Dissertationen zum Thema „Détection d'interactions“

Cette thèse propose une méthode automatique de calcul d'interactions entre services en télécommunications par analyse statique de leurs spécifications. Chaque service est décrit par une arborescence étiquetée dont les arcs formalisent des échanges de messages entre les téléphones concernés et un équipement de gestion abstrait. Il existe deux types d'étiquettes de sommets. Les unes réprésentent les états du système et les autres formalisent la réutilisation de parties de diagrammes, fondée sur un ordre de création des services. Une spécification est formée d'un tel diagramme et d'invariants exprimant des compatibilités d'états. Un premier algorithme permet l'extraction des données caractéristiques d'un service, à partir de sa spécification, par comparaison avec celle de son service sous-jacent. Un second algorithme exploite ces données afin de déterminer les interactions. La méthode est implantée en Prolog et a été validée par études de cas
In this thesis we propose an automatic method for the computation of feature interactions in telecommunication systems based on a static analysis of the these features specifications. Each feature is described by a labelled rooted tree. Its edges denote the exchanges of messages between the involved phones and an abstract management equipment. Its nodes are labelled either by system states or by items that formalize the reuse, based on the features creation order, of some diagram parts. Feature specifications are made up of such diagrams, and invariants expressing compatibility between states. A first algorithm extracts the characteristic data of a feature from its specification. A second algorithm exploits these data in order to detect interactions. The method is implemented in Prolog and validated by case studies

Plan de dissertation. Chaque chapitre présente, quand nécessaire, un survol de la littérature du sujet développé. Chapitre I. Introduit la thèse et décrit le contenu des autres chapitres. Chapitre II. Introduit la téléphonie Internet et les différents standards de protocoles et d’architectures en vigueur. Un intérêt supplémentaire est donné à SIP. Chapitre III. Traite de l’ouverture architecturale sous ses aspects de logique architecturale et de déploiement de services. Les différents modèles d ’architectures émergentes y sont également présentés. Chapitre IV. Le problème d’IS y est traité : une taxonomie des causes d’IS et des différentes méthodes et techniques utilisées pour leur traitement. On y présente également les spécificités du problème rencontrées dans l’architecture SIP. Chapitre V. On y introduit le langage FIML de traitement d ’IS, les types d’interactions qu’on considère et les éléments de la politique de résolution adoptée. Chapitre VI. Détaille le modèle architectural considéré, fruit de l’intégration d’agents de traitement d’IS au sein de l’architecture SIP. On y présente également un algorithme de traitement des différents types d’IS. Chapitre VII. On y présente les résultats d’expériences de détection et de résolution d’IS conduites sur une maquette d’architecture SIP implantée. Chapitre VIII. Conclut la thèse.

Ce mémoire décrit l'étude d'une nouvelle famille de ligands ferrocéniques destinés à la détection d'ions en solution par voie électrochimique et/ou optique. La conception originale de ces molécules est présentée lors de l'introduction. Ces dérivés mono- ou di-substitués comprennent un ou deux fragment(s) chromophore(s) (-COCH=CHC6H4-p-R, R = NEt2 ou azacouronne) dont la longueur peut être modulée par insertion d'un groupement éthylénique. Ils ont été isolés et caractérisés et la structure cristallographique de trois de ces produits a été résolue. Les dérivés mono- (1ère partie) ou di-substitués (2ème partie) détectent entre autre le calcium par électrochimie et UV-visible. En particulier, les dérivés monosubstitués détectent électrochimiquement la paire d'ions (Ca2+, BF4-) de manière spécifique. Le lien entre l'interaction ligand-calcium et la détection électrochimique du calcium a été établi. Il révèle un rôle inhabituel de l'électrolyte support Les premiers ligands purement ferrocéniques capables d'une double détection d'ions par électrochimie et fluorométrie sont décrits. L'étude des homologues protonés et l'examen systématique de différentes interactions ligand-cation par des techniques variées (RMN, UV, IR) permettent de préciser la nature des sites d'interaction et de déterminer, dans chaque cas, la valeur des constantes d'association des différentes espèces de type LnMm en équilibres solution éC, pour lesquelles L est le ligand et M le cation. .
The study of a new class of redox and optical ferrocenyl ion-sensors is described. The originality of its concept is developed in the introduction. These ferrocenyl compounds are substituted by one or two R-amino complexing moieties (-COCH=CHC6H4-p-R, R = NEt2, or azacrown). The length of this chromophore may vary by insertion of an olefinic group. These compounds have been isolated in good yield and three of them have been X-Ray characterized. Both the mono-(first Part) and the di-(second Part) substituted compounds specifically detect calcium by electrochemistry and UV-vis. The monosubstituted compounds are capable of detecting the "Ca-BF4" pair. Thorough NMR and electrochemical investigations clarify the nature of the pathway from Ca2+ interaction to Ca2+ sensing: in

Motivée par le gain en popularité des chatbots prenant le rôle de conseillers sur les sites Web des entreprises, cette thèse s'attaque au problème de la détection des problèmes d’interaction entre un conseiller virtuel et ses utilisateurs sous l'angle de l'analyse des opinions et des émotions dans les textes. Cette thèse s’est déroulée dans le cadre d’une application concrète pour l’entreprise EDF et s'est appuyée sur le corpus du chatbot d'EDF. Ce corpus regroupe des expressions spontanées et riches, collectées dans les conditions écologiques (parfois appelées « in-the-wild »), difficiles à analyser de façon automatique, et encore peu étudiées. Nous proposons une typologie des problèmes d’interaction et faisons annoter une partie du corpus selon cette typologie, annotation dont une partie servira à l’évaluation du système. Le système de Détection Automatique des Problèmes d’Interaction (DAPI) développé lors de cette thèse est un système hybride qui allie l’approche symbolique et l’apprentissage non supervisé de représentation sémantique par plongements lexicaux (word embeddings). Le système DAPI a pour vocation d'être directement connecté au chatbot et de détecter des problèmes d’interaction en ligne, dès la réception d’un énoncé utilisateur. L'originalité de la méthode proposée repose sur : i) la prise en compte de l'historique du dialogue; ii) la modélisation des problèmes d’interaction en tant qu'expressions des opinions et des phénomènes reliés aux opinions spontanées de l'utilisateur vis-à-vis de l'interaction; iii) l'intégration des spécificités du langage web et « in-the-wild » comme des indices linguistiques pour les règles linguistiques; iv) recours aux plongements lexicaux de mots (word2vec) appris sur le grand corpus du chatbot non étiqueté afin de modéliser des similarités sémantiques. Les résultats obtenus sont très encourageants compte tenu de la complexité des données : F-score = 74,3%
This PHD thesis is motivated by the growing popularity of chatbots acting as advisors on corporate websites. This research addresses the detection of the interaction problems between a virtual advisor and its users from the angle of opinion and emotion analysis in the texts. The present study takes place in the concrete application context of a French energy supplier EDF, using EDF chatbot corpus. This corpus gathers spontaneous and rich expressions, collected in "in-the-wild" conditions, difficult to analyze automatically, and still little studied. We propose a typology of interaction problems and annotate a part of the corpus according to this typology. A part of created annotation is used to evaluate the system. The system named DAPI (automatic detection of interaction problems) developed during this thesis is a hybrid system that combines the symbolic approach and the unsupervised learning of semantic representation (word embeddings). The purpose of the DAPI system is to be directly connected to the chatbot and to detect online interaction problems as soon as a user statement is received. The originality of the proposed method is based on : i) taking into account the history of the dialogue ; ii) the modeling of interaction problems as the expressions of user spontaneous opinion or emotion towards the interaction ; iii) the integration of the web-chat and in-the-wild language specificities as linguistic cues for linguistic rules ; iv) use of lexical word embedding (word2vec) learned on the large untagged chatbot corpus to model semantic similarities. The results obtained are very encouraging considering the complexity of the data : F-score = 74.3%

La protéine d'enveloppe des Flavivirus comprend 3 ectodomaines et un segment membranaire. J'ai caractérisé les propriétés de son domaine III (ED3) in vitro. J'ai mesuré la stabilité thermodynamiques d'ED3 par des expériences d'équilibres de dépliement, induits chimiquement ou thermiquement, et suivis par spectrofluorimétrie; augmenté la stabilité d'ED3 par des changements de résidus dans son coeur hydrophobe sans affecter son antigénicité; et montré qu'un domaine ED3 consensus des virus de la dengue (DENV) était hautement stable. La Protéine Ribosomale SA (RPSA) humaine comprend un domaine N-terminal replié et un domaine C-terminal désordonné. Nous avons quantifié leurs interactions avec les domaines ED3 de Flavivirus pathogènes, la laminine, l'héparine et un anticancéreux (EGCG) par des méthodes immunochimiques et spectrofluorimétriques in vitro. J'ai montré que les domaines-N ,et -C avaient à la fois des fonctions idiosyncratiques et des fonctions partagées, et que le domaine-C mimait l'héparine. J'ai déterminé la spécificité de serotype des IgMs dirigées contre le domaine ED3 d'un des 4 sérotypes de DENV en utilisant des sérums humains infectés ou non-infectes par DENV et une analyse par courbe ROC (Receiving Operator Characteristic). Ces sérums ont été testées en MAC-ELISA au moyen des 4 sérotypes d'un hybride dimérique entre ED3 et phosphatase alcaline d'E. Coli. La discrimination par ED3 entre sérums infectés par le DENV homotypique et sérums non-infectes variait avec le serotype; elle était maximale pour ED3 de DENV1 quel que soit le serotype infectant. Certains domaines ED3 discriminaient entre sérotypes de DENV. Des applications potentielles sont considérées
The envelope protein of Flaviviruses includes 3 ectodomains and a membrane segment. I have characterized the properties of its domain III (ED3) in vitro. I measured the thermodynamic stability of ED3 by experiments of unfolding equilibria, chemically or thermically induced and monitored by spectrofluorimetry; increased the stability of ED3 by changes of residues in its hydrophobic core without affecting its antigenicity; and showed that an ED3 domain, consensus for all the dengue viruses (DENV), was highly stable. The human Ribosomal Protein SA (RPSA) includes a folded N-terminal domain and a disordered C-terminal domain. We quantified their interactions with the ED3 domains of pathogenic Flaviviruses, laminin, heparin and an anticarcinogen (EGCG) by immunochemical and spectrofluorimétrie methods in vitro. I showed that the N- and C-domains had both idiosyncratic and shared fonctions, and that the C-domain mimicked heparin. We determined the serotype specificity of IgMs that were directed to the ED3 domain of each serotype of DENV by using DENV-infected or -uninfected human serums and a statistical analysis by receiving operator characteristic (ROC) curves. These serums were tested in MAC-ELISA with the 4 serotypes of a dimeric hybrid between ED3 and E, coli alkaline phosphatase. The discrimination by ED3 between serums infected by the homotypic DENV and uninfected serums varied with the serotype; it was maximal with the ED3 from DENV1 whatever the infecting serotype. Some ED3 domains discriminated between sérotypes of DENV. Potential applications are described

Les interactions sont partout : il peut s'agir de contacts entre individus, d'emails, d'appels téléphoniques, etc. Toutes ces interactions sont définies par deux entités interagissant sur un intervalle de temps: par exemple, deux individus se rencontrant entre 12h et 14h. Nous modélisons ces interactions par des flots de liens qui sont des ensembles de quadruplets (b, e, u, v), où chaque quadruplet représente un lien entre les noeuds u et v existant durant l'intervalle [b,e]. Dans un graphe, une communauté est un sous-ensemble plus densément connecté qu’une référence. Dans le formalisme de flot de liens, les notions même de densité et de référence sont à définir. Nous étudions donc comment étendre la notion de communauté aux flots de liens. Pour ce faire, nous nous appuyons sur des données réel où une structure communautaire est connue. Puis, nous développons une méthode permettant de trouver automatiquement des sous-flots qui sont jugés pertinents. Ces sous-flots, c’est-à-dire des sous-ensembles de liens, sont trouvés grâce à une méthode de détection de communautés appliquée sur une projection du flot sur un graphe statique. Un sous-flot est jugé pertinent s’il est plus dense que les sous-flots qui lui sont proches temporellement et topologiquement. Ainsi nous approfondissons les notions de voisinage et référence dans les flots de liens. Nous appliquons cette méthode sur plusieurs jeux de données d’interactions réelles et obtenons des groupes pertinents qui n’auraient pas pu être détectés par les méthodes existantes. Enfin, nous abordons la génération de flots de liens avec une structure communautaire donnée et à la manière d'évaluer une telle partition
Interactions are everywhere: in the contexts of face-to-face contacts, emails, phone calls, IP traffic, etc. In all of them, an interaction is characterized by two entities and a time interval: for instance, two individuals meet from 1pm to 3pm. We model them as link stream which is a set of quadruplets (b,e,u,v) where each quadruplet means that a link exists between u and v from time b to time e. In graphs, a community is a subset which is more densely connected than a reference. Within the link stream formalism, the notion of density and reference have to be redefined. Therefore, we study how to extend the notion of density for link streams. To this end, we use a real data set where a community structure is known. Then, we develop a method that finds automatically substream which are considered relevant. These substream, defined as subsets of links, are discovered by a classical community detection algorithm applied on the link stream the transformed into a static graph. A substream is considered relevant, if it is denser than the substreams which are close temporally and structurally. Thus, we deepen the notion of neighbourhood and reference in link streams. We apply our method on several real world interaction networks and we find relevant substream which would not have been found by existing methods. Finally, we discuss the generation of link streams having a given community structure and also a proper way to evaluate such community structure

L'analyse du comportement humain par vision est une thématique de recherche très étudiée car malgré les progrès apportés par l'apprentissage profond en vision par ordinateur, comprendre finement ce qui est en train de se passer dans une scène est une tâche loin d'être résolue car elle présente un très haut niveau sémantique.Dans cette thèse nous nous intéressons à deux applications : la reconnaissance d'activités longues temporellement dans des vidéos et la détection d'interaction dans des images.La première contribution de ces travaux est l'élaboration de la première base de données d'activités quotidiennes présentant de fortes variabilités intra-classe.La deuxième contribution est la proposition d'une nouvelle méthode de détection d'interaction en une seule passe sur l'image ce qui lui permet d'être beaucoup plus rapide que les méthodes de l'état de l'art en deux étapes et appliquant un raisonnement par paire d'instances.Enfin, la troisième contribution de cette thèse est la constitution d'un nouveau jeu de données d'interactions composé d'interactions à la fois entre des personnes et des objets mais également entre des personnes ce qui n'existait pas jusqu'à maintenant et qui permet pourtant une analyse des interactions humaines exhaustive. De manière à proposer des résultats de référence sur ce nouveau jeu de données, la précédente méthode de détection d'interactions a été améliorée en proposant un apprentissage multi-tâches ce qui permet d'obtenir les meilleurs résultats sur la base de données publique largement utilisée par la communauté
The analysis of human behavior by vision is a strong studied research topic. Indeed despite the progress brought by deep learning in computer vision, understanding finely what is happening in a scene is a task far from being solved because it presents a very high semantic level.In this thesis we focus on two applications: the recognition of temporally long activities in videos and the detection of interaction in images.The first contribution of this work is the development of the first database of daily activities with high intra-class variability.The second contribution is the proposal of a new method for interaction detection in a single shot on the image which allows it to be much faster than the state of the art two-step methods which apply a reasoning by pair of instances.Finally, the third contribution of this thesis is the constitution of a new interaction dataset composed of interactions both between people and objects and between people which did not exist until now and which allows an exhaustive analysis of human interactions. In order to propose baseline results on this new dataset, the previous interaction detection method has been improved by proposing a multi-task learning which reaches the best results on the public dataset widely used by the community

Les interactions sont partout : il peut s'agir de contacts entre individus, d'emails, d'appels téléphoniques, etc. Toutes ces interactions sont définies par deux entités interagissant sur un intervalle de temps: par exemple, deux individus se rencontrant entre 12h et 14h. Nous modélisons ces interactions par des flots de liens qui sont des ensembles de quadruplets (b, e, u, v), où chaque quadruplet représente un lien entre les noeuds u et v existant durant l'intervalle [b,e]. Dans un graphe, une communauté est un sous-ensemble plus densément connecté qu’une référence. Dans le formalisme de flot de liens, les notions même de densité et de référence sont à définir. Nous étudions donc comment étendre la notion de communauté aux flots de liens. Pour ce faire, nous nous appuyons sur des données réel où une structure communautaire est connue. Puis, nous développons une méthode permettant de trouver automatiquement des sous-flots qui sont jugés pertinents. Ces sous-flots, c’est-à-dire des sous-ensembles de liens, sont trouvés grâce à une méthode de détection de communautés appliquée sur une projection du flot sur un graphe statique. Un sous-flot est jugé pertinent s’il est plus dense que les sous-flots qui lui sont proches temporellement et topologiquement. Ainsi nous approfondissons les notions de voisinage et référence dans les flots de liens. Nous appliquons cette méthode sur plusieurs jeux de données d’interactions réelles et obtenons des groupes pertinents qui n’auraient pas pu être détectés par les méthodes existantes. Enfin, nous abordons la génération de flots de liens avec une structure communautaire donnée et à la manière d'évaluer une telle partition
Interactions are everywhere: in the contexts of face-to-face contacts, emails, phone calls, IP traffic, etc. In all of them, an interaction is characterized by two entities and a time interval: for instance, two individuals meet from 1pm to 3pm. We model them as link stream which is a set of quadruplets (b,e,u,v) where each quadruplet means that a link exists between u and v from time b to time e. In graphs, a community is a subset which is more densely connected than a reference. Within the link stream formalism, the notion of density and reference have to be redefined. Therefore, we study how to extend the notion of density for link streams. To this end, we use a real data set where a community structure is known. Then, we develop a method that finds automatically substream which are considered relevant. These substream, defined as subsets of links, are discovered by a classical community detection algorithm applied on the link stream the transformed into a static graph. A substream is considered relevant, if it is denser than the substreams which are close temporally and structurally. Thus, we deepen the notion of neighbourhood and reference in link streams. We apply our method on several real world interaction networks and we find relevant substream which would not have been found by existing methods. Finally, we discuss the generation of link streams having a given community structure and also a proper way to evaluate such community structure

Les interactions de services font partie des causes qui freinent actuellement le développement rapide des nouveaux services dans les réseaux de télécommunications. Il s'agit d'un problème crucial qu'il faut résoudre lors du processus de création et de déploie ment des services. Ce problème, qui s'est d'abord manifesté dans le cadre des services téléphoniques, est en fait plus général et peut toucher tous les systèmes où des services interagissent. Ce mémoire propose une étude des interactions de services dans le cadre des services téléphoniques et plus particulièrement dans le cadre des services du Réseau Intelligent. Nous proposons une implantation d'une méthode de détection d'interactions de services qui a été proposée par A. Khoumsi. Les contributions et réalisations qui sont présentées dans ce mémoire sont: une amélioration de la méthode de A. Khoumsi, deux outils logiciels SCTool et FIDTool qui implantent cette méthode, la participation à un concours d'évaluation d'outils de détection d'interactions de services, ainsi que la publication d'un article dans la 5ème conférence sur les communications par ordinateur, AFRICOM-CCDC'98, qui a eu lieu en Tunisie.

Les travaux presentes dans cette these portent sur le probleme de la detection du mouvement dans les sequences d'images. Ils sont divises en quatre parties. Dans un premier temps, les images sont supposees avoir ete acquises a partir d'un capteur fixe. Un algorithme elabore autour d'un modele d'interaction electrique nous permet de definir une mesure de la vraisemblance d'appartenance d'un point a une region en mouvement. L'initialisation s'operant a l'aide de la difference de deux images, l'information est trop pauvre pour obtenir des masques complets. Le volume spatio-temporel, defini par plusieurs differences d'images consecutives, nous a naturellement conduit a etendre le modele 2d initial a une distribution volumique de charges. La detection s'en trouve amelioree tant en ce qui concerne la definition des masques que l'elimination du bruit. Cette integration temporelle des observations est neanmoins insuffisante dans le cas d'objets mobiles presentant des dimensions relativement grandes ainsi qu'une certaine uniformite. Une solution possible consiste alors a integrer l'approche dans un contexte de multiresolution spatiale. La sequence d'images est representee sous forme d'une structure hierarchique construite en realisant le filtrage et le sous-echantillonage en serie des images initiales. Cette representation ameliore les performances de l'algorithme en ce qui concerne la detection des objets peu textures de grandes dimensions. La decomposition spatiale peut etre etendue a une decomposition spatio-temporelle. Le filtrage et le sous-echantillonnage suivant l'axe des temps est egalement realise. Cette decomposition extreme permet d'ameliorer la detection dans les situations les plus critiques, ou les objets de grandes dimensions et peu textures sont animes de mouvements lents. Dans le cas des systemes de surveillance embarques, la fixite du capteur n'est pas toujours observee. Le mouvement apparent, induit par le deplacement du capteur, affecte l'ensemble des composantes des images. Nous avons finalement etudie l'integration de l'algorithme de detection statique dans une procedure de compensation du mouvement apparent. Les operations de compensation et de detection sont realisees conjointement. Les premiers resultats, obtenus sur des sequences reelles, semblent prometteurs.

Le terme anglophone de "Chemical Biology" définit un domaine dont l'objectif principal est le développement d'outils chimiques pour la biologie. Dans ce domaine nous nous sommes intéressés à deux thématiques importantes : la modification de protéines endogènes et la synthèse de sondes polyfonctionnelles. Ce travail de thèse s’est plus particulièrement articulé autour de l’étude la biologie des polyamines. Il présente une approche originale puisqu'il allie à la fois méthodologie de synthèse et synthèse multi-étapes. L'objectif de ce travail est dans un premier temps de développer une réaction organométallique catalysée par les complexes de cuivre pour la N-arylation d'hétérocycles azotés. Son développement a permis de mettre au point des conditions optimales ayant été appliquées à la modification de protéines endogènes. Dans un second temps, des sondes bifonctionnelles et trifonctionnelles, dérivées des polyamines, ont été synthétisées. Ces molécules possédant des propriétés de fluorescence, d'affinité ou de photo-activation ont finalement été testées sur différents systèmes biologiques
Chemical Biology defines a domain focused on the development of chemical tools for biology. Among this domain, our interests were directed toward two important areas: endogenous protein chemical modification and polyfunctional probes synthesis. This work was especially focused on the biology of polyamines. Its originality lies in the combination of methodology and multi-step synthesis. We first developped a copper catalyzed reaction for nitrogen heterocycles N-arylation. After optimization of reaction conditions, it was applied to endogenous protein chemical modification. Then bifunctional and trifunctional probes, derived from polyamines, have been synthesized. These molecules have fluorescent, affinity or photo-activatable moieties. They subsequently have been tested on different biological systems

La mesure d’interaction entre une molécule candidate et sa cible biologique est d’un intérêt majeur dans la recherche de nouveaux composés thérapeutiques. A l’heure actuelle, le marquage radioactif est la méthode de référence pour ce type d’étude pharmacologique, permettant une détection spécifique et extrêmement sensible de la molécule d’intérêt dans des matrices biologiques complexes. Cependant l’utilisation de la radioactivité présente de nombreux inconvénients, principalement en termes de sécurité pour les utilisateurs et problématiques environnementales induites par le stockage de déchets radioactifs. Au regard de ces limitations, des technologies alternatives ont été développées principalement basées sur une détection de fluorescence. Toutefois, l’incorporation de groupements encombrants tels que les fluorophores peut potentiellement perturber les propriétés physico-chimiques de la molécule et ainsi altérer son affinité envers le récepteur, ce qui limite l’application de ce type de stratégie pour les ligands de faible poids moléculaire. Dans ce contexte, nous souhaitons développer une méthodologie alternative pour quantifier les interactions récepteur-ligands. La spectrométrie de masse présente de remarquables capacités en termes de sensibilité et de spécificité d’analyse. Parmi les technologies existantes, l’ICP-MS est une technique extrêmement sensible permettant la quantification absolue d’hétéroéléments indépendamment de la matrice dans laquelle se trouve l’échantillon. Cette technique associée à un marquage approprié de la molécule d’intérêt a donc été évaluée. Le sélénium a été sélectionné comme un bon compromis entre la réponse obtenue en ICP-MS et la possibilité d’introduire ce marqueur au sein de la molécule d’intérêt selon des protocoles de chimie conventionnelle, sans perturbation de l’affinité pour le récepteur. La preuve de concept a été illustrée sur le récepteur à la vasopressine V1A impliquant des ligands de nature peptidique. Différentes stratégies ont été appliquées pour la conception de ligands marqués au sélénium basées sur la substitution d’acides aminés par leurs analogues séléniés (ex : remplacement de la cystéine (Cys) par la sélénocystéine (Sec) et de la proline (Pro) par la sélénazolidine (Sez)) ainsi que la dérivatisation en position N-terminale du peptide avec une petite molécule organique. La méthodologie analytique par ICP-MS a été développée de manière à obtenir une mesure du sélénium à la fois sensible et fiable. La forte proportion de sels inorganiques contenus dans la matrice pharmacologique a nécessité le recours à une séparation chromatographique et à une cellule de collision en amont de la détection par ICP-MS. Le protocole pharmacologique a également été adapté aux exigences analytiques. Ces modifications ont notamment porté sur la récupération de l’échantillon pour procéder à son injection ainsi que sur la quantité de cellules utilisées. La robustesse des expériences pharmacologiques ainsi conçues a été évaluée par la mesure de la constante d’affinité (Ki) de ligands caractéristiques du récepteur V1A présentant des affinités élevées et faibles pour ce dernier. Les résultats obtenus ont présenté une très bonne corrélation avec les valeurs de référence indiquées dans la littérature, permettant ainsi de valider la preuve de concept de cette méthodologie et de proposer une alternative viable au marquage radioactif
Measuring interactions between a drug candidate and its specific target constitutes a parameter of upmost importance in drug discovery process. Because of its robustness and very high sensitivity, radio-isotopic labeling represents up to now the reference method for these pharmacological studies. However, the use of radioactivity confers several constraints about security, health hazards and environmental issues involved by radioactive waste storage. Regarding such limitations, non-radioactive technologies have been developed principally based on fluorescence detection. But the cost of such assay as well as the fact that incorporation of a bulky fluorescent block can affect the affinity for small ligand limit their use. In this context, we aim to develop a new methodology to quantify receptor-ligands interactions. Mass spectrometry (MS) presents very interesting features in terms of detection sensitivity and specificity, making this technique a challenging analytical tool to replace radioactivity and fluorescence measurements commonly used in pharmacology. Among all MS technologies, the capacity of inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) to provide metallic and hetero elements absolute quantification, whatever the nature of the sample medium, prompted us to investigate this technique in combination with an appropriate labeling of the molecule of interest. Selenium was selected as a good compromise between ICP-MS response and chemical tagging ability through the creation of covalent bonds using conventional organic sulfur chemistry without disturbance of the affinity toward targeted receptor. Proof of concept was illustrated on the vasopressin receptor (V1A), a GPCR involved in vasoconstriction and emotional behavior and implying peptide as native ligand. Different strategies were applied to design selenium labeled peptides relying in either conventional amino acid substitution by corresponding selenium containing residue into peptide sequence such as cysteine (Cys) replacement by selenocysteine (Sec) as well as proline (Pro) by selenazolidine (Sez), or N-terminal peptide derivatization with a selenium containing small organic entity. ICP-MS analytical methodology was carefully investigated to provide sensitive and reliable selenium signal measurement. High inorganic salts contents of pharmacological buffer along with polyatomic interferences from plasma interfering selenium detection necessitate chromatographic separation and collision reaction cell equipment before ICP-MS detection. The pharmacological protocol was also adapted to the analytical requirements, in particular quantity of cells and sample handling. Robustness of the designed competitive binding assay was evaluated through the affinity constant (Ki) measurement of several known V1A-R ligands exhibiting either high or poor affinity for the receptor. Experimental values were strongly correlated to literature data, enabling to validate the proof of concept of such methodology and to propose a suitable alternative to radioactive labeling

Résumé : Les méthodes de détection de similarités de sites de liaison servent entre autres à la prédiction de fonction et à la prédiction de cibles croisées. Ces méthodes peuvent aider à prévenir les effets secondaires, suggérer le repositionnement de médicament existants, identifier des cibles polypharmacologiques et des remplacements bio-isostériques. La plupart des méthodes utilisent des représentations basées sur les atomes, même si les champs d’interaction moléculaire (MIFs) représentent plus directement ce qui cherche à être identifié. Nous avons développé une méthode bio-informatique, IsoMif, qui détecte les similarités de MIF entre différents sites de liaisons et qui ne nécessite aucun alignement de séquence ou de structure. Sa performance a été comparée à d’autres méthodes avec des bancs d’essais, ce qui n’a jamais été fait pour une méthode basée sur les MIFs. IsoMif performe mieux en moyenne et est plus robuste. Nous avons noté des limites intrinsèques à la méthodologie et d’autres qui proviennent de la nature. L’impact de choix de conception sur la performance est discuté. Nous avons développé une interface en ligne qui permet la détection de similarités entre une protéine et différents ensembles de MIFs précalculés ou à des MIFs choisis par l’utilisateur. Des sessions PyMOL peuvent être téléchargées afin de visualiser les similarités identifiées pour différentes interactions intermoléculaires. Nous avons appliqué IsoMif pour identifier des cibles croisées potentielles de drogues lors d’une analyse à large échelle (5,6 millions de comparaisons). Des simulations d’arrimage moléculaire ont également été effectuées pour les prédictions significatives. L’objectif est de générer des hypothèses de repositionnement et de mécanismes d’effets secondaires observés. Plusieurs exemples sont présentés à cet égard.
Abstract : Methods that detect binding site similarities between proteins serve for the prediction of function and the identification of potential off-targets. These methods can help prevent side-effects, suggest drug repurposing and polypharmacological strategies and suggest bioisosteric replacements. Most methods use atom-based representations despite the fact that molecular interaction fields (MIFs) represents more closely the nature of what is meant to be identified. We developped a computational algorithm, IsoMif, that detects MIF similarities between binding sites. We benchmark IsoMif to other methods which has not been previously done for a MIF-based method. IsoMif performed best in average and more consistently accross datasets. We highlight limitations intrinsic to the methodology or to nature. The impact of design choices on performance is discussed. We built a freely available web interface that allows the detection of similarities between a protein and pre-calculated MIFs or user defined MIFs. PyMOL sessions can be downloaded to visualize similarities for the different intermolecular interactions. IsoMif was applied for a large-scale analysis (5,6 millions of comparisons) to predict offtargets of drugs. Docking simulations of the drugs in the binding site of their top hits were performed. The primary objective is to generate hypotheses that can be further investigated and validated regarding drug repurposing opportunities and side-effect mechanisms.

Les catécholamines et les indolamines font partie de la famille des neurotransmetteurs. Un déséquilibre dans leur concentration peut être associé à différentes maladies telles les maladies de Parkinson et Alzheimer, la dépression ou la schizophrénie. C’est pourquoi le développement de méthodes de dosage spécifiques et très sensibles du fait de leurs très faibles teneurs dans les fluides biologiques est nécessaire. Dans un premier temps nous avons développé une méthode chromatographique en appariement d’ions (IP-LC) utilisant des colonnes C18 de nouvelle génération (monolithique et « fused core ») et l’acide nonafluoropentanoïque, comme agent d’appariement d’ions volatil. Cette méthode est compatible avec une détection SM en mode d’ionisation positive. Dans un deuxième temps, différents systèmes en mode HILIC ont été évalués. Le choix raisonné de la phase stationnaire offrant la meilleure séparation du mélange de catécholamines a pu être réalisé après avoir testé l’influence sur la séparation des différents groupements fonctionnels disponibles : groupement soit neutre (greffage diol, amide, ou cyano), soit positivement chargé (greffage amino ou triazole) soit négativement chargé (silice vierge avec particules totalement poreuses ou partiellement poreuses « fused core ») ou zwitterionique (greffage sulfobetaïne). La méthode HILIC présente l’avantage d’être compatible aussi bien avec une détection SM en mode d’ionisation positive que négative. Les deux méthodes (IP-LC et HILIC) ont été comparées en termes de résolution, efficacité et limites de détection (LOD), linéarité et répétabilité. Les LODs obtenues sont comprises entre 1 et 100 ng.mL-1. Pour pouvoir doser des teneurs plus faibles, une méthode de pré-concentration de l’échantillon a été développée en associant 2 supports différents (Oasis HLB et PGC). La méthode optimisée SPE-CPL-MS/MS a été enfin appliquée à un extrait de cerveau de mouton
As neurotransmitters, catecholamines play an important role in the control and regulation of numerous brain functions. They are also believed to be implicated in different neurodegenerative disorders. First an ion pairing chromatography method using nonafluoropentanoic acid as volatile ion paring agent was developed on the new generation of C18 columns (monolith and fused core). This method is compatible with MS detection in positive ionization mode. Secondly an HILIC method was optimized using different commercially available HILIC supports, they can be classified as follows: neutral (diol, amide, and cyano bounded), positively charged (amino, triazole bounded), negatively charged (bare silica as wholly porous particles or fused core particles columns) and zwitterionic (sulfobetaine bounded). Our studies lead us to a better understanding of the HILIC retention mechanism and also to the selection of the most appropriated column for catecholamine analysis. Only the HILIC system was compatible with both positive and negative ionization modes. The two chromatographic systems were then compared in terms of resolution, efficiency, detection and quantification limits (LOD/LOQ), calibration linearity and repeatability. The LODs obtained were in the range of 1-100 ng.mL-1. A simple pre-concentration method using Oasis HLB and PGC solid phase extraction cartridges has been optimized in order to enhance the LODs. Finally the optimized SPE-LC-MS/MS method has been applied to the identification of these compounds present in brain extracts

Le travail présenté dans cette thèse a pour cadre la prévention des risques et la gestion de crises nécessitant une évacuation. La structure du réseau viaire est étudiée mais également les processus de mobilité qui s'y développent. Nous utilisons en particulier des techniques d'intelligence en essaim pour étudier la morphodynamique du réseau. La prévention des risques est considérée en analysant la vulnérabilité du réseau représenté par un multigraphe. Sa structure est étudiée à différents niveaux d'échelle, par des méthodes de calcul de la centralité d'intermédiarité et de clustering hiérarchique. La gestion de crise lors d'une évacuation a aussi été traitée et a conduit à l'étude de la dynamique des déplacements au sein du réseau routier et à un traitement et une analyse multi-échelle. Nous avons développé un modèle microscopique de trafic ainsi qu'un modèle de microévacuation permettant d'organiser une évacuation depuis l'occurrence de la crise jusqu'à l'évacuation des véhicules en passant par la délimitation d'éventuelles zones en danger et par les stratégies de choix d'itinéraires afin de les évacuer. Le modèle est adaptatif, il prend en compte la structure du multigraphe, la vulnérabilité des éléments à différents niveaux d'échelle, les événements inattendus lors d'une évacuation et permet d'amener des éléments de réponse aux décideurs gérant le risque.

Le développement important des biocapteurs pour des applications médicales entraînent, depuis ces dernières années, à envisager d'autres façons de construire des plans d'expérience. Ainsi, les travaux ici présentés tentent de répondre à une problématique originale consistant à détecter des événements ayant une faible probabilité de se produire selon deux approches "antagonistes" ; d'une part, le criblage pharmaceutique de molécules chimiques et d'autre part, la détection de toxines à usage bioterroriste. Alternativement, ce sont les sondes et les cibles qui présentent une activité inconnue vis-à-vis de leur partenaire. Pour y répondre, nous avons envisagé la combinaison de la technique d'imagerie par résonance plasmonique de surface (SPRi) et l'utilisation de biopuces. L'immobilisation de composés chimiques issus de la chimie combinatoire est effectuée selon une conception préalable des molécules afin qu'elles soient compatibles en vue d'une immobilisation dans un polymère fin de polypyrrole. Appliquée à la recherche de nouvelles molécules interagissant avec l'ARN polymérase bactérienne, enzyme cible pour l'élaboration de molécules à activité antibiotique, ce procédé a permis d'isoler plusieurs molécules appartenant à la famille des hydantoïnes et des quinazoline-2,4-diones capables de réagir avec la cible pharmacologique choisie. Une miniaturisation des procédés de fabrication ouvre la voie vers une augmentation des débits de criblage de ce type de méthode. Dans le cadre de la détection de toxines, la chaîne B de la ricine a été prise pour modèle d'étude. Afin de surmonter les limitations de la technique par SPRi, un protocole d'amplification du signal a été mis au point. Celui-ci a permis de déceler jusqu'à 10 pM en analyte, c'est-à-dire une sensibilité comparable aux autres méthodes de transduction. Grâce à cette stratégie analytique multi-étape, une gamme dynamique de 3 ordres de grandeur a été établie. Une extension de cette approche analytique pourra à court terme amener à doser simultanément plusieurs toxines.

Les détecteurs gamma semi-conducteurs monolithiques pixellisés en CdTe et CdZnTe sont amenés à remplacer les détecteurs à base de scintillateur pour des applications médicales, notamment pour la tomographie d'émission de photons uniques (SPECT). Outre la compacité, ils présentent de meilleures performances spectrométriques : la résolution en énergie, l'efficacité de détection, et la résolution spatiale. De plus, la profondeur d'interaction des photons dans le cristal peut être mesurée.
Ce travail a consisté à étudier expérimentalement et par simulation, les corrélations entre le pas des anodes, les propriétés physiques des matériaux (résistivité et propriétés de transport des électrons) et les performances spectrométriques des détecteurs. Nous avons comparé plusieurs méthodes de mesure de la profondeur d'interaction des photons et avons obtenu une résolution en énergie à 122 keV comprise entre 1.7 % et 7 %, selon le matériau, pour 5 mm d'épaisseur. Le partage de charges entre les anodes des détecteurs a été étudié et un traitement des informations mesurées est proposé.