for the encapsulation and vectorization of hydrophobic drugs. We developed a versatile multi-step synthesis of an hybrid building block with a serine core which was then grafted to a polar head by a copper(I)-mediated azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) reaction to lead to the F–H hybrid surfactants. A thorough study of their self-assembly properties i.e. cmc, aggregation number, size and stability of the aggregates was carried out. We demonstrated that subtle changes in the chemical structure can change the nature and the size of the aggregates with the F6 PEG series forming rather small and compact micelles, those of the F8 PEG being larger and likely well-defined while the two Glucose compounds form vesicles. Finally, preliminary encapsulation trials of Paclitaxel (PTX), an hydrophobic chemotherapeutic agent, were carried out using a hybrid PEGylated surfactant from the F8 series. Despite low drug-loading and rapid burst-release, cell viability tests on pulmonary cancer lines showed that PEGylated F8 alone is biocompatible and that PEGylated F8/PTX formulation does not inhibit the activity of PTX in the micellar formulation., Ces travaux de thèse portent sur la conception de systèmes amphiphiles provenant de l’auto-association de nouveaux tensioactifs hybrides non ioniques fluorocarbonés–hydrocarbonés (F–H) à tête polaire PEGylée ou glucosylée. Ces tensioactifs sont capables de former différents types d’agrégats dans l’eau (micelles et vésicules) et pourraient servir pour l’encapsulation et la vectorisation de principes actifs hydrophobes.Nous avons mis au point une synthèse multi-étapes modulable d’un fragment hybride F–H à motif sérine qui est ensuite greffé à une tête polaire par réaction de chimie click, pour conduire aux tensioactifs hybrides F–H. Une étude détaillée de leurs propriétés d’auto-assemblage (i.e. cmc, nombre d’agrégation, taille et stabilité des agrégats) a été réalisée et a permis de préciser l’influence de la longueur des chaînes hydrophobes F–H et de la nature des têtes hydrophiles greffées (Glucose, PEGs) sur l’auto-association des tensioactifs. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de la physico-chimie des agrégats qui permettra par la suite la sélection du (des) meilleur(s) candidat(s) pour une future encapsulation de principes actifs.Enfin, des essais préliminaires d’encapsulation du Paclitaxel (PTX), un agent anti cancéreux hydrophobe, ont été menés à l’aide d’un tensioactif candidat hybride PEGylée F8. Malgré de faibles doses de PTX encapsulées et un effet de burst-release rapide, des tests de viabilité cellulaire sur des lignées cancéreuses pulmonaires, ont permis de mettre en évidence le caractère biocompatible du vecteur seul et la conservation de l’activité pharmacologique du PTX dans la formulation micellaire.

Escherichia coli, naturally living in the intestinal flora, is subject to large fluctuations in the nature and quantity of the nutrients availability. Multiple carbon sources are sequentially consume with cells exhibiting transition phases between each substrate consumption. Cellular adaptation during these transitional phases has long been considered homogeneous within the population, while recent studies suggest cell-to-cell phenotypic variability during transition. The mechanisms behind this variability remain only partially elucidated. Our study focuses on the adaptation of cells during growth on glucose and xylose mix. This mixture of substrates is of interest in the context of plant biomass valorization. We developed a methodology allowing phenotypic variability observation in a population of Escherichia coli during growth on a glucose/xylose mixture. Through this method, we highlighted the role and importance of the transcription factor XylR in the duration of the glucose/xylose transition. Thus, the latency duration between glucose and xylose consumption has been shown to be flexible and impacted by the availability of XylR. When this availability is insufficient, the major part of the cell are not able to restart a new metabolic program, creating a heterogeneity in the population between cells that have adapted and the others. Finally, we explored the phenotypic properties of the two subpopulations and showed that unadapted cells enter a dormant-like state. Transcriptional program changes during glucose/xylose transition were also characterized by a transcriptomic study. This work provide the first exhaustive description of the glucose-xylose transition and illustrates the possibility of creating phenotypic bistability in a population by playing on the availability of a single transcription factor.; Lors de sa croissance, la bactérie Escherichia coli doit faire face à d’importantes fluctuations en termes de nature et de quantité des nutriments disponibles. L’utilisation de sources de carbone multiples se fait de façon séquentielle et induit des latences entre les consommations de chaque substrat appelé phase de transition. L’adaptation des cellules lors de ces phases de transitions a longtemps été regardé comme homogène au sein de la population, mais de récentes études ont suggéré des variations de phénotype entre cellules de la même population. Les mécanismes à l’origine de cette variabilité restent partiellement élucidés. Notre étude a porté sur l’adaptation des cellules lors d’une croissance sur un mélange glucose/xylose, d’intérêt dans un contexte de valorisation de la biomasse végétale. Nous avons mis en place une méthodologie d’étude permettant l’observation de la variabilité phénotypique d’une population d’Escherichia coli lors de sa croissance sur mélange glucose/xylose. L’application de cette méthodologie a permis de mettre en évidence le rôle central du facteur de transcription XylR dans le contrôle de la durée de la transition glucose/xylose. Ainsi la durée du temps de latence entre la consommation du glucose et du xylose a été montrée comme modulable et impactée par la disponibilité en XylR. Quand cette disponibilité est rendue insuffisante, une majorité des cellules ne parvient pas à mettre en place le nouveau programme métabolique, créant une hétérogénéité dans la population. Nous avons enfin exploré les propriétés phénotypiques des deux sous-populations et montré que les cellules non-adaptées entrent dans un état ressemblant à de la dormance. Nous avons également caractérisé les modifications du programme transcriptionnel lors de la transition glucose/xylose par une étude transcriptomique. Ces travaux ont fourni la première description exhaustive de la transition glucose/xylose et illustrent la possibilité de créer une bistabilité phénotypique dans une population en jouant sur la disponibilité d’un seul facteur de transcription.

National audience; Objectif: Évaluer les performances diagnostiques du dosage du lactate, du glucose et du ratio lactate/glucose synovial pour le diagnostic d'arthrite septique. Méthodes: Dans cette étude transversale monocentrique, les liquides synoviaux de patients souffrant d'un épanchement articulaire aigu (< 30 jours) sur articulations natives ont été recueillis de manière prospective. L'arthrite septique a été définie selon les critères de Newman. Pour évaluer les performances diagnostiques, ont été calculés la courbe ROC (Receiver Operating Characteristic) avec l'aire sous la courbe (AUC), la sensibilité (Se), la spécificité (Sp) et le rapport de vraisemblance positif (RV + ) avec leur intervalle de confiance à 95 %. La culture bactériologique des liquides synoviaux avec coloration de Gram, la recherche de microcristaux, la numération leucocytaire (GBsyn) et le dosage du glucose et du lactate ont été réalisés. Résultats: Au total, 233 liquides synoviaux ont été inclus comprenant 25 arthrites septiques et 208 arthrites non septiques (104 arthrites microcristallines, 15 PR, 8 SpA, 6 arthrites réactionnelles et 75 arthrites aiguës d'origine indéterminée). Le ratio lactate/glucose synovial était plus haut que le dosage séparé du lactate et du glucose synovial (AUC : 0,859 [0,772–0,945]). La valeur seuil idéale pour le ratio lactate/glucose synovial permettant de différencier l'arthrite septique de l'arthrite non septique était de 5 Se 52 % [0,34–0,7], Sp 98,1 % [0,95–0,99], RV+ 27,0 [9,50–76,00]). Conclusion: Les performances diagnostiques du ratio lactate/glucose synovial permettent de discriminer de manière efficace et très rapide les arthrites septiques des autres formes d'arthrite.

Thèse confidentielle jusqu'au 19 janvier 2022.; This work is part of the continuation of work begun during previous theses of the laboratory on the design of low molecular weight gelling amphiphilic molecules, making it possible to obtain supramolecular gels. The first objective of this study corresponded to the synthesis of original derivatives associating 3 types of biosourced compounds, in this case glucose, lysine and fatty acids of variable chain length, all three of which are derived from plant biomass, with glucose from ligno-cellulosic biomass, lysine as a by-product of the sugar industry and fatty acids from vegetable oils. The proposed synthesis method is a direct method for each of the steps and avoids all protection/deprotection methods. The second objective was to highlight the gelling properties of these different compounds, by varying the solvent and concentration. Many gelling agents have shown ambidextrous properties, gelling water and organic solvents. The properties of the resulting supramolecular gels have been characterised by different techniques at the macroscopic level to determine the de-gelling temperatures, such as the inverted tube method or rheology, and at the microscopic level, such as microscopy. The interactions existing between the molecules and likely to be responsible for gel formation were highlighted by different spectroscopies (NMR, IR …), which led to the conclusion that the gelling process is governed by both hydrophobic interactions and hydrogen bonds.; Ce travail de thèse s’inscrit dans la poursuite de travaux débutés lors de thèses précédentes du laboratoire sur la conception de molécules amphiphiles gélifiantes de faible poids moléculaire, permettant d’obtenir des gels supramoléculaires. Le premier objectif de cette étude correspondait à la synthèse de dérivés originaux associant 3 types de composés biosourcés, en l’occurrence le glucose, de lysine et d’acide gras de longueur de chaîne variable, issus tous les trois de la biomasse végétale, avec le glucose issu de la biomasse ligno-cellulosique, la lysine en tant que sous-produit de l’industrie sucrière et les acides gras, des huiles végétales. La méthode de synthèse proposée est une méthode directe pour chacune des étapes et permet d’éviter toutes méthodes de protection/déprotection. Le deuxième objectif a été de mettre en évidence les propriétés gélifiantes de ces différents composés, en faisant varier le solvant et la concentration. De nombreux gélifiants ont montré des propriétés ambidextres, gélifiant l’eau et les solvants organiques. Les propriétés des gels supramoléculaires qui en découlent ont été caractérisées par différentes techniques au niveau macroscopique pour déterminer les températures de dé-gélification, telles que la méthode du tube inversé ou encore la rhéologie, et au niveau microscopique, telles que la microscopie. Les interactions existant entre les molécules et susceptibles d’être responsables de la formation du gel ont été mises en évidence par différentes spectroscopies (RMN, IR, …), ce qui a permis de conclure que le processus de gélification est gouverné à la fois par des interactions hydrophobes et des liaisons hydrogène.

Le diabète de type 2 (DT2) est caractérisé par une résistance à l’action de l’insuline et une dysfonction des cellules β pancréatiques. Il apparait lorsque la cellule β devient incapable d’augmenter sa masse fonctionnelle afin de compenser la résistance périphérique à l’action de l’insuline. L’identification de molécules capables de stimuler la réplication des cellules β et ainsi de préserver leur masse fonctionnelle aurait donc un intérêt thérapeutique majeur. Nous avons établi un modèle d’excès de nutriments in vivo chez le rat, dans lequel nous avons observé qu’une augmentation de la prolifération des cellules β associée à une augmentation de l’expression du facteur de croissance « heparin-binding EGF-like growth factor » (HB-EGF). L’objectif de cette thèse était de valider l’effet mitogène du HB-EGF sur les cellules β de rats et humaines, puis d’identifier le mécanisme d’activation de la voie HB-EGF-EGFR. Dans une première étude, nous avons démontré ex vivo que le facteur croissance HB-EGF stimule la prolifération des cellules β pancréatiques d’îlots isolés de rats et humains via l’activation de son récepteur EGFR. Nous avons également observé que la stimulation de la prolifération des cellules β de rats par le glucose nécessite l’activation de la voie de signalisation HB-EGF-EGFR par un mécanisme qui implique à la fois une augmentation de l’expression du gène codant pour HB-EGF via le facteur de transcription ChREBP, et l’activation du récepteur EGFR via une protéine de la famille des protéines Src tyrosine kinase. Les cellules β des îlots humains étant réfractaires à la prolifération, il est essentiel de confirmer les résultats obtenus chez les rongeurs dans des tissus humains. Nous avons observé un effet mitogène d’HB-EGF sur les cellules β humaines. En revanche, nous n’avons pas pu détecter de manière reproductible un effet stimulant du glucose sur la prolifération des cellules β humaines. Notre deuxième étude a donc consisté à identifier la technique la plus appropriée pour mesurer la prolifération des cellules β humaines. Nous avons comparé systématiquement la mesure de la prolifération en réponse à divers stimuli par cytométrie en flux ou par immunohistochimie sur des îlots intacts ou dispersés. Nous avons testé trois facteurs mitogènes soit le glucose, l’HB-EGF et l’harmine. Nous avons observé que l’HB-EGF et l’harmine stimulent la prolifération des cellules β et non β indépendamment de la méthode utilisée. En revanche, l’action mitogène du glucose semble être dépendante de la méthode. En conclusion, nous avons d’abord démontré que l’effet mitogène du glucose nécessite l’activation de la voie de signalisation HB-EGF-EGFR. Ensuite, nous avons observé que la mesure de la prolifération des cellules β humaines par cytométrie en flux offre plusieurs avantages par rapport à l’immunohistochimie., Type 2 diabetes (T2D) is characterized by peripheral insulin resistance and pancreatic β-cell dysfunction. T2D occurs when β cells become unable to increase their functional mass in order to compensate for insulin resistance. The identification of molecules capable of stimulating β-cell replication to preserve their functional mass would therefore be of major therapeutic interest. We previously established a model of nutrient excess in which we observed an increase in β-cell proliferation associated with enhanced expression of the growth factor "heparin-binding EGF-like growth factor" (HB-EGF). The objective of the work presented in this thesis was to test the hypothesis that HB-EGF stimulates both rodent and human β-cell proliferation and to identify the underlying mechanisms. In a first study, we demonstrated ex vivo that HB-EGF stimulates pancreatic β-cell proliferation of isolated rat and human islets by activating EGFR. We also demonstrated that glucose, an important mitogen of the β cells, requires the activation of this HB-EGF-EGFR signaling pathway, ex vivo and in vivo in an infused rat model, to stimulate β-cell replication. Mechanistically, we demonstrate that glucose promotes HB-EGF gene expression via the ChREBP transcription factor and EGFR activation via a protein from the Src kinase family. Since adult human β cells tend to be refractory to proliferation, it is essential to confirm the findings obtained in rodents in human tissues. In isolated human islets, we confirmed the mitogenic action of HB-EGF but we were unable to detect a consistent stimulation of human β-cell proliferation in response to glucose. Our second study therefore consisted in identifying the most appropriate technique to measure human β-cell proliferation. We systematically compared proliferation levels measured by flow cytometry or immunohistochemistry in intact and dispersed human islets. We tested three mitogenic factors: glucose, HB-EGF and harmine. We observed that HB-EGF and harmine stimulate non-β cells and β-cell proliferation regardless of the method used. In contrast, the mitogenic action of glucose is variable depending on the method used. In conclusion, we first demonstrated that the mitogenic effect of glucose in β cells requires the activation of the HB-EGF-EGFR signaling pathway. Then we demonstrated that assessment of human β cell proliferation by flow cytometry offers several advantages over the use of immunohistochemical methods.

The possibilities to improve the electrochemical properties of layered double hydroxides (LDH) phases are numerous, whether by intercalation of electroactive anions in the inter-lamellar space, or by the presence of electroactive metal cations in the LDH sheets. Their conductive properties can still be improved by the association with electric percolants. Recently, the development of electro-active LDH phases based on mixed valence metal cations (NiIICoIII, CoIIMnIII, NiIIFeIII, etc.) in LDH sheets has opened new perspectives in the field of electro-catalysis.In this context, our study focused LDH with two metal cations; namely cobalt and manganese. A series of CoRMn LDH (R = 1, 2, 3, 4, 5) was synthesized by coprecipitation. Their properties, in terms of morphology, chemical composition, global and local structure, have been studied by a multi-scale approach using different characterization techniques (XRD, FTIR, SEM-EDX, TGA-MS, XPS and XAS). The formation mechanism of the Co3Mn phase was investigated by Quick-XAS on the Synchrotron Soleil's ROCK line. The electrochemical behavior of CoRMn LDH thin films, coated on carbon electrodes, was studied by cyclic voltammetry. The coupling of the electrochemical investigation with XANES operando measurements enabled the identification of the chemical species involved in the redox process of these materials.Electro-catalytic properties of CoRMn HDL for hydrogen peroxide oxidation in neutral pH solution have been highlighted. Therefore, new designs of amperometric sensors and biosensors have been proposed for the determination of H2O2 and glucose concentrations, respectively. This transduction concept can be proposed in replacement of a Pt electrode, conventionally used in glucose oxidase based bioelectrodes. The preparation of the GOx/Co3Mn bioelectrode has been optimized by a multi-layered approach. In both cases, we have showed that the sensitivity of the sensors and biosensors depends on the amount of Co3Mn deposited on the electrode surface, confirming the electrocatalytic role of the LDH coating wherein the H2O2 oxidation takes place. Finally, we have studied the possibility to form layered spinel-type CoRMn phases from the calcination of the CoRMn HDL phases., Les possibilités pour améliorer des propriétés électrochimiques des phases hydroxydes doubles lamellaires (HDL) sont nombreuses, que ce soit par l’intercalation d’anions électroactifs dans l’espace inter-lamellaires, ou par la présence de cations métalliques électro-actifs dans les feuillets HDL. Leurs propriétés conductrices peuvent encore être améliorées par association avec des percolants électriques. Récemment, le développement des phases HDL électro-actives à base de cations métalliques à valence mixte (NiIICoIII, CoIIMnIII, NiIIFeIII, etc.) dans les feuillets HDL a ouvert de nouvelles perspectives dans le domaine de l’électro-catalyse.Dans ce contexte, notre étude s’est centrée sur deux cations ; le cobalt et le manganèse. Une série d’HDL CoRMn (R = 1, 2, 3, 4, 5) a été synthétisée par coprécipiation. Leurs propriétés physico-chimiques, en termes de morphologie, de composition chimique, de structure globale et locale, ont été étudiées par une approche multi-échelle en utilisant différentes techniques de caractérisation (DRX, IRTF, MEB-EDS, ATG-MS, XPS et XAS). Le mécanisme de formation de la phase Co3Mn, a été élucidé par un suivi par Quick-XAS sur la ligne ROCK du Synchrotron Soleil. L’étude électrochimique par voltammétrie cyclique de dépôts de films minces sur électrode de carbone de CoRMn HDL, associée à des mesures XANES operando, a permis l’identification des espèces chimiques impliquées dans le processus redox de ces matériaux.Les propriétés électro-catalytiques de ces HDL vis-à-vis de l’oxydation du peroxyde d’hydrogène en milieu neutre ont été mises en évidence. Ainsi nous avons développé de nouveaux concepts de capteurs et biocapteurs ampérométriques pour la détection de H2O2 et du glucose. Ce principe de transduction peut être proposé en remplacement de l'électrode en Pt, conventionnellement utilisée dans le développement de bioélectrodes à base de glucose oxydase. La préparation de la bioélectrode GOx/Co3Mn a été optimisée par un procédé multicouche. Dans les deux cas, nous avons montré que la sensibilité des capteurs et des biocapteurs testés, dépendait de la quantité de Co3Mn déposée sur la surface de l’électrode, confirmant le rôle électro-catalytique du matériau HDL au sein duquel s’effectue le processus d’oxydation. Finalement, nous avons étudié la possibilité de former des phases CoRMn plaquettaires de type spinelle à partir de la calcination des phases CoRMn HDL.

Soluble sugars and starch dosings from wood and root of vine is important to quantify the carbon contained in the plant. Different extraction and dosing methods do exist for each kind of sugar. Each of them has some advantages and inconvenients. Some solvents are very efficient for dosing soluble sugars but give some inhibitions when dosing ; others are toxic and carcinogenic. The solvents that do not inhib the dosing of soluble sugars involve starch loose which is the main form of sugar stocking in the plant. This study allows to compare several soluble sugar extraction solvents (ethanol, mix ethanol-water and only water) on wood and roots of the vine. For the samples extracted by the ethanol-water solvent, different purification techniques were tested (filtration, adding of PVP and / or chloroform) in order to find the easiest, the rapidest and the best fitted method adapted for our samples and our dosing method. To conclude, the ethanol-water extraction followed by a purification with PVP adding was the best method to dose soluble sugars without starch loose in the woods and roots of vine., Choix d'une méthode d'extraction et de purification pour le dosage des sucres solubles et de l'amidon dans les tissus ligneux de la vigne.Résumé. Le dosage des sucres solubles et de l’amidon dans des bois et racines de vigne est important pour quantifier l’état carboné de la plante. Il existe différentes méthodes d’extraction et de dosage pour ces différents sucres qui ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients. Certains solvants sont très efficaces pour l’extraction des sucres solubles mais entrainent des inhibitions lors de leur dosage, d’autres sont toxiques et cancérigènes. Les solvants qui n’inhibent pas les dosages des sucres solubles entrainent une perte d’amidon, qui est la forme majoritaire de stockage des sucres dans les organes de réserve de la vigne. L’étude menée ici a permis de comparer plusieurs solvants d’extractions des sucres solubles (éthanol, mélange éthanol-eau et eau seule) sur des échantillons de bois et de racines de vigne. Sur les échantillons extraits par le solvant éthanol-eau, différentes techniques de purification (filtration, ajout de PVP et/ou de chloroforme) ont été testées afin de trouver la méthode la plus simple, la plus rapide et la plus adaptée à nos échantillons et à notre méthode de dosage. Au final, l’extraction éthanol-eau suivie d’une purification par ajout de PVP s’est révélée la solution optimale pour doser les sucres solubles sans perte d’amidon dans les bois et racines de vigne.

The pathogenic yeast Candida albicans is both a powerful commensal and pathogen of humans that can infect a wide range of organs and body sites. Metabolic flexibility promotes infection and commensal colonization by this opportunistic pathogen. Yeast cell survival depends upon assimilation of fermentable and non-fermentable locally available carbon sources. Physiologically relevant sugars like glucose and fructose are present at low level in host niches. However, because glucose is the preferred substrate for energy and biosynthesis of structural components, its efficient detection and metabolism are fundamental for the metabolic adaptation of the pathogen. We explored and characterized the C. albicans hexose kinase system composed of one hexokinase (CaHxk2) and two glucokinases (CaGlk1 and CaGlk4). Using a set of mutant strains, we found that hexose phosphorylation is mostly performed by CaHxk2, which sustains growth on hexoses. Our data on hexokinase and glucokinase expression point out an absence of cross regulation mechanisms at the transcription level and different regulatory pathways. In the presence of glucose, CaHxk2 migrates in the nucleus and contributes to the glucose repression signaling pathway. In addition, CaHxk2 participates in oxidative, osmotic and cell wall stress responses, while glucokinases are overexpressed under hypoxia. Hexose phosphorylation is a key step necessary for filamentation that is affected in the hexokinase mutant. Virulence of this mutant is clearly impacted in the Galleria mellonella and macrophage models. Filamentation, glucose phosphorylation and stress response defects of the hexokinase mutant prevent host killing by C. albicans. By contributing to metabolic flexibility, stress response and morphogenesis, hexose kinase enzymes play an essential role in the virulence of C. albicans. In a second time, we explored the regulatory role of hexokinase 2 involved in glucose signalling, a regulatory pathway developed by microorganisms to promote the use of glucose. In C. albicans, the glucose repression system has been maintained overall, but the role of the various actors and more particularly of hexokinase 2 has never been specified. Our work showed that in the presence of glucose, hexokinase 2, CaHxk2, is relocated in the nucleus and negatively regulates the expression of alternative carbon metabolism genes.�� Targeted deletion experiments have shown that the catalytic function of hexokinase 2 is required to enable the enzyme to perform its regulatory function. In parallel, we conducted a transcriptomic study by digital droplet PCR, as part of a technical project focused on the analysis of the transcription of metabolic genes during the very early phases of phagocytosis. Our work revealed a strong induction of genes belonging to alternative carbon metabolism pathways (ß-oxidation, neoglucogenesis, glyoxylic cycle), La levure Candida albicans, constituant de la microflore pathogène et commensale de l’homme colonise et infecte de nombreux organes. Cette colonisation est permise par la flexibilité métabolique de ce pathogène, dont la survie dépend de l’assimilation de sources carbonées fermentescibles ou non, localement disponibles. Parmi ces ressources, le glucose est présent en faible quantité dans certains sites du corps humain. Cette source de carbone étant préférentiellement utilisée par les microorganismes, sa détection et sa métabolisation optimales sont de première importance pour la survie du pathogène. Les travaux effectués au cours de cette thèse ont été focalisés sur la première étape irréversible de la glycolyse, la conversion du glucose en glucose-6-phosphate par les hexoses kinases, jamais décrites chez C. albicans. Le système des hexose kinases chez C. albicans est constitué d’une hexokinase (CaHxk2) et de deux glucokinases (CaGlk1 et CaGlk4). La construction de différentes combinaisons de mutants de délétion, nous a permis de constater que la phosphorylation des hexoses était principalement assurée par l’hexokinase 2. L’analyse de l’expression des gènes codant pour l’hexokinase et les glucokinases a révélé une absence de régulation transcriptionnelle croisée et des mécanismes de régulation différents. Tandis que l’hexokinase est impliquée dans les réponses aux stress oxydant, osmotique et de paroi, les glucokinases sont surexprimées en condition hypoxiques. La phosphorylation des hexoses est une étape clé nécessaire à la transition filamenteuse qui est affectée chez le mutant hexokinase. L’analyse de la virulence des mutants de délétion conduite dans deux pathosystèmes différents (le modèle insecte Galleria mellonella et le modèle macrophage de souris (J774)), a révélé l’hypovirulence du mutant hexokinase 2, alors que la délétion des glucokinases ne conduit à aucun phénotype remarquable, posant la question du rôle physiologique de ces enzymes.Nos travaux ont ensuite exploré le rôle régulateur de l’hexokinase 2 impliquée dans la signalisation glucose, voie de régulation élaborée par les microorganismes pour privilégier l’utilisation du glucose. Chez C. albicans, le système de répression glucose a été globalement conservé mais le rôle des différents acteurs et plus particulièrement de l’hexokinase 2 n’a jamais été précisé. Nos travaux ont permis de démontrer qu’en présence de glucose, l’hexokinase 2, CaHxk2, est relocalisée dans le noyau et régule négativement l’expression des gènes du métabolisme carboné alternatif. Des expériences de délétion ciblées ont permis de mettre en évidence que la fonction catalytique de l’hexokinase 2 était requise pour permettre à l’enzyme d’exercer sa fonction régulatrice. Parallèlement nous avons mené une étude de transcriptomique par digital droplet PCR, dans le cadre d’un projet technique ciblé sur l’analyse de la transcription des gènes du métabolisme, au cours des phases très précoces de la phagocytose par les macrophages. Nos travaux ont mis en évidence une induction forte des gènes appartenant aux voies du métabolisme carboné alternatif (ß-oxydation, néoglucogenèse, cycle glyoxylique)

ANALYSE DE Wu YT, Ke MJ, Ho TY, et al. Randomized double-blinded clinical trial of 5% dextrose versus triamcinolone injection for carpal tunnel syndrome patients. Ann Neurol 2018:84:601-10. DOI: 10.1002/ana.25332 QUESTION CLINIQUE : Pour le traitement non chirurgical d’un syndrome du canal carpien d’intensité moyenne, est-il plus efficace de procéder à une injection péri-neurale de corticostéroïdes ou de dextrose 5% ? CONCLUSION : Cette étude bénéficiant d’une bonne méthodologie ouvre la porte à une alternative à l’injection de corticostéroïde dans le cadre du traitement du syndrome du canal carpien d’intensité moyenne. Elle révèle que l’utilisation de dextrose à 5% génère une amélioration significative de la douleur et de la capacité fonctionnelle à 6 mois post injection par rapport aux corticostéroïdes. Cette utilisation relativement récente du dextrose pour le traitement du syndrome du canal carpien présente un intérêt certain au vu des effets potentiellement indésirables des corticostéroïdes (neurotoxicité) mais nécessite d’autres études pour mieux évaluer la balance bénéfice-risque clinique à court et à long terme.

In the context of developing tools to control the formation, during food processing, of newly-formed compounds having positive or negative impact on food quality and safety, this work aimed to understand and to describe the Maillard reaction and caramelization during the baking of a model product and to propose a modelling approach for predicting kinetics coupled with heat and mass transfers. An inert model product structurally imitative of a sponge cake was used. Thus, it was possible to specifically induce reactions by adding glucose alone for the G formula and with leucine for the G+L formula. The development of quantitative methods for twenty reaction markers (precursors, intermediates and products) was carried out to be able to acquire the kinetic data. The accelerating effect of the temperature and the absence of effect of the level of convection on the formation and the degradation of most of the markers were highlighted and quantified by kinetic results. The addition of leucine activated the Maillard reaction pathways including the Strecker degradation and the catalytic effect of leucine could be observed relatively to the caramelization routes exclusively present in the reaction model (G). Thanks to the experimental data acquired, a model of prediction of temperature and moisture content was developped, and then coupled to the kinetic model. The simultaneous identification of a large number of parameters over a wide range of values need to be pursued. However, two proofs of concept could be conducted on the caramelization model (G formula), one on all the markers for a single baking condition, and the other on glucose degradation for all baking conditions. They are encouraging for further modeling work.; Dans un contexte de mise en place d’outils pour contrôler la formation de composés néoformés, à impact positif ou négatif, lors de la transformation des produits alimentaires, ce travail de thèse avait pour objectif de comprendre et de décrire les réactions de Maillard et de caramélisation au cours de la cuisson d’un produit modèle et de proposer une approche de modélisation pour la prédiction des cinétiques couplées aux transferts de chaleur et de matière. Un produit modèle structurellement mimétique d’une génoise, mais non réactif, était utilisé. Ainsi, il a été possible d’induire des réactions de manière spécifique en ajoutant le glucose seul pour la formule G ou avec la leucine pour la formule G+L. Le développement de dosages quantitatifs pour vingt marqueurs réactionnels (précurseurs, intermédiaires et produits) a été réalisé permettant d’acquérir les données cinétiques. L’effet accélérateur de la température et l’absence d’effet du niveau de convection sur la formation et la dégradation de la plupart des marqueurs réactionnels ont pu être quantifiés par les données cinétiques. L’ajout du précurseur leucine a activé les voies réactionnelles de Maillard et de dégradation de Strecker et l’effet catalytique de la leucine a pu être souligné et mesuré par rapport aux voies de caramélisation présentes exclusivement dans le modèle G. Grâce aux données expérimentales acquises, un modèle de prédiction de température et de teneur en eau dans la génoise modèle a été proposé et puis couplé au modèle cinétique. L’identification simultanée d’un grand nombre de paramètres, sur une plage de valeurs très large est à poursuivre. Deux preuves de concepts sont néanmoins présentés sur le modèle de caramélisation (modèle G), l’une sur la totalité des marqueurs pour une condition de cuisson, et l’autre sur la dégradation du précurseur glucose, pour la totalité des conditions de cuisson. Elles sont encourageantes pour la poursuite des travaux de modélisation.

Interfacial properties of metallic nanoparticles depend on their size, morphology, composition and the reaction medium. These unexpected properties offer numerous applications as in electrocatalysis. Unsupported nanoparticles are required for studying and understanding the intrinsic surface reactivity of nanocatalysts in interaction with various molecules such as carbon monoxide, glucose, glycerol and oxygen. Unsupported gold based shape controlled nanoparticles (nanorods, octahedral, etc.) were prepared by the seed mediated method. Physico-chemistry characterizations (UV‒visible, transmission electron microscopy, etc.) permitted to observe nanoparticles with expected shape and size. Electrochemical characterizations as underpotential deposition of lead by cyclic voltammetry revealed the crystallographic surface orientation and the presence of high Miller index (by a reductive desorption of 4‒mercaptobenzoic acid). Surface oxidation of such nanoparticles in supporting electrolyte depends on the surface crystallographic orientations. The oxidation of carbon monoxide on gold nanospheres with a mean diameter size of 24 nm was observed at a low potential as 0.2 V vs. RHE. Gold nanomaterials prepared in presence of silver and palladium showed a low onset potential of glucose oxidation (0.2 V vs. RHE, 100 mV lower than a pure gold nanomaterials). In alkaline medium, oxygen reduction and glucose oxidation reactions on core-shell (Au@Pd and Au@PdAg) showed 0.65×10−3 mA cm−2 and 0.55 V vs. RHE as an exchange current density and onset oxidation potential respectively. The gold core as well as the silver shell have thereby a benefit effect on these two reactions by decreasing the respective overpotential.; Les propriétés interfaciales des nanoparticules métalliques dépendent de leur taille, leur forme, leur composition et du milieu réactionnel. Ces propriétés inhabituelles offrent de nombreuses applications notamment en électrocatalyse. L'utilisation de nanoparticules non supportées est nécessaire pour comprendre la réactivité de surface intrinsèque des nanocatalyseurs en présence de différentes molécules comme le glucose, le glycérol, le monoxyde de carbone ou l'oxygène. Des nanoparticules à base d’or non supportées et de formes contrôlées (bâtonnets, octaèdres, etc.) ont été préparées par la méthode de croissance des germes. Des caractérisations physicochimiques (UV‒visible, microscopie électronique, etc.) ont permis d’observer des nanoparticules de forme et de taille souhaitées. Les caractérisations électrochimiques telles que le dépôt sous potentiel de plomb par voltammétrie cyclique ont révélé l’orientation cristallographique et la présence des faces à hauts indices de Miller (par désorption réductrice d’acide 4‒mercaptobenzoïque). L'oxydation de surface de ces nanoparticules en milieu électrolytique support dépend des différentes orientations cristallographiques. L'oxydation du CO sur des nanosphères d'or de 24 nm de diamètre a été observée dès 0.2 V vs. ERH. Les nanomatériaux d’or préparés en présence d’argent et de palladium montrent la meilleure activité en matière de potentiel de début d’oxydation du glucose (0.2 V vs. ERH soit 100 mV de moins que l'or tout seul). En milieu basique, la réduction du dioxygène et l’oxydation du glycérol sur les nanomatériaux cœur-coquilles (Au@Pd et Au@AgPd) montrent respectivement une densité de courant d'échange de 0.65×10−3 mA.cm−2 et un potentiel de début d'oxydation de 0.55 V vs. ERH. Le cœur à base d'or ainsi que la coquille d'argent ont ainsi un effet bénéfique sur ces deux réactions avec la diminution des surtensions respectives.

Interfacial properties of metallic nanoparticles depend on their size, morphology, composition and the reaction medium. These unexpected properties offer numerous applications as in electrocatalysis. Unsupported nanoparticles are required for studying and understanding the intrinsic surface reactivity of nanocatalysts in interaction with various molecules such as carbon monoxide, glucose, glycerol and oxygen. Unsupported gold based shape controlled nanoparticles (nanorods, octahedral, etc.) were prepared by the seed mediated method. Physico-chemistry characterizations (UV‒visible, transmission electron microscopy, etc.) permitted to observe nanoparticles with expected shape and size. Electrochemical characterizations as underpotential deposition of lead by cyclic voltammetry revealed the crystallographic surface orientation and the presence of high Miller index (by a reductive desorption of 4‒mercaptobenzoic acid). Surface oxidation of such nanoparticles in supporting electrolyte depends on the surface crystallographic orientations. The oxidation of carbon monoxide on gold nanospheres with a mean diameter size of 24 nm was observed at a low potential as 0.2 V vs. RHE. Gold nanomaterials prepared in presence of silver and palladium showed a low onset potential of glucose oxidation (0.2 V vs. RHE, 100 mV lower than a pure gold nanomaterials). In alkaline medium, oxygen reduction and glucose oxidation reactions on core-shell (Au@Pd and Au@PdAg) showed 0.65×10−3 mA cm−2 and 0.55 V vs. RHE as an exchange current density and onset oxidation potential respectively. The gold core as well as the silver shell have thereby a benefit effect on these two reactions by decreasing the respective overpotential.; Les propriétés interfaciales des nanoparticules métalliques dépendent de leur taille, leur forme, leur composition et du milieu réactionnel. Ces propriétés inhabituelles offrent de nombreuses applications notamment en électrocatalyse. L'utilisation de nanoparticules non supportées est nécessaire pour comprendre la réactivité de surface intrinsèque des nanocatalyseurs en présence de différentes molécules comme le glucose, le glycérol, le monoxyde de carbone ou l'oxygène. Des nanoparticules à base d’or non supportées et de formes contrôlées (bâtonnets, octaèdres, etc.) ont été préparées par la méthode de croissance des germes. Des caractérisations physicochimiques (UV‒visible, microscopie électronique, etc.) ont permis d’observer des nanoparticules de forme et de taille souhaitées. Les caractérisations électrochimiques telles que le dépôt sous potentiel de plomb par voltammétrie cyclique ont révélé l’orientation cristallographique et la présence des faces à hauts indices de Miller (par désorption réductrice d’acide 4‒mercaptobenzoïque). L'oxydation de surface de ces nanoparticules en milieu électrolytique support dépend des différentes orientations cristallographiques. L'oxydation du CO sur des nanosphères d'or de 24 nm de diamètre a été observée dès 0.2 V vs. ERH. Les nanomatériaux d’or préparés en présence d’argent et de palladium montrent la meilleure activité en matière de potentiel de début d’oxydation du glucose (0.2 V vs. ERH soit 100 mV de moins que l'or tout seul). En milieu basique, la réduction du dioxygène et l’oxydation du glycérol sur les nanomatériaux cœur-coquilles (Au@Pd et Au@AgPd) montrent respectivement une densité de courant d'échange de 0.65×10−3 mA.cm−2 et un potentiel de début d'oxydation de 0.55 V vs. ERH. Le cœur à base d'or ainsi que la coquille d'argent ont ainsi un effet bénéfique sur ces deux réactions avec la diminution des surtensions respectives.

Supplying durable power to implanted electronic devices is a major challenge in medicine and bio-monitoring fields. Due to glucose renewability and presence in biological organisms, Glucose/Oxygen fuel cell is a power source adapted to these applications. In this work, catalysts made of gold and platinum nanoparticles, dispersed on carbon supports such as Vulcan, graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO), were synthesized by two methods (Bromide Anion Exchange - BAE and polyol). These mono- (Pt, Au) and bi-metallic (AuxPty) catalysts were used as fuel cell anode to be implanted in an animal for powering a health monitoring device. Physico-chemical characterizations (Raman, MET, DRX, XPS) of materials permitted to determine their structure, their surface composition, and the metal-support interactions. Then, electrochemical techniques (voltammetry, CO-stripping and chronoamperometry) permitted to reveal their activity towards glucose oxidation and oxygen reduction reactions and their stability in alkaline and phosphate media. During glucose/O2 fuel cell testings with anion exchange membrane, Pt/rGO was the most efficient catalyst, and Pt-rich bimetallic materials were the most stable. In PBS buffer, fuel cell performances depicted by open circuit voltage (OCV) and power density (Pj) reached 0.7 V and 28 microW.cm-2 respectively. Without membrane, the mixing of reactants, near-implantation conditions, caused an inhibition effect on OCV (0.4 V) and power density (8 µW.cm-2).Chromatographic analysis and mass spectrometry permitted to identify gluconate and glucuronate as sole glucose oxidation products, which are non-toxic and value-added chemicals.; L’alimentation durable des dispositifs électroniques implantés est un défi majeur dans les domaines de la médecine et du bio-monitoring. La pile Glucose/Oxygène est une source d’énergie adaptée à ces applications car le glucose est un combustible renouvelable et présent dans les systèmes biologiques. Dans cette étude, des catalyseurs constitués de nanoparticules d’or et de platine dispersés sur des substrats de carbone tels que le Vulcan, l’oxyde de graphène (GO) et l’oxyde de graphène réduit (rGO) ont été préparés par deux voies de synthèse (Bromide Anion Exchange - BAE et polyol). Ces catalyseurs mono- (Pt, Au) et bi-métalliques (AuxPty) ont été utilisés en tant qu’anode de pile implantée dans un animal pour alimenter un dispositif de suivi médical. Les caractérisations physico-chimiques (Raman, MET, DRX, XPS) des matériaux ont permis la détermination de leur structure, leur composition de surface et les interactions métal-support. Ensuite, les techniques électrochimiques (voltammétrie, CO-stripping et chronoampérométrie) ont permis de révéler leur activité et stabilité lors de l’oxydation du glucose et la réduction de l’oxygène en milieux alcalin et phosphate. Lors des tests en pile glucose/O2 avec membrane échangeuse d’ions, Pt/rGO s’est imposé comme le catalyseur le plus performant, et les matériaux bimétalliques à haute teneur en platine comme les plus stables. En tampon PBS, les performances de la pile caractérisées par la tension de pile à circuit ouvert (OCV) et la densité de puissance (Pj) atteignèrent respectivement 0,7 V et 28 microW.cm-2. En l’absence de membrane, le mélange des réactifs, conditions proches de l’implantation, montrait un effet inhibiteur sur l’OCV (0,4 V) et la densité de puissance (8 µW.cm-2).Des analyses par chromatographie et spectrométrie de masse ont permis d’identifier le gluconate et le glucuronate comme seuls produits d’oxydation du glucose, qui sont non-toxiques et à haute valeur ajoutée.

Supplying durable power to implanted electronic devices is a major challenge in medicine and bio-monitoring fields. Due to glucose renewability and presence in biological organisms, Glucose/Oxygen fuel cell is a power source adapted to these applications. In this work, catalysts made of gold and platinum nanoparticles, dispersed on carbon supports such as Vulcan, graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO), were synthesized by two methods (Bromide Anion Exchange - BAE and polyol). These mono- (Pt, Au) and bi-metallic (AuxPty) catalysts were used as fuel cell anode to be implanted in an animal for powering a health monitoring device. Physico-chemical characterizations (Raman, MET, DRX, XPS) of materials permitted to determine their structure, their surface composition, and the metal-support interactions. Then, electrochemical techniques (voltammetry, CO-stripping and chronoamperometry) permitted to reveal their activity towards glucose oxidation and oxygen reduction reactions and their stability in alkaline and phosphate media. During glucose/O2 fuel cell testings with anion exchange membrane, Pt/rGO was the most efficient catalyst, and Pt-rich bimetallic materials were the most stable. In PBS buffer, fuel cell performances depicted by open circuit voltage (OCV) and power density (Pj) reached 0.7 V and 28 microW.cm-2 respectively. Without membrane, the mixing of reactants, near-implantation conditions, caused an inhibition effect on OCV (0.4 V) and power density (8 µW.cm-2).Chromatographic analysis and mass spectrometry permitted to identify gluconate and glucuronate as sole glucose oxidation products, which are non-toxic and value-added chemicals.; L’alimentation durable des dispositifs électroniques implantés est un défi majeur dans les domaines de la médecine et du bio-monitoring. La pile Glucose/Oxygène est une source d’énergie adaptée à ces applications car le glucose est un combustible renouvelable et présent dans les systèmes biologiques. Dans cette étude, des catalyseurs constitués de nanoparticules d’or et de platine dispersés sur des substrats de carbone tels que le Vulcan, l’oxyde de graphène (GO) et l’oxyde de graphène réduit (rGO) ont été préparés par deux voies de synthèse (Bromide Anion Exchange - BAE et polyol). Ces catalyseurs mono- (Pt, Au) et bi-métalliques (AuxPty) ont été utilisés en tant qu’anode de pile implantée dans un animal pour alimenter un dispositif de suivi médical. Les caractérisations physico-chimiques (Raman, MET, DRX, XPS) des matériaux ont permis la détermination de leur structure, leur composition de surface et les interactions métal-support. Ensuite, les techniques électrochimiques (voltammétrie, CO-stripping et chronoampérométrie) ont permis de révéler leur activité et stabilité lors de l’oxydation du glucose et la réduction de l’oxygène en milieux alcalin et phosphate. Lors des tests en pile glucose/O2 avec membrane échangeuse d’ions, Pt/rGO s’est imposé comme le catalyseur le plus performant, et les matériaux bimétalliques à haute teneur en platine comme les plus stables. En tampon PBS, les performances de la pile caractérisées par la tension de pile à circuit ouvert (OCV) et la densité de puissance (Pj) atteignèrent respectivement 0,7 V et 28 microW.cm-2. En l’absence de membrane, le mélange des réactifs, conditions proches de l’implantation, montrait un effet inhibiteur sur l’OCV (0,4 V) et la densité de puissance (8 µW.cm-2).Des analyses par chromatographie et spectrométrie de masse ont permis d’identifier le gluconate et le glucuronate comme seuls produits d’oxydation du glucose, qui sont non-toxiques et à haute valeur ajoutée.

Le système rénine-angiotensine-aldostérone est impliqué dans la physiopathologie de l’insuffisance cardiaque (IC). L’inhibition de l’aldostérone par les antagonistes du récepteur aux minéralocorticoïdes (ARM), la spironolactone et l’éplérénone, est associée à une réduction de morbidité et mortalité. Or, la spironolactone est un antagoniste non sélectif, avec des effets hors-cibles sur d’autres récepteurs stéroïdiens. Des données suggèrent qu’elle pourrait avoir un effet défavorable sur l’homéostasie du glucose, avec une augmentation en hémoglobine glyquée (HbA1c), un marqueur de contrôle du glucose à long terme. Au contraire, l’éplérénone semble exercer un effet neutre. Les objectifs de cette thèse de doctorat sont les suivants : 1) Assembler toutes les connaissances dans la littérature au sujet de l’effet glycémique des ARM; 2) Évaluer le risque de développement de diabète avec la spironolactone chez les patients IC; 3) Analyser si la spironolactone peut moduler l’effet glycémique d’autres médicaments utilisés en IC; 4) Comparer la spironolactone à l’éplérénone sur des marqueurs de glucose chez les patients IC avec dérèglements glycémiques. Quatre projets ont été effectués afin de répondre à ces questions. Premièrement, une revue systématique a permis d’identifier toutes les études publiées contenant de l’information sur l’effet glycémique des ARM. Les résultats étaient hétérogènes, mais ont suggéré que l’effet est dépendant de la pathologie et serait potentiellement néfaste dans les maladies à haut risque d’évènements cardiovasculaires. Une méta-analyse d’études en diabète indique que l’effet à long terme serait non significatif. Le deuxième projet utilise une cohorte de patients IC de bases de données administratives entre 1995 et 2009 (suivi jusqu’en 2010). Nous n’avons pas détecté d’association significative entre l’utilisation de la spironolactone et le risque de diabète. Par contre, l’étude a démontré qu’un âge plus jeune, la digoxine, et les corticostéroïdes augmentent le risque de diabète. Le troisième projet est une sous-étude d’une étude clinique CANDIID-II (Effect of ACE inhibitor alone versus ACE inhibitor plus high dose candesartan on BNP, immune markers, inflammatory status, and urinary kinins in patients with symptomatic left ventricular systolic dysfunction) chez des patients IC traités avec un inhibiteur de l’enzyme de conversion à l’angiotensine et le candésartan, antagoniste du récepteur à l’angiotensine II. Ces classes pharmacologiques ont des effets bénéfiques sur la glycémie. En comparant les patients traités aussi avec la spironolactone versus les patients sans ARM, nous n’avons pas trouvé que la spironolactone module l’effet bénéfique du candésartan sur le métabolisme du glucose. Le dernier projet consiste d’une étude prospective, multicentrique, randomisée, contrôlée à double-insu : SNOW (A comparison of the effects of selective and non selective mineralocorticoid antagonism on glucose homeostasis and lipid profile of heart failure patients with glucose intolerance or type 2 diabetes). Elle compare, pendant 16 semaines, la spironolactone à l’éplérénone sur des marqueurs glycémiques, notamment, l’HbA1c, chez 62 patients IC avec diabète de type II ou intolérance au glucose. Aucune différence significative n’a été observée entre les groupes. En résumé, les résultats de cette thèse indiquent que les ARM ne présentent pas de risque de détérioration du contrôle du glucose sur une durée modérée à longue en IC., The renin-angiotensin-aldosterone system is involved in the pathophysiology of heart failure (HF). The inhibition of aldosterone by mineralocorticoid receptor antagonists (MRAs), spironolactone and eplerenone, is associated with a reduction in morbidity and mortality. However, spironolactone is a non selective antagonist, with off-target effects on other steroid receptors. There is some evidence suggesting that it may have an unfavorable effect on glucose homeostasis, with an increase in glycated hemoglobin (HbA1c), a marker of long-term glucose control. On the contrary, eplerenone seems to exert a neutral effect. The objectives of this doctoral thesis were the following: 1) Compile all current knowledge in the literature on the subject of MRAs’ glycemic effects; 2) Evaluate the risk of developing diabetes with spironolactone in HF patients; 3) Analyze if spironolactone may modulate the glycemic effects of other medications used in HF; 4) Compare spironolactone to eplerenone on markers of glucose control in HF patients with glycemic disorders. Four projects were conducted in order to meet these objectives. Firstly, a systematic review allowed us to identify all published studies containing information on MRAs’ glycemic effects. The literature search yielded heterogenous results; however, it suggested that the effect was disease-specific and would be potentially harmful in diseases with a high risk of cardiovascular events. A meta-analysis of studies in diabetes insinuated that the effect is non significant on a long-term basis. The second project uses a cohort of HF patients from administrative databases between 1995 and 2009 (follow-up till 2010). We did not detect a significant association between the use of spironolactone and the risk of diabetes. On the other hand, the study demonstrated that younger age, digoxin, and corticosteroids increase the risk of diabetes. The third project is a substudy of a clinical trial CANDIID-II (Effect of ACE inhibitor alone versus ACE inhibitor plus high dose candesartan on BNP, immune markers, inflammatory status, and urinary kinins in patients with symptomatic left ventricular systolic dysfunction) among HF patients treated with an angiotensin converting enzyme inhibitor and candesartan, an angiotensin II receptor blocker. These pharmacological classes have beneficial effects on glycemia. By comparing patients also treated with spironolactone versus patients without an MRA, we did not find that spironolactone alters the effect of candesartan on glucose metabolism. The last project consisted of a prospective, multicenter, randomized, controlled, double-blind trial: SNOW (A comparison of the effects of selective and non selective mineralocorticoid antagonism on glucose homeostasis and lipid profile of heart failure patients with glucose intolerance or type 2 diabetes). It compares, for 16 weeks, spironolactone to eplerenone on glycemic markers, notably, HbA1c, among 62 HF patients with type II diabetes or glucose intolerance. There was no significant difference between groups. In summary, the research results from this thesis reveal that, in HF, MRAs do not present additional risks of deterioration in glucose control over a moderate to long period.

Lignocellulosic biomass is a renewable resource and an almost inexhaustible reservoir of carbon and hydrogen for many energy applications and / or fine chemicals. Lignocellulosic biomass is mainly composed of biopolymers (cellulose, hemicellulose and lignin), two of which (cellulose and hemicellulose) are composed of sugars (glucose, xylose, mannose, galactose, etc.). The oxidation of these sugars, particularly glucose and, allows the production of high added value platform molecules such as gluconic, glucaric and xylonic acids, etc. With a suitable catalyst, it is possible to orient in an electrochemical reactor the oxidation of these sugars to the desired molecules with the co-production of dihydrogen.Mono- and bi-metallic palladium and gold nanoparticles supported on carbon (PdxAu10-x / C, with x = 0, 1, 3, 5, 7, 9, 10) were synthesized by the colloidal method called "Water-in-oil". These catalysts have been characterized by physico-chemical and electrochemical methods in order to know the relationships between composition, structure and electrochemical response. The reactivity of glucose and xylose in alkaline medium was evaluated to determine the catalyst with the best conversion. A study of the selectivity of these catalysts was carried out by infrared spectroscopy in situ. The best catalyst in terms of activity and selectivity was used at the anode of a 25 cm² electrolysis cell and electrolyses of alkaline solutions of glucose or xylose were carried out at different voltages and concentrations of sugars in order to evaluate the distribution of reaction products by HPLC and 1H NMR at high conversion rate of reagents.After studying the influence of the PdxAu10-x / C catalyst composition, the influence of the surface structure was studied with palladium nanoparticles synthesized by a colloidal method making possible to obtain unsupported nanospheres, nanocubes and nanooctahedrons. These nanoparticles have different major surface orientations associated with their shape. In addition, the study of the surface composition in relation to the surface orientation was carried out by depositing gold adatoms on these particle surface by immersing them in solutions of tetrachloroauric acid at different concentrations. The characterizations of particles by TEM and electrochemically means, allowed the correlation of the electrochemical responses and the structure / composition of surfaces. The activity for glucose and xylose oxidation reaction was evaluated on these different particles.; La biomasse lignocellulosique est une ressource renouvelable et un réservoir presque inépuisable de carbone et d’hydrogène pour de nombreuses applications énergétiques et/ou de chimie fine. La biomasse lignocellulosique est composée principalement de biopolymères (la cellulose, l’hémicellulose et la lignine), dont deux (la cellulose et l’hémicellulose) sont composés de sucres (glucose, xylose, mannose, galactose, etc.). L’oxydation de ces sucres, notamment le glucose et le xylose, permettent la production de molécules plateformes à haute valeur ajoutée comme les acides gluconique, glucarique, xylonique, etc. Avec un catalyseur adéquat, il est possible d’orienter dans un réacteur électrochimique l’oxydation de ces sucres vers les molécules désirées avec la co-production de dihydrogène.Des nanoparticules mono- et bi-métalliques de palladium et d’or supportées sur du carbone (PdxAu10-x/C, avec x = 0, 1, 3, 5, 7, 9, 10) ont été synthétisées par la méthode colloïdale appelée « water-in-oil ». Ces catalyseurs ont été caractérisés par des méthodes physico-chimiques et électrochimiques afin de connaître les relations entre composition, structure et réponse électrochimique. La réactivité du glucose et du xylose en milieu alcalin a été évaluée pour déterminer le catalyseur offrant la meilleure conversion. Une étude de la sélectivité de ces catalyseurs a été réalisée par spectroscopie infrarouge in-situ. Le meilleur catalyseur en termes d’activité et de sélectivité a été utilisé à l’anode d’une cellule d’électrolyse de 25cm² et des électrolyses de solutions alcalines de glucose ou de xylose ont été menées à différentes tensions et concentrations en sucres afin d’évaluer la distribution de produits de réaction par HPLC et RMN 1H à haut taux de conversion des réactifs. Après étude de l’influence de la composition de catalyseurs PdxAu10-x/C, l’influence de la structure de surface a été étudiée avec des nanoparticules de palladium synthétisées par méthode colloïdale permettant d’obtenir des nanosphères, des nanocubes et des nanooctaèdres non supportés. Ces nanoparticules présentent différentes orientations de surface majoritaires associées à leur forme. De plus, l’étude de la composition de surface en relation avec l’orientation de surface a été menée par dépôt d’adatomes d’or sur ces particules en les plongeant dans des solutions d’acide aurique à différentes concentrations. Les caractérisations des particules par MET et par voie électrochimique permettent de corréler les réponses électrochimiques et la structure/composition des surfaces. L’activité du glucose et du xylose ont été évaluées sur ces différentes particules.Les résultats montrent que les catalyseurs bimétalliques de palladium et d’or peuvent oxyder le glucose et le xylose de façon très sélective vers les acides gluconique et xylonique à très bas potentiels (inférieur à 0.4 V / ERH). L’étude de l’effet de la composition de surface a révélé que le catalyseur le plus actif et sélectif vers les acides sans rupture de liaison C-C est le Pd3Au7/C. Dans le cas des nanoparticules de forme contrôlée, les nanocubes, présentant préférentiellement une surface d’orientation (100), conduisent à la meilleure activité catalytique. Cette activité est accrue par l’adsorption d’or à un fort taux de recouvrement.