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Radiotherapy is one of the main treatments against cancers. However, it presents a risk of adverse effects for the normal tissues surrounding the tumors. The vascular network and especially the endothelium are considered as main targets to limit normal tissue damages and prevent side effects of radiotherapy. Activated endothelial cells are involved in the chronic recruitment of thrombocytes and leukocytes, resulting in tissue complications. On the other hand, in inflammatory diseases, the glycans expressed on the surface of endothelial cells are modified and lead to immune cells recruitment. We sought to evaluate changes in endothelial glycome in a context of exposure to high dose of radiation, and studied the functional consequences on the recruitment of leukocytes. In vitro, the characterization of the glycome was performed on a primary endothelial cell model (HUVEC). Our results provide the first evidences of an endothelial modification of the glycome after exposure to ionizing radiation. We report an overexpression of high mannose N-glycans, O-glycans and syalilated motifs. At the same time, endothelial glycocalyx appeared to be damaged by exposure to radiation. Next, we evaluated these radiation-induced modifications of endothelial glycans on monocyte adhesion. We show that the radiation induced adhesion was mediated by overexpression of high mannose N-glycans. We also investigated changes in glycome in an irradiated mouse model of enteropathy and in resections of patients treated with radiotherapy. In mice, a transcriptomic study suggests changes in glycans following radiation exposure. Collectively, these findings on glycome changes provide a new perspective of the continuum of events leading to normal tissue complications. In the future, the study of the glycome should open new therapeutics opportunities for better management of tissue damages induced by radiation.; La radiothérapie constitue l’un des principaux traitements pour l’éradication des cancers. Cependant, elle présente un risque d’effets secondaires aux tissus sains environnant la tumeur. Dans ce processus, le système vasculaire et plus particulièrement l’endothélium jouent un rôle clé. Les cellules endothéliales activées favorisent le recrutement chronique des thrombocytes et des leucocytes, contribuant ainsi aux effets secondaires. D’autre part, dans les maladies inflammatoires, les glycanes exprimés à la surface des cellules endothéliales sont modifiés et influencent le recrutement des cellules immunitaires. Dans cette étude, nous avons évalué la modification des glycanes endothéliaux en réponse à une irradiation à forte dose, et étudié les effets fonctionnels de ces modifications sur le recrutement des leucocytes en utilisant un modèle de cellules endothéliales (HUVECs) in vitro. Nos résultats apportent les premières preuves d’une modification du glycome des cellules endothéliales en réponse à l’irradiation. Les N-glycanes hautement mannosylés, les O-glycanes et les motifs sialylées sont surexprimés. Parallèlement, le glycocalyx endothélial semble subir une dégradation. Nous avons évalué l’effet fonctionnel des modifications glycanique des cellules endothéliales irradiées sur l’adhésion d’une lignée de monocyte (THP-1). Nos résultats montrent que l’adhésion radio-induite est en partie due à la surexpression endothéliale des N-glycanes hautement mannosylés. Nous avons aussi évalué le glycome sur un modèle de souris irradiées et sur des pièces opératoires de patients traités par radiothérapies. Nos résultats de transcriptomiques sur la souris suggèrent l’existence de modifications glycaniques radio-induites in vivo. L’intégration de la composante glycanique permet de porter un regard nouveau sur le continuum d’évènement qui conduit aux lésions tissulaires radio-induites. A l’avenir, l’étude du glycome pourrait ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour une meilleure prise en charge des effets secondaires de la radiothérapie.

Le glycocalyx est un déterminant essentiel de la physiologie endothéliale vasculaire. En effet, il limite l'activation de la coagulation et il adapte la perfusion capillaire. Son altération dans les pathologies auto-immunes vasculaires où une dysfonction endothéliale est présente comme le syndrome des antiphospholipides (SAPL) et la sclérodermie systémique (ScS) semble probable. L'apparition récente du microscan pourrait offrir une meilleure évaluation du glycocalyx notamment dans le SAPL. Enfin, le microscan permet de coupler l'évaluation du glycocalyx à celle de la microcirculation ce qui nous a conduit à réaliser également une étude préliminaire chez des patients atteints de ScS. MATÉRIEL ET MÉTHODES. Au cours de la première étude portant sur les patients atteints d'un SAPL artériel primaire, une évaluation biochimique du glycocalyx par dosage du syndecan-1 et de l'acide hyaluronique sérique chez 15 patients SAPL et chez 17 contrôles appariés a été réalisée. Nous disposions pour ces deux groupes d'une estimation de l'épaisseur intima-média, d'une évaluation de la dilation médiée par le flux (FMD), d'un dosage de marqueur du stress oxydant (les TBARS) et du dosage de l'activité du facteur tissulaire. L'épaisseur du glycocalyx a été mesurée au niveau des capillaires sublinguaux à l'aide d'un microscanie. Dans la seconde étude portant sur les patients sclérodermiques, outre la mesure du glycocalyx, une évaluation microcirculatoire comportant une vidéo capillaroscopie et une évaluation sublinguale par microscan® a été réalisée chez 16 patients ScS et 10 contrôles. RÉSULTATS. Les taux de syndecan-1 étaient plus élevés chez les patients atteints de SAPL (39.3±19.5 ig/m1 vs 19.1±13 tig/m1; p

National audience; The intestine is colonised by a vast population of resident bacteria which have established mutualistic relationships with their host throughout evolution, progressing from commensalism to symbiotic interactions. Intestinal bacteria benefit from resources available in their host, but reciprocally provide advantages to their host, by supplying enzymatic activities not encoded in the host genome, by promoting maturation of the intestine and of the gut associated immune system as well as by modifying the host metabolism. The commensal bacteria, although deprived of pathogenic attributes, might however become a danger for the host in case of translocation, acquisition of pathogenic features or via the inappropriate activation of intestinal inflammation. Remarkably, the commensal flora promotes the onset of innate and adaptive immune defences which, in turn, allow to set up a subtle balance between the host and the flora that promotes the symbiosis.; L'intestin est colonisé par une masse considérable de bactéries avec lesquelles se sont établies au cours de l'évolution des relations mutualistes, progressant du commensalisme à une véritable symbiose. En effet, si les bactéries utilisent à leur profit les ressources disponibles chez l'hôte, il apparaît de plus en plus clairement qu'elles exercent sur l'hôte un effet bénéfique, en apportant des activités enzymatiques non codées par le génome de l'hôte, en favorisant la maturation de l'intestin et celle du système immunitaire, mais aussi en modifiant le métabolisme de l'hôte. Ces bactéries, dépourvues de facteurs de pathogénicité, représentent cependant un danger potentiel pour l'hôte, susceptibles en cas de translocation d'infecter des organes vitaux ou de provoquer un choc septique, mais aussi d'acquérir des facteurs de pathogénicité les rendant agressives, ou d'induire des réactions inflammatoires délétères pour l'intestin. De façon remarquable, la flore commensale favorise la mise en place des défenses immunitaires innées et adaptives dans l'intestin de l'hôte. Celles-ci permettent en retour d'établir une situation d'équilibre entre l'hôte et sa flore qui permet la symbiose.

This work, at the interface between physics, chemistry and biology, deals with the interaction between colloids (such as virus or vectors) and living cells (HeLa cells). We try to describe the binding of functionnalized lipidic particles targeting specific cell membrane receptors, both through a global statistical approach based on kinetic measurements and through a local approach based on force measurement. Because of its therapeutic relevance (tumours targeting, retrograde transport), the Shiga toxin B subunit was mainly used in order to prepare colloids targeting the Gb3 receptors (chapter 1). On the one hand, kinetic measurements of the adhesion of Shiga toxin grafted colloids could be performed and compared to different theoretical models, allowing us to propose different mechanisms of particles binding, Inspired by polymerization mechanismms, we particurlarly focused on a moded based on the succesive recruitment of receptors (2). Moreover, we studied the effect of different modifications of the colloid surface (polymers, nature and density of ligands) on adhesion. This study allowed us to quantify the repulsive effect of polymers on particles binding and to suggest a microscopic interpretation involving the glycocalyx (3and 4). On the other hand, by carrying out micromanipulation experiments (Biomembrane Force Probe technique), we were able to measure locally the force of the link between a single colloid and a single cell. This experiment revealed a quantification of forces, suggesting the successive recruitment of receptors (5). Finally, we just started to examine the entry and the intracellular fate of these particles into the cells (6). This work underlines how quantitative physical measurements can enable to propose a microscopic description of biological mechanisms.; A l'interface physico-chimie/biologie, ce travail s'intéresse à l'interaction de colloïdes lipidiques (virus, vecteurs modèles...) en contact avec des cellules vivantes en culture (HeLa). Par une approche cinétique statistique complétée d'une mesure de force locale, nous décrivons l'adhésion de particules fonctionnalisées présentant une affinité spécifique pour des récepteurs cellulaires. En raison de son intérêt (ciblage de tumeurs, voie rétrograde), le couple ligand/récepteur de la toxine de Shiga et de son récepteur Gb3 a été utilisé pour le ciblage des colloïdes (chapitre 1). Les mesures cinétiques réalisées sur ces colloïdes fonctionnalisés par la toxine de Shiga, confrontées à plusieurs modèles cinétiques originaux, ont alors permis de mettre en évidence les mécanismes impliqués dans l'accrochage des objets sur la surface cellulaire. En particulier, un modèle inspiré des mécanismes de polymérisation et s'appuyant sur des effets de coopérativité des récepteurs (recrutement par diffusion) a été retenu et permet de proposer une description microscopique des processus mis en oeuvre (2). De plus, des modifications physico-chimiques de la surface des colloïdes (polymères PEG, nature et densité du ligand) ont été envisagées (3 et 4). L'étude a permis notamment de quantifier l'effet du PEG sur l'adhésion des colloïdes et de proposer une interprétation de l'origine microscopique (répulsion par le glycocalyx). Par ailleurs, nous avons pu, en utilisant une technique de micromanipulation (Biomembrane Force Probe) mesurer localement la force de la liaison colloïde/cellule. Cette mesure a révélé une quantification des forces de rupture, suggérant l'existence de liens multiples (5). Enfin, l'étude de l'entrée et du devenir des particules à l'intérieur des cellules a été amorcée (6). Ce travail souligne ainsi de quelle façon des mesures physiques quantitatives peuvent permettre de proposer une description microscopique de mécanismes biologiques.

When bacteria grow in close association with solid surface, they constitute a microbial community tight included in the exopolymer glycocalyx. Many laboratory studies have shown that these bacteria are 10 to 100 folds more resistant to disinfectants than the bacteria of the same strain in suspension. Several factors are responsible for this resistance: the glycocalyx which limits the diffusion and reacts with the disinfectant, the more or less dense repartition of the bacteria inside the biofilm, their physiologic state with reduced metabolism, and the surface on which is the biofilm. The activity assessment of disinfectant agents is achieved with standardized methods. They must take into account not only the conditions in which the disinfectants are employed, but also the micro-organism state. Experimental results showing the resistance of biofilm bacteria must lead to elaborate methods allowing the assessment of bactericide activity of disinfectants against biofilm bacteria.

This paper reviews the studies devoted to the anatomical, histological and functional aspects of sperm storage in the oviduct of domestic birds (hen, turkey). Despite the presence of substances, such as lipids and mucopolysaccharides, in the cytoplasm of the cells encompassing the utero-vaginal glands (site of residence of spermatozoa in the oviduct after intra-vaginal inseminations), the absence of organelles involved in protein synthesis questions the existence of a secretory cycle in these glands. In the absence of such a cycle, the microvilli bordering the lumen of the utero-vaginal glands could participate in the purification of this micro-environment, thus allowing prolonged survival of spermatozoa in this region. Recent observations indicate that the mechanism controlling the penetration and/or storage of spermatozoa in the utero-vaginal glands is of an immuno-dependent nature and is closely related to the functional integrity of the glycocalyx surrounding the spermatozoon. A quantitative study of the kinetics of the storage of spermatozoa with or without alteration of their glycocalyx might help to explain its role (recognition of spermatozoa by the utero-vaginal glands or agglutination of spermatozoa within these glands). This type of experiment might also contribute to understanding the mechanism underlying the prolonged storage of spermatozoa in the utero-vaginal glands of birds.