Dissertations / Theses: 'Analyses métabolomiques'

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Roullier-Gall, Chloé. "Analyses métabolomiques du vin : "chemical messages in a bottle"." Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS080/document.

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Abstract:

L'objectif premier de ce travail de thèse était de développer des analyses métabolomiques non ciblées de vins en bouteilles afin de déchiffrer les informations chimiques relatives à l’évolution de leurs compositions avec le temps. Cette recherche initiale était fondée sur l'hypothèse que, lors de l'analyse, les vins en bouteilles gardent une mémoire chimique des paramètres environnementaux à l’œuvre au moment de leur élaboration (gestion du vignoble, pratiques œnologiques, climat, terroir). Une seconde hypothèse reposait sur la nécessité d’étudier le passé pour anticiper l’évolution de la qualité du vin du point de vue de sa composition chimique. À cet effet et pour la première fois dans la science du vin, la Spectrométrie de Masse à Résonance Cyclotronique des Ions et à Transformée de Fourier (FTICR-MS), la Chromatographie Liquide couplée à la Spectrométrie de Masse (UPLC-Q-TOF-MS), la spectroscopie de Fluorescence d’Excitation et d’Émission (EEMF) et les statistiques multivariées ont été combinées. Le développement méthodologique a révélé l'avantage de coupler les mesures de masses exactes par FTICR-MS à la discrimination des isomères par UPLC-Q-TOF-MS afin d'étendre la gamme des métabolites détectables. Ces outils ont été appliqués à l'identification de marqueurs de vieillissement sur des séries verticales de vins rouges et blancs de Bourgogne, y compris sur des vins très anciens (millésimes inconnus) considérés comme des points extrêmes d'évolution, introduisant ainsi la notion de verticalomics. La caractérisation d'une série de vins blancs de Bourgogne (Chardonnay) a révélé que les espaces chimiques spécifiquement liés à des pratiques œnologiques (SO2 ajouté lors du pressurage, niveau de débourbage ou perméabilité du bouchon) pourraient être déchiffrés, bien que les signatures de millésimes étaient les plus significatives. Des expériences similaires sur les vins de Champagne (Chardonnay, et mélanges de Chardonnay, Pinot noir et Pinot Meunier) après la prise de mousse et le vieillissement sur lattes ont mis en évidence l'effet d'hormesis associé à l'oxygénation du vin. Enfin, les analyses non ciblées d'extraits de raisin et des vins correspondants provenant de différentes appellations et élaborés par le même vigneron ont révélé qu’il était possible de lire des signatures liées au terroir, en particulier après quelques années de vieillissement en bouteille. Plus largement, nos résultats fournissent une description globale sans précédent de la composition chimique du vin et de sa modification par le vieillissement
The main objective of this work was to develop non-targeted metabolomics analyses of bottled wines in order to decipher chemical informations from the time-related evolution of their composition. This original research was based on the hypothesis that, when analyzed, bottled wines would still hold chemical memories of envionmental parameters (vineyard management, oenological practices, climate, terroir…) at the moment of their elaboration, even after several years of ageing. A second hypothesis was that in order to anticipate the future evolution of the wine quality in terms of chemical composition, it is necessary to know what it was in the past. To that purpose, and for the first time in wine science, Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance – Mass Spectrometry (FTICR-MS), Liquid Chromatography coupled with mass spectrometry (UPLC-Q-ToF-MS), Excitation Emission Matrix Fluorescence (EEMF) and multivariate statistics were used in combination. Methodological develoments revealed the advantage of coupling exact mass measurements by FTICR-MS to isomeric discrimination by UPLC-Q-ToF-MS in order to extend the range of detectable metabolites. Such tools were applied to the identification of ageing markers in vertical series of red and white wines from Burgundy, including very old wines (unknown vintages) considered as evolution end points, thus introducing the concept of verticalomics. The characterization of series of white wines from Burgundy (Chardonnay) revealed that chemical spaces specifically related to eonological practices (SO2 addition at pressing, settling level, and permeability of the stopper) could indeed be deciphered although the vintage signatures were confirmed to be the most significant. Similar experiments on Champagne wines (Chardonnay, and blends of Chardonnay, Pinot noir and Pinot Meunier) after the "prise de mousse" and the ageing "sur lattes" further highlighted the hormesis effect associated with the oxygenation of wine. Finally, non-targeted analyses of series of grape extracts and corresponding wines from different appelations – though elaborated by the same winemaker – revealed that terroir-related signatures could be indeed read in wines, in particular after a few years of bottle ageing. Altogether our results provide an unprecedented comprehensive description of the chemical composition of wine and its modification through ageing

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Conan, Cécile. "Metabolomics investigations of seaweed extracts used as plant growth biostimulants and transcriptomic studies of their physiological effects on A. thaliana." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066760.

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Abstract:

Développer une agriculture durable et respectueuse de l’environnement, implique l’utilisation de biostimulants tels que les extraits de macro-algues marines dans le but d’améliorer la croissance des plantes ainsi que leur tolérance aux stress biotiques et abiotiques. Ces extraits commerciaux d’algues sont utilisés en agriculture afin de favoriser la nutrition des plantes, d’améliorer leur qualité nutritionnelle et d’accroitre leur rendement. Dans ce domaine quelques modes d’action ont été élucidés par le centre R&D des Laboratoires Goëmar-Arysta. Cependant, jusqu’à présent, les matières actives n’ont pas été identifiées via une approche classique de fractionnement bio-guidé. De ce fait, leurs mécanismes d’action restent non élucidés. L’objectif premier de ce projet de thèse était d’identifier ces molécules biostimulantes via une approche de fractionnement assistée par la métabolomique, réalisée sur des extraits d’algues commerciaux. Les analyses RMN et LC-MS réalisées sur ces extraits se sont révélées infructueuses dans l’identification de molécules candidates. Ainsi, un classique fractionnement bio-guidé a conduit à la purification d’une fraction favorisant la croissance des plantes. Les analyses U-HPLC-HR-MS réalisées sur cette fraction et ses sous-fractions ont permis d’identifier deux molécules candidates. Un procédé de fractionnement utilisé au cours de ce travail fait l’objet d’une procédure de dépôt de brevet, afin d’apporter une valeur ajoutée à ces extraits biostimulants et de valoriser de nouveaux produits. Le deuxième objectif de ce projet, était d’étudier les réponses physiologiques de la plante modèle Arabidopsis thaliana à l’aide d’analyse transcriptomique. Ceci afin d’élucider les voies métaboliques régulées suite à l’application d’un extrait d’algue produit par Goëmar et d’une fraction stimulante de croissance purifiée au cours de ce projet. L’analyse du transcriptome d’Arabidopsis thaliana révèle la régulation de voies métaboliques complétement différentes par l’extrait d’algues en comparaison de celles régulées par sa fraction purifiée. De plus, les gènes dérégulés par la fraction purifiée constituent des biomarqueurs potentiels de croissance chez les plantes qui pourront être utilisés pour assister l’isolement bio-guidé de molécules candidates. Finalement, ces deux approches combinant fractionnement bio-guidé et analyses métabolomiques sur l’extrait d’Ascophyllum nodosum ainsi que les analyses transcriptomiques réalisées apportent de nouvelles connaissances sur les structures et les modes d’action de molécules candidates
To further develop a sustainable agriculture, new bio-solutions include the use of biostimulants such as seaweed aqueous extracts to improve plant growth or/and alleviate the effect of biotic and abiotic stress. These commercial products aim to improve plant nutrition, in order to impact yield and quality parameters. In this domain, some modes of action have been proposed by the Goëmar-Arysta R&D center. However, the bioactive ingredients have not been identified so far, using classical methods of bioassay-guided fractionation. Therefore, their mechanisms of action remain also elusive. The aim of this thesis project was first to identify, using a strategy of metabolomic profiling of seaweed extracts, the bioactive compounds responsible for plant growth stimulation. The 1H-NMR-based profiling and LC-MS metabolomic analyses of commercial seaweed extracts were not suitable to identify candidate molecules that promote plant growth. A classical bioassay-guided fractionation achieved on a Goëmar extract provided a growth promoting purified fraction and further bioactive sub-fractions. The U-HPLC-HR-MS analyses of these sub-fractions highlighted two candidate molecules. A fractionation process used in this work should be patented in order to improve added-value of growth-promoting filtrate and valorize new by-products. In parallel, the physiological effects of these seaweed extracts were studied in the model plant Arabidopsis thaliana through transcriptomic approaches in order to decipher patterns of gene regulation in response to a crude commercial extract and its purified fraction. The transcriptome in response to the application of seaweed extract was completely different of those obtained using its purified fraction. Genes dysregulated by this purified fraction provided potential biomarkers of plant growth that could be used. to assist the bioactive molecule isolation. Finally these two approaches combining, metabolomics-guided and bioassay-guided fractionation of extracts from the brown seaweed Ascophyllum nodosum, and global transcriptomics in Arabidopsis provided several new insights into the nature and structure of different molecules that trigger different physiological responses in plants

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Boudah, Samia. "Développement et application de méthodes de chromatographie liquide couplées à la spectrométrie de masse à haute résolution pour les analyses métabolomiques et lipidomiques de larges cohortes." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066281/document.

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Abstract:

Le profilage métabolomique global de matrices biologiques dans de larges séries d'échantillon est un enjeu majeur. Dans ce contexte, notre travail vise à développer des approches LC-HRMS et outils bioinformatiques pour les analyses métabolomique et lipidomique de larges cohortes. Dans un premier temps, nous avons développé puis évalué la pertinence de 4 méthodes LC-HRMS dans l'annotation du métabolome/lipidome sérique humain. Ainsi, une base de données spectrales a été implémentée à l'aide de spectres MS, MS/MS et les temps de rétention de composés de référence afin d'assurer l'annotation de jeux de données. La combinaison de méthodes RP, HILIC et PFPP-HRMS a permis l'identification de 266 métabolites et 706 espèces lipidiques sériques répartis sur 20 et 24 classes chimiques respectivement dont 27% d'espèces isomères. Ces outils ont été appliqués, dans un second temps, à la stratification de 78 patients diabétiques. Outre le syndrome métabolique marqué (perturbation du métabolisme énergétique), nos analyses ont montré l'impact délétère de facteurs physiologiques confondants -âge et IMC-. Nous en avons évalué l'influence sur une cohorte de 227 salariés du CEA. Les empreintes lipidomiques sont robustes, néanmoins l'impact de l'IMC est marqué pour les lipides neutres. L'effet du genre démontre un catabolisme masculin important. L'effet de l'âge se manifeste par des activités enzymatiques altérées. Ces études combinent une analyse globale métabolomique et lipidomique des mêmes échantillons humains. Elles visent à construire une base de données relationnelle incluant données spectrales et biologiques servant à la caractérisation de biomarqueurs dans le cas d'études cliniques
Global metabolomic profiling of biological media in large sample sets is a major challenge. In this context, our work aims to develop LC-HRMS approaches and data mining tools for metabolomics and lipidomics analysis of large cohorts. We have first developed and evaluated the reliability of four LC-HRMS methods in the annotation of human serum metabolome and lipidome. Thus, spectral database was implemented using MS spectra, MS/MS and retention times of reference compounds to further ensure datasets annotation. The combination of RP, PFPP and HILIC-HRMS methods allowed identification of 266 metabolites and 706 lipid species in human serum over 20 to 24 chemical classes respectively including 27% of isomeric species. These analytical tools were then applied for the stratification of 78 diabetic patients. Unsurprisingly, we highlighted a metabolic syndrome (energy metabolism disruption), moreover our analyses have shown the deleterious impact of confounding physiological factors on diabetes biomarker discovery –age and BMI-. We finally evaluated their influence on a cohort of 227 CEA employees. Lipidomic fingerprints are robust, however BMI impact is marked for neutral lipids. Gender effect shows significant male catabolism and age altered enzyme activities. These studies combine an overall metabolomics and lipidomics analyses of the same human samples. They aim to build up a relational database including spectral and biological data for biomarker characterization in clinical studies

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Roncalli, Jérôme. "Analyse génomique et métabolomique du cœur de l’obèse." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30026.

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Abstract:

L’obésité touche des millions de personnes dans le monde, majoritairement dans les pays développés. Alors que dans la population générale, l’obésité est un facteur de risque d’apparition d’insuffisance cardiaque, chez l'insuffisant cardiaque avéré, l'existence d'une obésité apparaît associée à un meilleur pronostic. Nous avons étudié les conséquences de l’obésité sur le cœur dans différents modèles animaux ainsi que chez l’homme par des approches génomiques et métabolomiques. Les résultats présentés ici font ressortir la présence d’adaptations cardiaques au plan génomique, de régulations au niveau lipidique et l’importance du rôle de la leptine. La mise en évidence d’une augmentation des acides gras poly-insaturés, d’une nouvelle apolipoprotéine impliquée dans l’efflux lipidique pourrait ouvrir des pistes de recherche concernant le paradoxe de l’obésité associé à l’insuffisance cardiaque. Enfin l’absence de la voie de signalisation de la leptine dans le modèle SHHF pourrait être responsable du peu de différences rencontrées au niveau du transcriptome cardiaque soulignant le rôle de cette hormone dans les relations qui unissent obésité et cœur
Obesity alone is the cause of 11% of cases of cardiac failure in men and 14% of cases in women in the United States. It is expected that obesity will become an important cause of cardiac failure in the upcoming years. The adipocyte secretes a number of hormones which act directly or indirectly on the myocardium. Haemodynamic and hormonal changes occurring as a result of obesity profoundly modify the genetic expression in the myocardium, leading to hypertrophy of the myocytes and the development of interstitial fibrosis. Paradoxically, in the global population of patients with cardiac failure, obesity improves survival. We present here results of genomic and metabolomic assessments in order to better understand the relationship between obesity and heart failure. Our results show that obesity hypertension is associated with continuous cardiac transcriptome adaptation and suggest some novel regulatory pathways for cardiac adaptation to obesity in animal and human experiments. An increase of unsaturated lipids and a new apolipoprotein may be involved in myocardium protective mechanisms against lipid accumulation in the setting of obesity. These results can provide explanations to the obesity paradox

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Boumaza, Houda. "Etude métabolomique par résonance magnétique nucléaire de pathologies associées à la signalisation thyroïdienne chez la souris." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEN003/document.

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Abstract:

La métabolomique par résonance magnétique nucléaire (RMN) permet d’étudier laréponse métabolique globale d’un système biologique à un stimulus ou un événementphysiopathologique (maladie, manipulation génétique, etc.). Cette discipline connaît un essorimportant dans la recherche clinique et biologique, et constitue ainsi un outil à fort potentielpour la découverte de biomarqueurs de maladies, et l’étude de la fonction des gènes.Cette thèse est dédiée à l’application de la métabolomique par RMN à hauts champspour l’étude des pathologies associées à la signalisation thyroïdienne chez la souris. L’objectifglobal est d’identifier des biomarqueurs spécifiques liés aux différentes maladies hormonales :l’hypothyroïdie et la maladie génétique émergente résistance à l’hormone thyroïdienne due àune mutation au niveau du récepteur TRα1 (RTHα). Cette dernière est particulièrementdifficile à diagnostiquer à cause du manque de marqueurs biochimiques et de symptômesspécifiques à cette maladie. De plus, elle présente des similitudes avec l’hypothyroïdie auniveau symptomatique. Des modèles murins de RTHα et de l’hypothyroïdie ont été analysés,et l’investigation a été menée sur l’urine et le plasma sanguin dans le but de différenciermétaboliquement ces maladies et d’identifier des biomarqueurs spécifiques à RTHα. Dessignatures métaboliques liées à chaque maladie ont été identifiées dans l’urine et le plasmasanguin. Cinq métabolites qui varient de façon significative ont été identifiés dans l’urinecomme étant liés à la maladie RTHα : trimethylamine, dimethylamine, isovalerylglycine, Nacetylglucosamineet la choline. Dans le sang, ce sont les lipides insaturés qui varient de façonsignificative chez les souris mimant la maladie RTHα
Metabolomics by nuclear magnetic resonance (NMR) allows studying the metabolicresponse of a global biological system to a stimuli or a physiopathological even (diseases,genetic modifications, etc.). This discipline is growing especially in the clinical and biologicalfields, and represents a strong potential tool to identify biomarkers related to diseases, andstudy the function of genes.This thesis is dedicated to the application of metabolomics by high field NMR to studythyroid signalisation pathologies in mice. The main goal is to identify biomarkers related tothe emerging genetic disease called resistance to thyroid hormone due to a mutation in thyroidhormone receptor TRα1 (RTHα). This disease is particularly difficult to diagnose because ofthe lack of biochemical markers and specific symptoms. In addition, it presents commonfeatures with hypothyroidism in term of symptoms. Mice models of RTHα andhypothyroidism were analysed, and the investigation were driven on urine and blood plasmain order to differentiate metabolically theses diseases and identify biomarkers related toRTHα. Metabolic fingerprints related to each disease were identified in both urine and bloodplasma. Five metabolites vary significantly in the urine of RTHα mice: trimethylamine,dimethylamine, isovalerylglycine, N-acetylglucosamine and choline. Unsaturated lipids varysignificantly in the blood plasma of RTHα mice.The impact of thyroid hormones (TH) and the thyroid hormone receptor TRβ on theliver metabolism were also studied in the present manuscript through NMR-basedmetabolomics. A mouse model, with a specific knock-out of TRβ gene in hepatocytes (LTRβ-KO), were used to study this question. To understand the function of TH mediated by TRβ,the liver metabolic response to TH, obtained from liver aqueous extracts and intact livertissues, TRβKO and wild-type mice were compared. The results suggest the presence ofdirect and indirect effects of thyroid hormones on the liver metabolism

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Tebani, Abdellah. "Analyse métabolomique multidimensionnelle : applications aux erreurs innées du métabolisme." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR043/document.

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Abstract:

La médecine de précision (MP) est un nouveau paradigme qui révolutionne la pratique médicale actuelle et remodèle complètement la médecine de demain. La MP aspire à placer le patient au centre du parcours de soins en y intégrant les données médicales et biologiques individuelles tout en tenant compte de la grande diversité interindividuelle. La prédiction des états pathologiques chez les patients nécessite une compréhension dynamique et systémique. Les erreurs innées du métabolisme (EIM) sont des troubles génétiques résultant de défauts dans une voie biochimique donnée en raison de la déficience d'une enzyme, de son cofacteur ou d’un transporteur. Les EIM ne sont plus considérées comme des maladies monogéniques mais tendent à être plus complexes et multifactorielles. Le profil métabolomique permet le dépistage d’une pathologie, la recherche de biomarqueurs et l’exploration des voies métaboliques mises en jeu. Dans ce travail de thèse, nous avons utilisé l’approche métabolomique qui est particulièrement pertinente pour les EIM compte tenu de leur physiopathologie de base qui est étroitement liée au métabolisme. Ce travail a permis la mise en place d’une méthodologie métabolomique non ciblée basée sur une stratégie analytique multidimensionnelle comportant la spectrométrie de masse à haute résolution couplée à la chromatographie liquide ultra-haute performance et la mobilité ionique. La mise en place de la méthodologie de prétraitement, d’analyse et d’exploitation des données générées avec des outils de design expérimental et d’analyses multivariées ont été aussi établies. Enfin, cette approche a été appliquée pour l’exploration des EIM avec les mucopolysaccharidoses comme preuve de concept. Les résultats obtenus suggèrent un remodelage majeur du métabolisme des acides aminés dans la mucopolysaccharidose de type I. En résumé, la métabolomique pourrait être un outil complémentaire pertinent en appui à l’approche génomique dans l’exploration des EIM
The new field of precision medicine is revolutionizing current medical practice and reshaping future medicine. Precision medicine intends to put the patient as the central driver of healthcare by broadening biological knowledge and acknowledging the great diversity of individuals. The prediction of physiological and pathological states in patients requires a dynamic and systemic understanding of these interactions. Inborn errors of metabolism (IEM) are genetic disorders resulting from defects in a given biochemical pathway due to the deficiency of an enzyme, its cofactor or a transporter. IEM are no longer considered to be monogenic diseases, which adds another layer of complexity to their characterization and diagnosis. To meet this need for faster screening, the metabolic profile can be a promising candidate given its ability in disease screening, biomarker discovery and metabolic pathway investigation. In this thesis, we used a metabolomic approach which is particularly relevant for IEM given their basic pathophysiology that is tightly related to metabolism. This thesis allowed the implementation of an untargeted metabolomic methodology based on a multidimensional analytical strategy including high-resolution mass spectrometry coupled with ultra-high-performance liquid chromatography and ion mobility. This work also set a methodology for preprocessing, analysis and interpretation of the generated data using experimental design and multivariate data analysis. Finally, the strategy is applied to the exploration of IEM with mucopolysaccharidoses as a proof of concept. The results suggest a major remodeling of the amino acid metabolisms in mucopolysaccharidosis type I. In summary, metabolomic is a relevant complementary tool to support the genomic approach in the functional investigations and diagnosis of IEM

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Goossens, Corentine. "Approche métabolomique par résonance magnétique nucléaire du proton dans l'évaluation des hépatopathies stéatosiques non alcooliques et dans le suivi d'un traitement curatif du carcinome hépatocellulaire." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCD110.

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Abstract:

Les atteintes hépatiques, asymptomatiques pour la plupart d’entre elles et pouvant évoluer vers des complications sévères telles que le carcinome hépatocellulaire (CHC) sont responsables de plus de 15 000 décès par an en France. Le manque de marqueurs cliniques et biologiques fiables pour déterminer le degré de sévérité de l’hépatopathie ainsi que pour reconnaître les stades précoces du CHC constitue actuellement un obstacle majeur à une prise en charge optimale de la maladie. Grâce aux approches de type métabolomique et aux techniques analytiques telles que la résonance magnétique nucléaire, il est désormais possible d’obtenir une véritable cartographie des métabolites d’un individu. L’objectif de ce travail a été d’explorer, par une approche RMN métabolomique, les changements métaboliques dans le foie et dans le sérum causés par différentes pathologies hépatiques afin de proposer de nouvelles pistes dans l’amélioration du diagnostic et de la prise en charge de ces maladies. Une attention particulière a également été donnée à l’étude de la validité des paramètres de qualité des modèles de discrimination réalisés lors des analyses statistiques des données multivariées
Most liver diseases nowadays remain symptomless and tend to lead to hepatocellular carcinoma responsible for more than 15.000 patient deaths per year in France. Liver diseases are therefore a major concern for public health.Clinicians lack of non-invasive biomarkers allowing them to enhance identification of liver diseases stages in order to efficiently target the first HCC signs and accordingly improve clinical prognosis.Identification of new biomarkers set new challenges in translational research in order torefine the prognosis and adapt therapeutic procedures.Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy-based metabolomics enable to identifyand quantify such metabolites by defining individual metabolic fingerprints.First part of this work was to explore the metabolic modifications of liver tissue to further establish diseases stages profiles.Second part was focused on the assessment of metabolic variations in HCC patients, by analyzing sequential serums taking, before and after a radiofrequency ablation curative treatment.Third and last part was centered on the validation of the quality parameters of the discriminant models used in multivariate statistical analysis

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Favre, Laurie. "Caractérisation par analyse métabolomique de biomarqueurs bactériens au sein de biofilms marins." Thesis, Toulon, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUL0005/document.

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Abstract:

En milieu marin, toute surface immergée est soumise à une colonisation par de nombreux organismes (biofouling). Le développement de biofilms est une étape clé du phénomène. Les systèmes de communication y sont contrôlés par le biais de signaux chimiques. Dans ce travail, l’étude de la signature métabolique de biofilms naturels formé in situ a été réalisée selon un gradient de pollution en contaminants métalliques dans la rade de Toulon et selon la nature du revêtement de la surface immergée. De nettes variations chimiques des biofilms prélevés sont observées et sont corrélées avec des variations en termes de communauté microbiennes. L’étude in vitro de 4 souches bactériennes issues de biofilms naturels a permis, après optimisation des méthodologies d’analyse, une discrimination selon leur profil métabolique. Des biomarqueurs ont été mis en évidence, avec notamment la production de lipides ornithine par la souche Pseudoalteromonas lipolytica. La réponse biologique de cette souche en fonction de son phénotype et face à un stress cuprique a été étudiée par métabolomique et protéomique révélant d’importantes modulations de certaines voies biosynthétiques
In the marine environment, any immersed surface is subjected to colonization by many organisms (biofouling). The biofilms development is a key stage of this phenomenon. Communication systems are controlled in these structures by chemical signals. In this work, the study of the chemical signature of natural biofilms formed in situ was carried out among a gradient of contamination of metal contaminants in the bay of Toulon and according to the nature of the coating on the immersed surface. Clear chemical variations of the biofilms collected were observed and were correlated with variations in microbial community. The in vitro study of 4 bacterial strains harvested from natural biofilms allowed, after optimization of the analysis methodologies, their discrimination according to their metabolic profile. Biomarkers were highlited, particularly ornithine lipids production by the Pseudoalteromonas lipolytica strain. The biological response of this strain depending on its phenotype and face to copper stres was studied by metabolomics and proteomics revealing important modulations of certain biosynthetic patways

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Boutegrabet, Lemia. "Approche métabolomique dans l'analyse de l'évolution oxydative des vins en spectrométrie de masse à très haute résolution." Thesis, Dijon, 2012. http://www.theses.fr/2012DIJOS025.

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Abstract:

Tout au long du procédé d’élaboration d’un vin, des réactions d’oxydation peuvent se produire y compris au cours du vieillissement en bouteilles. Depuis quelques années, la profession viti-vinicole est confrontée au problème de l’oxydation prématurée des vins blancs.. A ce jour, peu d’études ont pu apporter des explications d’ordre chimique à ce phénomène, et les mécanismes réactionnels intervenant restent peu connus.L’objectif de ce travail de thèse est d’apporter, au travers d’une analyse moléculaire non ciblée en spectrométrie de masse à transformée de Fourier et à résonance cyclotronique des ions (FT-ICR-MS) couplée à une étude chimiométrique, des réponses originales aux questions posées par la problématique actuelle d’oxydation prématurée des vins blancs. Nous avons montré suite à l’étude d’une série de vins oxydés prématurément non seulement la grande diversité chimique des vins, mais aussi la présence d’un ensemble de masses typiques associées à ce phénomène. Pour une meilleure compréhension de l’origine de cette problématique, nous avons considéré deux autres types d’oxydation : une oxydation relative exclusivement à un apport contrôlé en oxygène et une autre relative à l'évolution naturelle de vins en bouteilles. Cette dernière consiste en le suivi de l'évolution des espaces chimiques de séries verticales de vins blancs et rouges en fonction du temps. Sur la série verticale des vins blancs allant de 1979 à 2006, une charnière à l’année 1990 a été observée avec des groupes de masses typiques de chacun des vins jeunes (1979-1990) et des vieux vins (1991-2006).La comparaison entre les espaces chimiques discriminants chacun de ces trois types d’oxydation ne révèle la présence que de trois masses en commun, ce qui appuie l'hypothèse de causes multiparamétriques à l’oxydation prématurée des vins blancs, qui ne serait donc pas un phénomène du exclusivement à une exposition non contrôlée à l'oxygène.Des essais d’élucidation structurale en FT-ICR-MS/MS des masses discriminantes des vins oxydés et de la série verticale ont été effectués et des schémas de fragmentation pour certaines masses sont proposés
During winemaking processes, many oxidation reactions may occur especially during the aging period. Recently, white wines are characterized by a problem of premature oxidation for which few studies have provided chemical explanation. To date, the involved mechanisms in this phenomenon remain poorly understood.The aim of this thesis project is to provide, through an untargeted molecular analysis using Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS) coupled to chemometric analysis, original clue to understand the premature oxidation of white wines. Based on the study of a series of premature oxidized white wines, we were able to elucidate the high complexity and the chemical diversity of wine, and got out typical masses characterizing the oxidation state. In order to better understand the origin of this phenomenon, we considered two alternative possibilities of oxidation: the first one induced by oxygen, and the second through a natural evolution of wines in bottles. The latter included the monitoring of the chemical evolution of white and red wines as a function of time. A very interesting result was obtained on the vertical series of white wines from 1979 to 2006, where two groups were separated at the 1990 vintage to provide a group of old wines (1979-1990) and a group of new wines (1991-2006). Typical discriminant masses were found for each group.A comparison between the chemical spaces discriminating each of the three types of oxidation (premature oxidation, oxidation with oxygen and natural evolution of wine in bottle) revealed very few common masses that may indicate that the phenomenon of premature oxidation is indeed influenced by multiple factors.Finally, a structural elucidation of the typical masses of the groups of oxidized and aged wines were established using FT-ICR-MS/MS. Possible fragmentations schemes of some of these masses were proposed

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Duong, Viêt Dung. "Development of numerical approaches for nuclear magnetic resonance data analysis." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEN010/document.

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Abstract:

La résonance magnétique nucléaire (RMN) est devenue une des techniques spectroscopiques les plus puissantes et polyvalentes de la chimie analytique avec des applications multiples dans des différents domaines de la recherche. Cependant, un des inconvénients majeurs de la RMN est le processus fastidieux d'analyse de donnée qui nécessite fréquemment des interventions humaines. Ces dernières font diminuer non seulement l'efficacité et l'objectivité des études mais également renferment les champs d'applications potentielles de la RMN pour les non-initiés. Par conséquent, le développement des méthodes computationnelles non supervisées se trouve nécessaire. Les travaux réalisés ici représentent des nouvelles approches dans le domaine de la métabolomique et de la biologie structurelle. Le défi ultime de la RMN métabolomique est l'identification complète de l'ensemble des molécules constituant les échantillons biologiques complexes. Cette étape est vitale pour toute interprétation biologique. Dans la première partie de cette thèse, une nouvelle méthode numérique a été développée pour analyser des spectres à deux dimensions HSQC et TOCSY afin d'identifier les métabolites. La performance de cette nouvelle méthode a été démontrée avec succès sur les données synthétiques et expérimentales. La RMN est une des principales techniques analytiques de la biologie structurale. Le processus conventionnel de détermination structurelle est bien établie avec souvent une attribution explicite des signaux. Dans la seconde partie de cette thèse, une nouvelle approche computationnelle est présentée. Cette nouvelle méthode permet de déterminer les structures RMN sans attributions explicites des signaux. Ces derniers proviennent de données spectrales tridimensionnelles TOCSY et NOESY. Les structures ont été résolues en appliquant cette nouvelle méthode aux données spectrales d'une protéine de 12kDa
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) has become one of the most powerful and versatile spectroscopic techniques in analytical chemistry with applications in many disciplines of scientific research. A downside of NMR is however the laborious data analysis workflow that involves many manual interventions. Interactive data analysis impedes not only on efficiency and objectivity, but also keeps many NMR application fields closed for non-experts. Thus, there is a high demand for the development of unsupervised computational methods. This thesis introduces such unattended approaches in the fields of metabonomics and structural biology. A foremost challenge to NMR metabolomics is the identification of all molecules present in complex metabolite mixtures that is vital for the subsequent biological interpretation. In this first part of the thesis, a novel numerical method is proposed for the analysis of two-dimensional HSQC and TOCSY spectra that yields automated metabolite identification. Proof-of principle was successfully obtained by evaluating performance characteristics on synthetic data, and on real-world applications of human urine samples, exhibiting high data complexity. NMR is one of the leading experimental techniques in structural biology. However the conventional process of structure elucidation is quite elaborated. In this second part of the thesis, a novel computational approach is presented to solve the problem of NMR structure determination without explicit resonance assignment based on three-dimensional TOCSY and NOESY spectra. Proof-of principle was successfully obtained by applying the method to an experimental data set of a 12-kilodalton medium- sized protein

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Moyne, Oriane. "Approche métabolomique pour l'étude de l'évolution adaptative de Pseudomonas aeruginosa au cours des infections pulmonaires chroniques dans la mucoviscidose." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAS003/document.

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Abstract:

L’infection pulmonaire chronique à Pseudomonas aeruginosa (P. a.) est considérée comme la principalecause de morbidité et de mortalité liée à la mucoviscidose. Au cours de cette infection persistante, labactérie s'adapte à l’environnement pulmonaire caractéristique de ces patients et évolue avec son hôtependant des décennies. Cette évolution adaptative est portée par les phénotypes, avec notamment unediminution de la virulence et une augmentation de la résistance aux antibiotiques au cours du temps. Bienque plusieurs études aient tenté d’évaluer les mécanismes génétiques de cette évolution, il demeureaujourd’hui difficile d’expliquer les relations entre les mutations accumulées dans le génome bactérien etl’expression de phénotypes cliniquement pertinents, ou encore de corréler ces mutations avec l’état desanté du patient.Nous proposons dans ce travail d’étudier les mécanismes sous-tendant cette évolution adaptative à unniveau d’observation post-génomique : la métabolomique. Dernière-née des disciplines –omiques, lamétabolomique permet la prise de vue instantanée du métabolisme, et offre une vision au plus proche duphénotype. Pour cela, nous avons constitué une banque de lignées clonales évolutives de P. a. prélevéesau cours de l’infection pulmonaire chronique chez des patients atteints de mucoviscidose. Cette banque aensuite été caractérisée aux plans clinique, phénotypique et métabolomique. L’intégration de ces différentsniveaux d’information par des méthodes statistiques multi-tableaux nous a permis de mettre en évidencedes voies métaboliques impliquées dans la patho-adaptation de P. a. à son hôte.Nos résultats permettent de faire émerger de nouvelles hypothèses pour le développement d’outilsthérapeutiques et diagnostiques visant à améliorer la prise en charge de ces infections particulièrementrésistantes aux antibiotiques. De plus, nos travaux démontrent l’intérêt de la métabolomique pour l’étudede l’évolution adaptative bactérienne en conditions naturelles
Chronic lung infection with Pseudomonas aeruginosa (P. a.) is considered as the leading cause of cysticfibrosis (CF) morbidity and mortality. During this persistent infection, the bacterium adapts to the typical lungenvironment of these patients and evolves within its host for decades. This adaptive evolution is driven byphenotypes, including a decrease in virulence and an increase in antibiotic resistance over time. Althoughseveral studies have attempted to elucidate the genetic mechanisms of this evolution, it remains difficulttoday to explain the relationships between the accumulated genomic mutations and the expression ofclinically relevant phenotypes, or to correlate these mutations with the patient’s health status.In this work, we propose to study the mechanisms underlying this adaptive evolution at a post-genomicobservation level: metabolomics. Metabolomics, the newest of the -omics disciplines, provides an instantview of the metabolic activities, and furnishes a vision as close as possible to the phenotype. To this end,we constructed a bank of evolutive clonal P. a. lineages sampled during chronic lung infection in patientswith CF. This bank was then clinically, phenotypically and metabolomically characterized. Integration ofthese different levels of information by multi-block statistical methods has allowed us to highlight metabolicpathways involved in within-host patho-adaptation of P. a. .Our results rise new hypotheses for the development of therapeutic and diagnostic tools with the aim ofimproving the management of these infections particularly resistant to antibiotics. In addition, our workdemonstrates the interest of metabolomics to study bacterial adaptive evolution under natural conditions

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Gougeon, Louis. "Application de la métabolomique par spectroscopie RMN 1H à l'authentification des vins." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0052/document.

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Abstract:

Dans un marché globalisé où 40% du vin consommé est importé, le contrôle de la traçabilité est un enjeu majeur de la filière viti-vinicole. L'authentification du vin est le processus pouvant faire appel à différentes méthodes analytiques devant pouvoir contrôler trois paramètres fondamentaux : l’origine géographique, le cépage et le millésime. La spectroscopie RMN 1H quantitative (RMNq) est aujourd'hui considérée comme un outil très prometteur pour l'étude de l'authenticité des vins. Lors de cette thèse, une technique de dosage de 40 composés majoritaires des vins par RMN 1H a été développée. Elle permet l’acquisition d’une information riche et complexe en une seule analyse non-spécifique. La capacité de cette technique à authentifier un vin a été démontrée suite à une collaboration avec le Château Mouton-Rothschild, par comparaisons avec des analyses officielles réalisées par la DGDDI et DGCCRF de Pessac (SCL). La détermination d’un seuil de conformité a été établie en prenant en compte l’évolution naturelle des vins en bouteille. Une étude de caractérisation des vins rouges de Bordeaux a été menée. La singularité de ces vins a été observée par comparaison avec d’autres vins français, mettant en évidence des métabolites caractéristiques des vins de Bordeaux. Les résultats fournissent une description globale du potentiel de la RMN 1H pour l’authentification des vins
In a globalized market where 40% of the wine consumed is imported, traceability control is a major challenge for the wine industry. Wine authentication is the process that can use different analytical methods able to control three fundamental parameters: geographical origin, grape variety and vintage. Quantitative 1H NMR spectroscopy (qNMR) is now considered as a very promising tool for studying wine authenticity. During this thesis, a technique was developed for the determination of 40 major wine compounds by 1H NMR. It allows the acquisition of rich and complex information in a single non-specific analysis. The ability of this technique to authenticate a wine has been demonstrated following a collaboration with Château Mouton-Rothschild, by comparison with official analyses carried out by the DGDDI and DGCCRF of Pessac (SCL).The determination of a compliance threshold has been established by taking into account the natural evolution of bottled wines. A characterization study of Bordeaux red wines was carried out. The singularity of these wines was observed in comparison with other French wines, highlighting the characteristic metabolites of Bordeaux wines. The results provide a global description of the potential of 1H NMR for wine authentication

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Monnerie, Stéphanie. "Apport de la modélisation pour une meilleure stratification des populations à risque." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC098.

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Abstract:

Le projet de thèse s’inscrit dans une démarche d’épidémiologie des systèmes qui consiste à identifier les contributeurs de pathologies complexes, à de multiples niveaux, ainsi que leurs interactions et ce en utilisant une approche système. Cette dernière combine généralement des données de type omique à des données épidémiologiques observationnelles pour répondre un objectif fixé. Le but à long terme est de pouvoir utiliser la métabolomique pour reclassifier ces pathologies. Pour cela, il est nécessaire de modéliser les phénotypes des populations à risque, par des approches statistiques/mathématiques. Dans ce contexte, ce projet s’intéresse à la caractérisation du syndrome métabolique (SMet) chez la personne âgée par des méthodes de phénotypages multidimensionnelles (métabolomique, lipidomique, phénotypique, nutritionnelle...). Différents sous-objectifs bio-informatiques ont été définis pour parvenir à cette fin. Ils concernent d’une part la prise en charge et la gestion de larges volumes de données complexes (métabolomique/lipidomique et épidémiologique), et d’autre part, des aspects d’extraction de connaissance à partir de ces données multidimensionnelles, dans un processus multi étapes et itératif. Sur le plan bio-informatique, ce projet a tout d’abord permis la création d’une base de données de biomarqueurs du SMet issus de la littérature. Il a également permis la mise en place d’un cahier des charges pour la gestion des données des futurs projets de métabolomique. Par la suite, un workflow complet et reproductible, d’extraction de connaissance a été développé, visant à extraire une signature (ensemble de biomarqueurs) à partir de données métabolomiques/lipidomiques non ciblées multi-plateformes. Il a inclus le développement d’un outil de filtration des corrélations analytiques rencontrées en métabolomique lors de la génération des données ; la mise en place d’une stratégie de sélection de variables utilisant différents modèles statistiques afin d’arriver à proposer une signature du SMet chez la personne âgée ; ou encore la mise en oeuvre d’outils bio-informatiques permettant d’aller plus loin dans l’interprétation biologique des données à travers la visualisation dans des réseaux métaboliques. Enfin, une démarche semblable a été mise en place pour modéliser le spectre phénotypique du SMet. En particulier, elle a consisté à étudier les potentiels sous-phénotypes du SMet pour tenter de proposer une reclassification moléculaire des individus basée sur les données métabolomiques
This PhD project was part of a system epidemiologic approach which aim to identify contributors of complex pathologies, at multiple levels, and their interactions by using system approach. This usually combine data from omics analysis and observational epidemiologic data to rich a fixed goal. The long term objective is to be able to use metabolomics to re-classify those pathologies. To this end, it is necessary to modelling phenotypes of at risk population using statistical and mathematical approaches. In this context, this project aim to characterise Metabolic Syndrome (MetS) in elderly people using multidimensional phenotyping (metabolomics, lipidomics, phenotyping, nutrion...). Different bio-informatics goals have been defined. They involve care and management of big volume of complex data, and knowledge extraction from multidimensional data in a multi-step and iterative process. From bio-informatics field, this project first allow the creation of a MetS biomarkers from literature database. It also allow the establishment of guidelines for management of data within future metabolomics projects. Thereafter, an entire and reproducible workflow for knowledge extraction have been developed, aiming to provide a signature (set of biomarkers) from multi-platforms non-targeted metabolomics/lipidomics data. It include the development of a new tool to manage analytical correlation generated on metabolomics data during acquisition and filter it ; deployment of variable selection strategies using different statistical models to provide a MetS signature for elderly people ; or execution of bio-informatics tools to go further in biological interpretation of data across visualization on metabolomics networks. Finally, a similar approach was design for sub-phenotyping of MetS modelling. It specially consist to study potential sub-phenotypes of Mets to propose a molecular re-classifying of individuals based on metabolomics data

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Guyader, Sophie. "Developpement de nouvelles applications en analyse d'authenticité des aliments par Résonnance Magnétique Nucléaire (RMN)." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4027.

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Abstract:

La vérification de l'authenticité en agroalimentaire a pour but de protéger la santé des consommateurs, garantir la traçabilité des produits et lutter contre les fraudes. La Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) est une méthode analytique employée pour la quantification de composés ciblés ou l'acquisition d'empreintes spectrales. Dans le cadre de 5;~tte thèse, il a été proposé de transférer trois méthodes développées en recherche fondamentale par spectroscopie RMN dans un environnement industriel. Afin de caractériser de nouvelles variétés de cafés Arabica, modifiées d'un point de vue génétique et récemment introduites sur le marché, une étude a été proposée en RMN du proton par l'utilisation d'un outil chimiométrique récent et performant, l'IC-DA (Independent Component - Discriminant Analysis). Une seconde étude s'est portée sur le transfert d'une séquence RMN du carbone 13 récemment développée en INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Tranter) adiabatique refocalisée appliquée à des corps gras de multiples origines végétales et animales. Enfin, l'analyse par RMN isotopique du carbone 13 de la Vanilline a été proposée suivant un processus rigoureux de transfert. Deux des trois méthodes ont été transférés en intégralités en routine au cours de la thèse. Les trois projets présentés ont été soumis à publication et ont permis d'apporter de nouvelles connaissances et outils au laboratoire d'analyses industriel, d'étendre leur domaine de compétences et d'assurer ou d'optimiser leurs méthodes existantes
Verification of authenticity in food-processing intends to protect the health of consumers, to guarantee the traceability of products and to fight against frauds. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is an analytical · method employed for quantifying targeted compounds or for acquiring complete spectral fingerprints involving different fields such as metabolomics, isotopy or chemometrics. Pure research aims to promote the development of effective tools and to assure their applicability, it was suggested to transfer three methods using the NMR spectroscopy in an industrial environment. To characterize new varieties of Arabica coffee, modified in a genetic point of view and recently introduced on the market, a first studied has been proposed in proton NMR by the use of a recent and efficient chemometric tool, the IC-DA (Independent Component - Discriminant Analysis). A second study focused on the transfer of a newly developed NMR sequence for carbon 13 in refocused adiabatic INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Tranter) applied to several plant and animal origins of fats. Finally, isotopic NMR analysis of carbon-13 in Vanillin has been proposed following a rigorous transfer process. Two of the three methods were routinely transferred during the thesis. The three presented projects were submitted for publication and have provided new knowledges and tools for the industrial laboratory of analysis, the extension of their area of expertise and the guarantee or the optimization of their existing methods

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Muhrez, Kienana. "La métabolomique urinaire permet-elle d'identifier des biomarqueurs visant à optimiser l'utilisation des médicaments anticancéreux ?" Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR3303/document.

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Abstract:

Le MTX est un agent anticancéreux utilisé à hautes doses pour le traitement des hémopathies malignes et de certaines tumeurs solides. Il présente une importante variabilité pharmacocinétique (PK) traduite par des surexpositions à l'origine de toxicités très sévères, surtout lors d'une administration à haute dose. Les retards d'élimination du MTX surviennent encore de manière inattendue et il n'existe à ce jour aucun biomarqueur qui permette un diagnostic précoce du risque de surexposition. Nos travaux ont focalisé sur les déterminants de l'élimination rénale du MTX, et en particulier le rôle du transporteur MRP2/ABCC2 dans ce processus. Ce travail s'inscrit donc (1) dans la recherche de biomarqueurs métabolomiques urinaires prédictifs de la PK du MTX et (2) dans l'identification de substrats endogènes de MRP2 parmi un panel de 217 acides organiques urinaires analysés par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Nos analyses ont abouti à un profil de 28 anions organiques endogènes, prédictifs de la CL MTX. L'outil était en revanche mal adapté à la prédiction des retards d'élimination. Pour la 2eme partie, nos résultats tendent à montrer que 8 métabolites urinaires sont des bio-marqueurs potentiels de l'activité de MRP2. Leur utilisation en clinique nécessite encore des études confirmatoires
MTX is an anticancer agent used at high doses for the treatment of malignant haemopathies and some solid tumors. It presents an important pharmacokinetic variability (PK), manifested by overexposures causing very severe toxicities, especially when administered at high doses. Delayed elimination of MTX still occurs unexpectedly and there is currently no biomarker that allows early diagnosis of the risk of overexposure. Our work focused on the determinants of renal elimination of MTX, and particularly on the role of MRP2 / ABCC2 in this process. This work is therefore devoted to (1) the search for metabolomic biomarkers predictive of MTX PK and (2) the identification of endogenous substrates of MRP2, from a panel of 217 urinary organic acids analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. Our analyses resulted in a profile of 28 endogenous organic anions, predictive of CL MTX. The tool was, on the other hand, poorly adapted to the prediction of delayed elimination. For the second part, our results tend to show that 8 urinary metabolites are potential biomarkers of MRP2 activity. Their clinical use still requires confirmatory studies

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Grison, Stéphane. "Etude des effets multigénérationnels d'une exposition chronique à faible dose d'uranium par analyses omiques." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC043/document.

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Abstract:

Pour enrichir les connaissances scientifiques sur les effets biologiques des radionucléides et risques des contaminations chroniques sur la descendance, une étude multigénérationnelle in vivo d’exposition a été réalisée à doses non toxiques d'uranium. Ce modèle, a permis de suivre les effets biologiques de l’uranium sur trois générations de rats (F0, F1 et F2) par des analyses cliniques et le suivi de marqueurs biologiques. Dans cette étude, des analyses métabolomiques, transcriptomiques et épigénomiques ont été réalisées à partir d’échantillons de sang, d’urine et de rein.Pour la première génération des rats contaminés (F0), des différences dépendant du sexe des animaux sont observables par l’analyse des niveaux d’expression géniques (ARNm et micro-ARN) dans les reins, des profils métabolomiques et biochimiques dans les reins, l’urine et le sang. Aucune modification épigénétique des profils de méthylation de l’ADN rénal n’est à noter. Pour les deux générations suivantes (F1 et F2), un effet multigénérationnel dépendant aussi du sexe des rats est observable au niveau des profils métabolomiques urinaires et rénaux ainsi qu’au niveau des profils épigénétiques de méthylation de l'ADN des reins. Une baisse de poids corporel et des reins a aussi été observée pour la troisième génération de rats chez les mâles (F2).En conclusion, les travaux de cette thèse montrent qu’une contamination chronique à faible dose d'uranium entraine des effets biologiques sur plusieurs générations de rats. Ils sont observables à différents niveaux moléculaires des systèmes de régulation cellulaires et dépendent du sexe des rats. Ces effets, étroitement liés à des systèmes biologiques intégrés, sont utiles à la compréhension des mécanismes biologiques des expositions à l'uranium et à l’évaluation des risques de nocivités à long termes. Dans le domaine de la radioprotection, ces résultats justifient la nécessité de considérer les dimorphismes sexuels des individus et les conséquences des expositions sur les générations à venir
In order to deepen scientific knowledge regarding biological effects of radionuclides and associated risk to offspring, an in vivo multigenerational study of chronic exposure to a non-toxic dose of uranium was performed by monitoring three generation of rats (F0, F1 and F2). Clinical parameters and biological markers, including metabolomics, transcriptomics and epigenomics high throughput analysis were conducted in blood, urine and kidney samples.For the first generation of contaminated rats (F0) sex-differences to uranium effects were observed in kidney for gene expression (mRNA, miRNA) and in kidney, urine and blood for biochemical parameters and metabolomics profiles. No epigenetic modification of DNA methylation profiles was shown in kidney. For the next two generations (F1, F2), a multigenerational sex-specific effect is observed for both metabolomics and renal DNA methylation profiles of contaminated rats. Moreover, for the last generation of male rats (F2), a decrease of both total body and kidney weight was shown.In conclusion, low-dose chronic contamination of rats to uranium leads to multigenerational effects. Including sex-differences, they can be shown at different molecular levels of the cellular system. Depending of integrated system biology, data of this thesis are useful in the understanding of biological mechanisms of uranium effect and risk of delayed harmful effect. In the field of radiation protection, these results prove the requirement of considering sexual dimorphisms and consequences of such exposures to offspring

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Delecolle, Julien. "Approche métabolomique pour une caractérisation plus fine d'extraits de plantes d'intérêts pour la santé humaine." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAJ012/document.

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Abstract:

Ces travaux ont pour but d’identifier des métabolites dans des teintures-mères (TMs) utilisées en homéopathie et en phytothérapie pour mieux contrôler la qualité des TMs et de mieux comprendre leur mode d’action sur la santé humaine. Nous avons étudié, par une approche de métabolomique globale, 19 TMs et un produit leader : le L52, fabriqués par les Laboratoires Lehning. Premièrement, nous avons utilisé des approches non-ciblées en construisant des banques de données GC-MS et UPLC-MS/MS, afin d’identifier un maximum de molécules dans chaque extrait. Puis, nous avons fractionné certaines TMs et purifié des métabolites inconnus pour une identification fine en HRMS. Nous avons identifié de nombreuses molécules dans chaque TM, montrant que ces dernières sont très riches en molécules pouvant être utilisées pour le contrôle-qualité des TMs et valorisées pour la santé humaine
Tinctures defined as hydro-alcoholic extracts have been used from centuries in homeopathy and phytotherapy, but their chemical compositions remain still unknown. During my PhD, metabolomics analyses of nineteen tinctures and one leader product, L52, made by Laboratoires Lehning, were conducted using untargeted metabolomic approach. We build GC-MS and UPLC-MS/MS databases to identify a large amount of metabolites. Then, we used semi-preparative HPLC with both UV and mass detection to isolate some compounds from tinctures. We used UPLC-HRMS to obtain chemical formula, a prerequisite for metabolites identification. Finally, we identified a broad range of different metabolites in each tincture, highlighting the metabolic complexity of the TMs. These molecules can now be used for quality-control and valued for a better understanding of these products on human health

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Willeman, Honorine. "Contribution à la recherche des composés impliqués dans l’amertume de la racine de chicorée : approches métabolomique et sensorielle de l’influence de la torréfaction." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10222/document.

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Abstract:

La chicorée industrielle, cultivée pour sa racine, est transformée sous forme séchée ou torréfiée pour être consommée notamment comme boisson. La racine fraiche et ses dérivés alimentaires sont connus pour leur amertume, ce qui peut représenter un frein pour de nouveaux consommateurs. Si l’amertume native est attribuée aux composés terpéniques, nos résultats préliminaires indiquent une diminution de leur teneur lors de la torréfaction ce qui tend à démontrer que d’autres composés non identifiés sont responsables de l’amertume des produits torréfiés. De nos jours, aucunes études n’ont été menées permettant d’éclaircir l’impact de la torréfaction sur la composition native de la chicorée ni d’identifier les déterminants moléculaires de la saveur amère des produits finaux. Mes travaux de thèse ont donc été menés dans cet objectif. Par des approches de génomique et de métabolomique, une caractérisation large de 48 génotypes de chicorée industrielle a permis de constituer une collection de référence représentant la diversité globale. A travers cette sélection, l’étude de la composition chimique de la racine fraiche, des cossettes séchées et des produits torréfiés à différents niveaux a été entreprise. En parallèle, un profilage organoleptique des produits issus de 3 degrés de torréfaction a été effectué par analyse sensorielle. Ainsi, une évolution de la composition chimique et de l’amertume est constatée lors de la torréfaction. L’intégration des données à l’aide d’une démarche statistique de corrélation a permis de mettre en relation 3 composés néoformés ainsi que 6 signaux inconnus avec le degré d’amertume des produits torréfiés de la racine de chicorée
Industrial chicory, cultivated for its root, is transformed in dried or roasted form to be consumed as a beverage in particular. Fresh root and its derivates are known for their bitterness, which may represent an obstacle to new consumers. Native bitterness is attributed to terpene compounds, but our preliminary results suppose that other compounds are involved in bitterness of the roasted product. Indeed, content in terpene compounds dramatically decrease during roasting process. Nowadays, no studies has been conducted either to clarify impact of roasting on native composition of chicory or to identify molecular determinants of bitter flavor in final products. My PhD work was therefore carried out to in this end. By genomic and metabolomic approaches, a wide characterization of 48 industrial chicory genotypes allows the constitution of a core collection representing global diversity. Through this selection, an analysis of chemical composition of the fresh root, dried cossettes and products roasted at different levels was undertaken. In parallel, an organoleptic profiling of products from three degrees of roasting was conducted by sensory analysis. Thus, a change in the chemical composition and sensory properties is found during roasting process. We used a statistical approach based on correlation to combine data from metabolomic and sensory analysis and so, 3 neoformed compounds and 6 unknown were highlighted as involved in the bitterness of roasted chicory products

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Scalabre, Aurélien. "Étude clinique des modifications du profil métabolique urinaire secondaires à une anomalie congénitale de l’écoulement des urines par Résonance Magnétique Nucléaire et analyse métabolomique." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1272/document.

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Abstract:

Les dilatations des voies urinaires de diagnostic anténatal (DVU) peuvent être transitoires, ou correspondre à une anomalie significative de l'écoulement des urines pouvant entrainer une dégradation de la fonction rénale. L'identification de biomarqueurs urinaires pourrait contribuer à différencier précocement les uropathies des dilatations transitoires. La métabolomique permet l'identification de toutes les molécules de bas poids moléculaire présentes dans un échantillon biologique et la mise en évidence d'une signature métabolique associée à un événement physiopathologique. L'objectif principal de cette thèse est l'identification de marqueurs urinaires pronostiques chez les nouveaux nés présentant une DVU de diagnostic anténatal, par spectroscopie RMN et analyse métabolomique.Soixante-dix nouveau-nés ayant une DVU unilatérale et 90 témoins ont été inclus dans cette étude prospective. Tout d'abord, nous comparons la précision de différentes classifications échographiques pour l'évaluation du risque d'intervention chirurgicale.Ensuite, nous montrons l'absence de différence significative entre les profils métaboliques urinaires des nouveau-nés ayant une DVU et ceux des témoins. Dans une troisième partie, nous démontrons l'influence significative de l'âge, du poids et de la taille sur le profil métabolique urinaire des nouveau-nés. Enfin, nous montrons l'évolution du profil métabolique urinaire avec la croissance chez les nourrissons ayant une DVU.Ce travail permet une meilleure compréhension de la physiopathologie des DVU et de la maturation métabolique des nouveau-nés. Il contribue à identifier des biais potentiels dans les études métaboliques en néonatologie
The prenatal finding of unilateral Urinary Tract Dilatation (UTD) can be transient or represent a significant urinary flow impairment that would lead to progressive deterioration of renal function. Identifying urinary biomarkers could help to differentiate uropathy requiring surgical management from transient dilatation at an early stage.Metabolic phenotyping studies provide untargeted quantification of all detectable low molecular-weight molecules by profiling without any a priori the metabolic signatures of biological samples in connection to physiopathological events.The main objective of this study is to identify diagnosis and prognosis urinary markers for uropathy in newborns with prenatally diagnosed unilateral UTD using 1H-NMR spectroscopy combined with multivariate statistical analyses.A total of 70 newborns with unilateral UTD and 90 controls were included in this prospective study. First, the usefulness of different ultrasound grading systems in predicting the need for surgical intervention is evaluated. Then, we report the absence of significant difference between the urinary metabolic profiles of newborns with UTD and controls. In thethird part, the influence of age, weight and height on the urinary metabolic profiles of healthy newborns is highlighted for the first time, and key-metabolites responsible for this evolution are identified. Finally, we demonstrate the influence of age on the urinary metabolic profiles of children with UTD. This work allows a deeper understanding of the metabolic maturation of healthy newborns. It contributes to identify potential confounding factors for metabolomics investigations in neonatology. It represents a step toward a better comprehension of thephysiopathology of UTD

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Bennouna, Djawed. "Etude de l'impact de l'environnement et de la génétique sur la qualité nutritionnelle du colza par une approche métabolomique." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0772/document.

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Abstract:

Le colza (Brassica napus) est cultivée pour la richesse de ses graines en lipides et protéines. Cette plante possède aussi des métabolites secondaires bioactifs pouvant moduler la santé du consommateur. Ainsi différentes actions ont été mises en place par les industries agroalimentaires pour réduire le taux de métabolites antinutritionnels. A l’inverse peu sont consacrés à l’exploitation des métabolites favorables à la santé. L’une des pistes est d’identifier les conditions de culture en interaction avec les génotypes pour générer des graines de qualité nutritionnelle optimale. D’une manière générale, les résultats ont montré que certaines variétés sont résilientes à l’environnement. D’autres au contraire se sont montrées plus sensibles. L'impact des IGEC observé a été évaluée sur un modèle préclinique de souris ob/ob par une approche multi-omique, et comparée à celle d’un extrait de référence issu de Brassica oleracea (Brocoli) commercialisé pour ces vertus santé. Les résultats ont montré que la réponse biologique « omique » mesurée dans l’intestin, le foie et le plasma présentait une forte proximité entre l’un des extraits de colza (ES-Mambo) avec l’extrait de référence (Brocoli). Nous pensons que cela résulte de la présence de composés bioactifs communs et minoritaires entre les deux plantes et dont nous avons pu identifier la nature de certains (composés phénoliques et glucosinolates). L’approche métabolomique a démontré que les conditions de culture et le génotype du colza ayant modifié leur contenu bioactif induisaient une réponse biologique différentielle chez le consommateur. Cette preuve de concept pourrait s’appliquer à d’autres plantes de grande consommation
Rapeseed (Brassica napus) is the first oleaginous crop in France. It is cultivated for the abundance of its seeds in lipids, proteins as wellas for its richness in secondary metabolites that can modulate the health of the consumer. For instance, different actions have beenimplemented by food and feed industries to reduce the rate of anti-nutritional metabolites. Conversely few are devoted to theexploitation of health promoting molecules. A strategy is to identify the genotype x environment x agronomic management interactions(GEAI) to generate seeds of optimal nutritional quality.The results showed that some varieties are resilient to the environment. On the other hand, others appeared more sensitive. The environment and genetic impact was evaluated on a preclinical model ob/ob mouse by a multi-omic approach, and compared to a reference extract from Brassica oleracea (Broccoli), marketed for its health benefits. The results showed that the "omic" biological response measured in the intestine, liver and plasma showed a strong proximity between one of the rapeseed extract (ES-Mambo) and the reference extract (Broccoli). We believe that these results occured from the presence of common bioactive compounds between the two plants (rapeseed and broccoli), that some of them were identified (phenolic compounds and glucosinolates). The metabolomic approach was efficient to estimate the health impact of phytochemical extracts that have never been evaluated before. We demonstrated that the GEAI of rapeseed that modified their bioactive contents induced a differential biological response in the consumer. This proof of concept study could be applied to other food plant products

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Frottin, Frédéric. "Analyse intégrative du rôle de l’excision de la méthionine N-terminale dans le cytoplasme des eucaryotes supérieurs." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112045/document.

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Abstract:

Le premier acide aminé incorporé dans une chaîne polypeptidique naissante est toujours la méthionine. On identifie donc toujours ce premier résidu à la méthionine N-terminale. Cependant, les deux tiers des protéines accumulées à l’état stationnaire ne présentent plus leur méthionine initiatrice. Cet enlèvement résulte essentiellement d’une maturation protéolytique affectant chaque protéine. Ainsi, l’Excision de la Méthionine N-terminale (NME) concerne la majorité des protéines et ce dès que les premiers résidus émergent du ribosome. Ce mécanisme est retrouvé dans tous les compartiments cellulaires où une synthèse protéique a lieu : le cytoplasme, les plastes et les mitochondries. Les enzymes responsables du clivage de la méthionine initiatrice sont les METhionine AminoPeptidases (METAPs) ; les METAPs sont conservées dans le Règne vivant. Des études fonctionnelles de délétions géniques ont montré le caractère létal du maintien de la première méthionine dans tous les organismes. Il y a plus de dix ans, les METAPs ont été identifiées comme étant la cible de composés naturels ayant des effets anticellulaires. Aujourd’hui un nombre croissant d’études rapportent que la NME est une cible prometteuse pour le traitement de nombreuses pathologies. Néanmoins, les bases moléculaires qui expliquent le caractère essentiel de la NME restent très peu comprises, en particulier dans le cytoplasme des eucaryotes supérieurs. Grâce à un système inductible permettant de moduler finement la NME cytoplasmique dans la plante modèle Arabidopsis thaliana et différentes approches incluant des analyses protéomiques et métabolomiques, j’ai pu étudier les événements moléculaires précoces associés à l’inhibition de la NME cytoplasmique. J’ai également caractérisé la contribution relative des deux types de METAP cytoplasmiques au processus. Dans ce contexte, j’ai pu démontrer chez A. thaliana que la NME cytoplasmique agit sur deux voies de signalisation fréquemment dérégulées lors de conditions pathologiques : le statut des composés thiolés et la protéolyse. La diminution de la NME cytoplasmique induit une protéolyse accrue principalement via une augmentation du nombre de protéines destinées à une dégradation rapide. Ainsi, l’activité de la NME, en modulant la sensibilité de nombreuses protéines à subir la protéolyse, est un élément fondamental de la régulation de la demi-vie protéique. Finalement, mes résultats simialires obtenus également chez les Archées, levures et les lignées de cellules humaines suggèrent l’existence d’un mécanisme ubiquitaire associé à la NME
The first amino acid incorporated in nascent polypeptide chain is always methionine so called N-terminale methionine. However, in a given proteome, more than fifty percent of proteins have not this first methionine. Indeed, the early proteolytic event affecting a majority of proteins is N-terminal Methionine Excision (NME) as soon as few residues exit from the ribosome. Enzymes ensuring NME process are conserved along species. This mechanism takes place in all compartments where protein synthesis occurs including cytoplasm, plastids and mitochondria and the enzymes responsible of N-methionine excision are METhionine AminoPeptidases (METAP). Early functional studies of gene deletion has quickly showed that NME is an essential process. Ten years ago, METAPs have been identified as the molecular target of natural compounds with anticancer activities. Now, a growing number of studies suggest that NME is a promising target for treatment of various deseases. Nevertheless, molecular mechanisms making NME an essential process is poorly understood in particular in higher eukaryote cytoplasms.Using a dedicated inducible system in the model organism Arabidopsis thaliana and multiple approaches, including proteomics and metabolomics, I examined the earliest molecular events associated with the inhibition of this process and the contribution of both METAP to NME process. In this context, I demonstrated that cytoplasmic NME in A. thaliana orchestrates a cross-talk between two fundamental signaling pathways frequently deregulated in pathological conditions: thiol status and proteolysis. In these studies, we demonstrated that developmental defects induced by cytoplasmic NME inhibition are associated with an increase of the proteolytic activity due to an increase of the proteins available for rapid degradation. Thus, NME activity that modifies the availability of several proteins for degradation is an integral and fundamental element protein turnover regulation. Finally my preliminary results obtained in Archea, Fungi and human cells seem to suggest the existence of a ubiquitous mechanism associated with NME process

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Nguyen, Thi Kieu Oanh. "Analyse métabolomique de Isatis tinctoria L. Et de Datura innoxia Mill. : utilisation des réseaux de corrélation pour l'étude de la biosynthèse de molécules à usage pharmaceutique." Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0107.

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Abstract:

Datura innoxia Mill. Et Isatis tinctoria L. Sont deux plantes médicinales d'intérêt pharmaceutique. Chez D. Innoxia Mill. , notre étude métabolomique a porté sur les racines de plantes entières ayant subi ou non une co-culture préalable avec Agrobacterium rhizogenes. Nos analyses GC-MS et UPLC-MS ont permis l'identification de 50 alcaloïdes connus et 2 nouveaux. L'analyse des réseaux de corrélation entre métabolites a révélé des étapes contrôlant la vitesse dans la biosynthèse de l'hyoscyamine et de la scopolamine et des alcaloïdes dérivés. Des spécificités induites par la transformation génétique par A. Rhizogenes ont pu être mises en évidence. Chez I. Tinctoria L. , le métabolome foliaire polaire a été caractérisé par LC-MS haute résolution. En parallèle, des composés d'intérêt pharmaceutique - qui sont des artefacts apparaissant dans les feuilles au séchage - ont été quantifiés. En vue de clarifier quels sont les précurseurs biologiques de ces composés d'intérêt pharmaceutique, les composés polaires ont été identifiés par une nouvelle méthode d'analyse baptisée CSPP (candidate substrate product pairs). Elle s'appuie sur la recherche de paires de pics de temps de rétention différents dont la différence en masses correspond à une conversion biochimique attendue et dont l'abondance est corrélée. L'approche CSPP a ainsi permis: i) l'identification de molécules connues par ailleurs; ii) l'identification de molécules jamais décrites jusque là; iii) l'établissement de liens intermoléculaires en termes de biosynthèse. L'approche métabolomique utilisant l'analyse des corrélations a permis l'identification "haut débit" de composés naturels et prouve ici son intérêt pour le traitement de questions tant fondamentales qu'appliquées
Datura innoxia Mill. And Isatis tinctoria L. Are two medicinal plants of current interest. Our metabolomic study of D. Innoxia Mill. , focused on the untransformed and Agrobacterium rhizogenes transformed roots of whole plants. 50 known and two new alkaloids were quantified and structurally identified using a combination of GC-MS and UPLC-MS. Correlation networks of the metabolites strongly suggested certain architectural aspects of the hyoscyamine-scopolamine biosynthesis pathways and identified rate limiting steps. Biosynthetic steps that were specifically up-regulated in the A. Rhizogenes transformed individuals were clearly revealed. The polar leaf metabolome of I. Tinctoria L. , was profiled using high resolution LC-MS. In parallel, pharmaceutically interesting compounds that appear as artefacts during drying of the leaves were quantified. To clarify what are the biological precursors of these pharmaceutically interesting compounds, we attempted to identify a high number of polar fresh leaf compounds using a new method called CSPP (candidate substrate product pair network). This approach is based on the detection of peak pairs having i) different retention times, ii) certain differences in exact mass corresponding to an expected biochemical conversion and iii) correlation of the abundances. The CSPP approach has enabled: i) identification of previously known molecules, ii) identification of molecules never described previously and, iii) the establishment of intermolecular links in terms biosynthesis. The metabolomics approach using correlation analysis allowed the "high-throughput" identification of natural compounds and demonstrated its interest in the treatment of both fundamental and applied questions

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Aros, Sandrine. "Analyse métabolomique de S. aureus par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution : Développements analytiques et applications à l’étude de la résistance à la méticilline." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS013.

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Abstract:

Le taux de mortalité associé aux infections par le S. aureus résistant à la méticilline (SARM) est le plus élevé parmi les infections staphylococciques. Le SARM est aussi la plus fréquente des bactéries multirésistantes, plaçant souvent le médecin en situation d'impasse thérapeutique. Une meilleure compréhension des phénomènes de résistance aux antibiotiques permettrait de mieux détecter ces bactéries et concevoir de nouveaux antibiotiques. Dans ce contexte, ces travaux de thèse visaient à étudier le phénotype de résistance à la méticilline de S. aureus par une approche métabolomique.La première partie de ce travail a été dédiée au développement des outils nécessaires aux analyses métabolomiques globales de S. aureus. Ces développements ont impliqué la mise place d'un protocole de préparation d'échantillon spécifique et multi-étapes, de méthodes de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (LC/HRMS) et l'implémentation d'une base de données spectrales dédiée.Dans ces conditions, nous avons pu extraire et identifier jusqu'à 210 métabolites intracellulaires, ce qui représente la plus large couverture métabolique de S. aureus obtenue à ce jour. Dans un second temps, nous avons appliqué l'approche développée à l'étude de souches SARM et de souches sensibles à la méticilline (SASM). Après optimisation rigoureuse des conditions de culture, l'étude approfondie de 24 souches cliniques nous a permis de dégager une signature métabolique du phénotype de la résistance à la méticilline, signant notamment l'implication des voies de biosynthèse de la paroi et de la capsule bactérienne.Le séquençage complet du génome de ces 24 souches combiné à l'étude complémentaire de 16 souches de SARM de fonds génétiques différents nous a ensuite permis de souligner la pertinence de cette signature métabolique vis-à-vis du phénotype étudié. Enfin, l'étude de souches isogéniques en présence d'antibiotique a également confirmé l'implication de la synthèse de la paroi dans la distinction SARM/SASM
The mortality rate associated with Methicillin resistant S. aureus (MRSA) is the highest among the staphylococcal infections. A better understanding of antibiotic resistance phenomena would lead to better detect these bacteria and design new antibiotics. In this context, this PhD work aimed to study the MRSA phenotype by using a metabolomics approach. The first part of this work has been dedicated to developing a global metabolomic analysis of S. aureus: i.e., the setting up of a reliable sample preparation protocol, the development of liquid chromatography-high resolution mass spectrometry methods, and the implementation of a dedicated spectral database. Under these conditions, 210 metabolites have been extracted and identified in bacterial cell extracts, which is the widest metabolic coverage of S. aureus obtained to date.Secondly, we have performed a metabolomic study of MRSA and methicillin susceptible S. Aureus (MSSA) strains. The analysis of 24 clinical strains has allowed us to highlight a metabolic signature of MRSA phenotype of which metabolites involved in bacterial wall and capsule biosynthesis pathways were part. The complete genome sequencing of these 24 strains combined with the complementary study of 16 MRSA strains of different genetic backgrounds have reinforced the relevance of this metabolic signature. Finally, the study of isogenic strains in the presence of an antibiotic has confirmed the involvement of metabolites of the wall and capsule biosynthesis pathways in the distinction of MRSA/MSSA phenotypes

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Negrel, Lise. "Analyse intégrée de la réponse de la vigne à l'infection par Plasmopara viticola : par l'étude d'un cas de contournement de résistance." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAJ021/document.

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Abstract:

Un déploiement optimal de variétés résistantes nécessite une excellente connaissance des relations entre la vigne et P. viticola. Ces connaissances fondamentales pourront ensuite alimenter les stratégies pour le développement de variétés durablement résistantes au vignoble. Bianca est une variété de vigne résistante au mildiou qui possède le gène résistance Rpv3. Cette variété est résistante à la plupart des souches de P. viticola. Cependant, une souche virulente capable de l’infecter a été isolée. Dans ce projet, un pathosystème original, fondé sur la variété Bianca confrontée à une souche avirulente et à une souche virulente de P. viticola, a été utilisé pour obtenir une image complète de l'impact sur la vigne de l'infection par P. viticola en situation compatible et incompatible, en combinant des études de physiopathologie avec des analyses métabolomiques par spectrométrie de masse à haute résolution et par résonance magnétique nucléaire. Parallèlement, l'identification de métabolites et de séquences géniques spécifiques de P. viticola a permis le développement de méthodes de suivi dynamique de l'infection, grâce à la PCR quantitative et à la quantification de lipides caractéristiques de l'agent pathogène
Optimal deployment of resistant varieties requires an excellent knowledge of the relationship between grapevine and P. viticola. This fundamental knowledge can then feed the strategies for the development of grapevine varieties with sustainable resistance. Bianca is a downy mildew-resistant grapevine variety, due its Rpv3 resistance gene. This variety is resistant to most strains of P. viticola. However, a virulent strain capable of infecting Bianca has recently been isolated. In this project, we use this original pathosystem to obtain a complete picture of the impact P. viticola infection on grapevine, by combining physiopathological studies with metabolomic analyses. In addition, the identification of specific metabolites and gene sequences from P. viticola has allowed the development of original methods for dynamic monitoring of the infection process, through quantitative PCR and quantification of specific lipids

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Werner, Erwan. "Analyse du métabolome par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse : application à la recherche de biomarqueurs indirects d'induction enzymatique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00703475.

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Abstract:

Issue d'un partenariat de recherche entre le CEA et les laboratoires Servier, cette thèse avait pour objectif d'évaluer l'approche métabolomique par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS) pour l'identification de marqueurs indirects de l'induction dans les espèces de toxicologie. Le travail de thèse a débuté par l'optimisation de la méthode d'acquisition des empreintes métaboliques tant sur le plan analytique que dans le domaine du traitement des données brutes. Un outil reposant sur les matrices d'auto corrélation a alors été développé afin de s'affranchir d'une partie de la redondance du signal obtenu par spectrométrie de masse. Dans un troisième temps, les indices de Kendrick couplés à la sélectivité méthylène ont été appliqués à l'étude de composés biologiques en spectrométrie de masse haute résolution afin de proposer une méthode alternative de visualisation des données offrant une aide à l'identification des variables. Enfin, dans une dernière partie, les efforts se sont portés sur l'identification des composés endogènes modifiés au cours du protocole d'induction.

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Frottin, Frédéric. "Analyse intégrative du rôle de l'excision de la méthionine N-terminale dans le cytoplasme des eucaryotes supérieurs." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00923136.

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Abstract:

Le premier acide aminé incorporé dans une chaîne polypeptidique naissante est toujours la méthionine. On identifie donc toujours ce premier résidu à la méthionine N-terminale. Cependant, les deux tiers des protéines accumulées à l'état stationnaire ne présentent plus leur méthionine initiatrice. Cet enlèvement résulte essentiellement d'une maturation protéolytique affectant chaque protéine. Ainsi, l'Excision de la Méthionine N-terminale (NME) concerne la majorité des protéines et ce dès que les premiers résidus émergent du ribosome. Ce mécanisme est retrouvé dans tous les compartiments cellulaires où une synthèse protéique a lieu : le cytoplasme, les plastes et les mitochondries. Les enzymes responsables du clivage de la méthionine initiatrice sont les METhionine AminoPeptidases (METAPs) ; les METAPs sont conservées dans le Règne vivant. Des études fonctionnelles de délétions géniques ont montré le caractère létal du maintien de la première méthionine dans tous les organismes. Il y a plus de dix ans, les METAPs ont été identifiées comme étant la cible de composés naturels ayant des effets anticellulaires. Aujourd'hui un nombre croissant d'études rapportent que la NME est une cible prometteuse pour le traitement de nombreuses pathologies. Néanmoins, les bases moléculaires qui expliquent le caractère essentiel de la NME restent très peu comprises, en particulier dans le cytoplasme des eucaryotes supérieurs. Grâce à un système inductible permettant de moduler finement la NME cytoplasmique dans la plante modèle Arabidopsis thaliana et différentes approches incluant des analyses protéomiques et métabolomiques, j'ai pu étudier les événements moléculaires précoces associés à l'inhibition de la NME cytoplasmique. J'ai également caractérisé la contribution relative des deux types de METAP cytoplasmiques au processus. Dans ce contexte, j'ai pu démontrer chez A. thaliana que la NME cytoplasmique agit sur deux voies de signalisation fréquemment dérégulées lors de conditions pathologiques : le statut des composés thiolés et la protéolyse. La diminution de la NME cytoplasmique induit une protéolyse accrue principalement via une augmentation du nombre de protéines destinées à une dégradation rapide. Ainsi, l'activité de la NME, en modulant la sensibilité de nombreuses protéines à subir la protéolyse, est un élément fondamental de la régulation de la demi-vie protéique. Finalement, mes résultats simialires obtenus également chez les Archées, levures et les lignées de cellules humaines suggèrent l'existence d'un mécanisme ubiquitaire associé à la NME.

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Lamouche, Florian. "Analyse comparative des mécanismes de différenciation des bactéroïdes au cours des symbioses Bradyrhizobium Aeschynomene." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS036/document.

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Abstract:

En cas de carence azotée, les légumineuses sont capables de mettre en place une symbiose avec des bactéries du sol fixatrices d’azote appelées rhizobia. Cette symbiose a lieu dans un organe appelé nodosité où les bactéries sont endocytées et appelées bactéroïdes. Certains clades de légumineuses imposent un processus de différenciation à leurs bactéroïdes qui agrandissent considérablement et deviennent polyploïdes, menant à des morphotypes bactériens allongés ou sphériques. Au cours de cette thèse, j’ai étudié la différenciation des bactéroïdes de Bradyrhizobium spp. en association avec Aeschynomene spp.. Les bactéroïdes de ces plantes présentent des degrés de différenciation distincts qui dépendent de l’espèce hôte. Mes données suggèrent que les bactéroïdes les plus différenciés sont aussi les plus efficaces. J’ai cherché à savoir quels facteurs procaryotes pourraient être impliqués dans les adaptations des bactéroïdes au processus de différenciation et à leurs divers hôtes, le tout en lien avec cette différence d’efficacité symbiotique au travers d’approches globales sans a priori de type -omiques. Les conditions considérées sont des bactéroïdes de différents morphotypes et des cultures libres de référence. Les fonctions activées en conditions symbiotiques ont été identifiées, ainsi que les gènes spécifiques d’un hôte donné. Des analyses fonctionnelles des gènes d’intérêt ont également été menées. Les mutants bactériens n’ont toutefois pas présenté de phénotype symbiotique drastique, montrant ainsi l’existence de réseaux de gènes complexes menant à la résilience des génomes de rhizobia
In case of nitrogen starvation, legume plants establish a symbiotic interaction with nitrogen-fixing soil bacteria called rhizobia. This interaction takes place in nodules where the symbionts are internalized and become bacteroids. Some legume clades also impose a differentiation process onto the bacteroids which become enlarged and polyploid, leading to elongated or spherical morphotypes. During my PhD work, I have studied bacteroid differentiation of Bradyrhizobium species in association with Aeschynomene spp.. These bacteroids display distinct differentiation levels depending on the plant host, and my analyses suggest that the most differentiated ones are also the most efficient. I investigated the bacterial factors potentially involved in the adaptations to differentiation and host-specificity, and related to the higher efficiency of the most differentiated bacteroids using global-omics approaches without a priori. The analyzed conditions were bacteroids of distinct morphotypes and free-living reference cultures. Activated functions under symbiotic conditions were identified, as well as host-specific ones. Functional analyses were performed on genes of interest. However, the bacterial mutants did not display drastic symbiotic phenotypes, showing the existence of complex gene networks leading to high resilience of rhizobial genomes

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Ferrier, Jeremy. "Douleurs neuropathiques induites par l'oxaliplatine. Physiopathologie et approches thérapeutiques." Thesis, Clermont-Ferrand 1, 2013. http://www.theses.fr/2013CLF1PP06/document.

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Abstract:

L’oxaliplatine, anticancéreux utilisé pour le traitement du cancer colorectal, est responsable d’une neurotoxicité périphérique dose-limitante affectant une grande majorité de patients. La neurotoxicité de l’oxaliplatine se présente sous deux formes : une forme immédiate, se traduisant par des paresthésies transitoires, et une forme retardée et cumulative, caractérisée par l’apparition d’une neuropathie périphérique douloureuse fortement invalidante. A l’heure actuelle, la prise en charge des douleurs neuropathiques est souvent incomplète, principalement à cause du manque de traitements efficaces et bien tolérés. Dans ce contexte, il existe un réel besoin d’innovation thérapeutique pour améliorer le traitement de ces neuropathies, nécessitant au préalable une meilleure compréhension de leur physiopathologie. La première partie de ce travail porte sur l’évaluation de l’effet d’une alimentation sans polyamines sur l’apparition et la chronicisation de la neurotoxicité de l’oxaliplatine chez le rat. En effet, en modulant positivement la sous-unité NR2B des récepteurs NMDA, les polyamines alimentaires pourraient faciliter la sensibilisation douloureuse. Un régime sans polyamines a permis de prévenir l’hypersensibilité thermique et mécanique induite par l’oxaliplatine. Bien que ces symptômes nociceptifs ne soient pas associés à une augmentation de l’expression de la sous-unité NR2B au niveau spinal, l’ifenprodil (antagoniste NR2B spécifique) permet d’en diminuer l’intensité de manière dose-dépendante. Enfin, une étude métabolomique réalisée par spectroscopie RMN du proton a montré que le régime sans polyamines permettait de réguler la neurotransmission excitatrice (glutamate) au niveau de la corne dorsale de la moelle épinière des animaux, expliquant ainsi son effet antalgique. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés aux mécanismes supraspinaux impliqués dans la neuropathie chronique induite par l’oxaliplatine, à l’aide d’une approche métabolomique par 1 H-RMN HRMAS. Cette étude a révélé d’importantes modifications métaboliques cérébrales chez les animaux traités par oxaliplatine, notamment une augmentation de la choline dans le cortex insulaire postérieur corrélée de manière significative aux seuils douloureux. Une analyse transcriptomique et pharmacologique a permis de mettre en évidence une implication de la neurotransmission cholinergique dans cette structure. Le ciblage pharmacologique de cette neurotransmission pourrait représenter une stratégie potentiellement intéressante pour le développement de nouveaux traitements antalgiques. L’ensemble de ces résultats expérimentaux a permis l’identification de nouvelles pistes pour la compréhension et le traitement des douleurs neuropathiques chimio-induites. Dans une perspective de recherche translationnelle, ces deux approches précliniques sont en cours de transposition dans des protocoles de recherche clinique. Un essai clinique de phase II (NEUROXAPOL, NCT01775449) a débuté afin de confirmer l’intérêt d’un régime appauvri en polyamines chez des patients recevant une chimiothérapie à base d’oxaliplatine. Une seconde étude clinique (INSULOX) est actuellement en cours de préparation au CHU de Clermont-Ferrand afin de mesurer par IRM les concentrations en choline dans l’insula de patients souffrant de douleurs neuropathiques induites par oxaliplatine
Oxaliplatin, an anticancer drug used for the treatment of colorectal cancer, is responsible for a dose-limiting peripheral neurotoxicity in the majority of treated patients. This neurotoxicity appears with two components: a rapid-onset acute neurotoxicity manifesting as transient paresthesias and cold-induced dysesthesias; and a late-onset cumulative neurotoxicity characterized by the development of a painful chronic neuropathy. To date, the management of chemotherapy- induced neuropathic pain is still challenging because of the lack of effective treatments. In this context, a better understanding of the pathophysiological mechanisms underlying this neurotoxicity could lead to the identification of new therapeutic targets. Firstly, we aimed to assess the preventive effect of a polyamine deficient diet on the development of oxaliplatin-induced acute neurotoxicity. Exogenous polyamines, by positively modulating spinal NR2B-containing NMDA receptors, could facilitate pain sensitization. This study has shown that a polyamine deficient diet for 7 days totally prevented oxaliplatin-induced acute cold and mechanical hypersensitivity in rats. Although we observed no change in spinal NR2B expression or phosphorylation, intrathecal ifenprodil (a specific NR2B antagonist) reduced oxaliplatin-induced allodynia in a dose-dependent manner. Finally, proton NMR spectroscopy- based metabolomic analysis has revealed a regulation of spinal glutamate neurotransmission as the most likely mechanism underlying the preventive effect of the diet. Secondly, the metabolic variations associated with oxaliplatin-induced chronic neuropathy were assessed at the supraspinal level using a 1 H-NMR HRMAS-based metabolomic approach. Among the neurochemical changes evidenced in this study, we observed a significant increase in choline within the posterior insular cortex, significantly correlated with the mechanical pain thresholds. A transcriptomic and pharmacological approach have revealed an implication of cholinergic neurotransmission in this brain area. Targeting the cholinergic system using centrally active muscarinic agents could represent an interesting strategy for the treatment of oxaliplatin- induced neuropathic pain. These experimental results led to the identification of new molecular targets for the comprehension and the treatment of chemotherapy-associated painful neuropathy. In a translational approach, these preclinical data will be extended to the clinical setting. A phase II clinical trial (NEUROXAPOL, NCT01775449) is undergoing to confirm the therapeutic interest of a polyamine free diet in patients receiving oxaliplatin. A second clinical project (INSULOX) aiming at assessing the choline concentrations in the insula of patients suffering from oxaliplatin-induced neuropathy is in preparation

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Werner, Erwan. "Analyse du métabolome par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse : application à la recherche de biomarqueurs indirects d’induction enzymatique." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA114817/document.

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Abstract:

Issue d’un partenariat de recherche entre le CEA et les laboratoires Servier, cette thèse avait pour objectif d’évaluer l’approche métabolomique par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS) pour l'identification de marqueurs indirects de l'induction dans les espèces de toxicologie. Le travail de thèse a débuté par l’optimisation de la méthode d’acquisition des empreintes métaboliques tant sur le plan analytique que dans le domaine du traitement des données brutes. Un outil reposant sur les matrices d’auto corrélation a alors été développé afin de s’affranchir d’une partie de la redondance du signal obtenu par spectrométrie de masse. Dans un troisième temps, les indices de Kendrick couplés à la sélectivité méthylène ont été appliqués à l’étude de composés biologiques en spectrométrie de masse haute résolution afin de proposer une méthode alternative de visualisation des données offrant une aide à l’identification des variables. Enfin, dans une dernière partie, les efforts se sont portés sur l’identification des composés endogènes modifiés au cours du protocole d’induction
This work is the result of a research partnership between the CEA and Les laboratories Servier. It deals with the characterization of biomarkers of metabolic enzyme induction in rat biofluids using MSbased metabolomics. The first part of this work included methodological developments regarding theacquisition and the processing of metabolic fingerprints. A tool based on autocorrelation matrices wasthen implemented to reduce the redundancy of data generated with mass spectrometry and subsequently accelerate the isolation of discriminating variables. The next step consisted in the evaluation of the combined use of Kendrick mass defects and methylene selectivity as an alternative visualization tool for large data set, which would rely on compound chemical structures. Finally, the last part of the work was dedicated to the identification of discriminating signals raised up by ametabolomic global approach from rat biofluids collected before and after an induction assay

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Houël, Emeline. "ETUDE DE SUBSTANCES BIOACTIVES ISSUES DE LA FLORE AMAZONIENNE Analyse de préparations phytothérapeutiques à base de Quassia amara L. (Simaroubaceae) et de Psidium acutangulum DC. (Myrtaceae) utilisées en Guyane française pour une indication antipaludique. Identification et analyse métabolomique d'huiles essentielles à activité antifongique." Phd thesis, Université des Antilles-Guyane, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718910.

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Abstract:

L'objectif du travail effectué était la recherche de nouvelles substances actives d'origine végétale, présentant soit une activité antiplasmodiale soit une activité antifongique. Cette étude a été menée suivant deux stratégies différentes: l'étude de remèdes traditionnels antipaludiques identifiés suite à des enquêtes ethnopharmacologiques, et la mise en évidence des propriétés antifongiques d'huiles essentielles grâce à une stratégie bioinspirée. La première partie du travail a permis de mettre en évidence le rôle d'un quassinoïde connu, la simalikalactone D, dans l'activité antipaludique d'une tisane de jeunes feuilles fraîches de Quassia amara L. (Simaroubaceae). Dans le cas de la décoction de rameaux de Psidium acutangulum DC. (Myrtaceae), c'est cette fois un mélange de flavonoïdes glycosylés qui est responsable de l'activité du remède. Dans le cadre de la recherche de nouvelles substances antifongiques, le criblage effectué a permis d'identifier de nombreuses huiles essentielles présentant des activités intéressantes, validant ainsi la démarche bioinspirée retenue dans ce cas. L'huile essentielle d'Otacanthus azureus (Linden) Ronse a en particulier démontré une activité remarquable, à la fois seule et en combinaison avec des antifongiques azolés. Enfin, l'étude métabolomique de la composition des huiles essentielles a permis de mettre au point un outil pouvant orienter la sélection des huiles en fonction des données obtenues en GC/MS dans l'optique de la recherche de nouvelles substances antifongiques. Ce travail démontre donc la validité des stratégies retenues - ethnopharmacologie et bioinspiration - dans la recherche de nouvelles substances bioactives.

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Houël, Emeline. "Étude de substances bioactives issues de la flore amazonienne : analyse de préparations phytothérapeutiques à base de Quassia amara L (simaroubacae) et Psidium acutangulum DC (Myrtaceae) utilisées en Guyane française pour une indication antipaludique : identification et analyse métabolomique d'huiles essentielles à activité antifongique." Thesis, Antilles-Guyane, 2011. http://www.theses.fr/2011AGUY0415/document.

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Abstract:

L’objectif du travail effectué était la recherche de nouvelles substances actives d’origine végétale, présentant soit une activité antiplasmodiale soit une activité antifongique. Cette étude a été menée suivant deux stratégies différentes: l’étude de remèdes traditionnels antipaludiques identifiés suite à des enquêtes ethnopharmacologiques, et la mise en évidence des propriétés antifongiques d’huiles essentielles grâce à une stratégie bioinspirée. La première partie du travail a permis de mettre en évidence le rôle d’un quassinoïde connu, la simalikalactone D, dans l’activité antipaludique d’une tisane de jeunes feuilles fraîches de Quassia amara L. (Simaroubaceae). Dans le cas de la décoction de rameaux de Psidium acutangulum DC. (Myrtaceae), c’est cette fois un mélange de flavonoïdes glycosylés qui est responsable de l’activité du remède. Dans le cadre de la recherche de nouvelles substances antifongiques, le criblage effectué a permis d’identifier de nombreuses huiles essentielles présentant des activités intéressantes, validant ainsi la démarche bioinspirée retenue dans ce cas. L’huile essentielle d’Otacanthus azureus (Linden) Ronse a en particulier démontré une activité remarquable, à la fois seule et en combinaison avec des antifongiques azolés. Enfin, l’étude métabolomique de la composition des huiles essentielles a permis de mettre au point un outil pouvant orienter la sélection des huiles en fonction des données obtenues en GC/MS dans l’optique de la recherche de nouvelles substances antifongiques. Ce travail démontre donc la validité des stratégies retenues – ethnopharmacologie et bioinspiration – dans la recherche de nouvelles substances bioactives
The aim of this work was to search for new bioactive compounds, displaying either antiplasmodial or antifungal activity. Two strategies were developed here: the evaluation of traditional remedies identified as antimalarial through ethnopharmacological studies, and the search for antifungal essential oils, the criterium being here a bioinspired approach. Our work led to the discovery that the antimalarial activity of Quassia amara L. (Simaroubaceae) fresh young leaves was due to the presence of a known quassinoid, simalikalactone D. In the case of Psidium acutangulum DC. (Myrtaceae), a flavonol glycosides mixture explained the activity observed for the decoction. The search for antifungal essential oils from the Amazonian flora led to the identification of several interesting species, thus validating our bioinspired strategy. The essential oil of Otacanthus azureus (Linden) Ronse was among the most active ones, either alone or in combination with azole drugs. Eventually, a metabolomic study of the GC/MS composition of these oils allowed us to develop a statistical tool which could help to select interesting antifungal products. This work thus demonstrates the major interest of the two strategies – ethnopharmacology and bioinspiration – for the search of new bioactive compounds

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Nambiath, chandran Jima. "Development of NMR methodology for the analysis and simplification of complex mixtures." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4306.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur l'analyse des mélanges réels et synthétiques complexes composés de petites molécules à l'aide de la RMN HRMAS. Dans une première partie, une approche RMN HRMAS basée sur l'analyse métabolomique en combinaison avec des techniques de reconnaissance des formes (PCA et O-PLS-DA) a été appliquée pour le diagnostic des lésions thyroïdiennes indéterminées et étudier également les effets biologiques négatifs des nanoparticules d'aluminium sur pseudomonas brassicacearum. Dans une seconde partie, nous avons étudié la RMN chromatographique en utilisant la silice comme matrice de support qui pourrait fournir une alternative rapide et complète de la LC pour la caractérisation de mélanges complexes. En outre, l'exigence de la suppression du signal dans l'extrait de plantes naturelles et d'hydrocarbures aromatiques conduit à l'élaboration d'une méthode rapide et précise en utilisant des polymères à empreintes moléculaires avec une excellente sélectivité. La sélectivité des polymères à empreintes moléculaires à travers la capture d'une cible moléculaire spécifique est exploitée ici pour éliminer efficacement les signaux RMN
This thesis work deals with the analysis of natural and synthetic complex mixtures composed of small molecules using HRMAS NMR. In a first part, an integrated HRMAS-NMR based metabolomic analysis in combination with pattern recognition techniques (PCA and O-PLS-DA) has been applied for the diagnosis of indeterminate thyroid lesions and also studied the potential adverse biological effects of aluminium nanoparticles on pseudomonas brassicacearum. In a second part we investigated that chromatographic NMR using silica as the matrix support could provide a quick alternative and complement to LC for the characterization of complex mixtures. In addition, requirement for signal suppression in natural plant extract and aromatic hydrocarbons led to the development of a rapid and accurate method using molecularly imprinted polymers with excellent selectivity. The selectivity of Molecularly Imprinted polymers towards capturing a specific molecular target is exploited here to efficiently remove NMR signals

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Gonnet, Jessica. "Etude des mécanismes moléculaires et cellulaires de l'immunité innée induits après administration d'un antigène par voie cutanée dans un modèle ex vivo d'explants de peau humaine." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066425.

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Abstract:

La richesse de la peau en cellules présentatrices d'antigènes fait de ce tissu un site prometteur pour la vaccination. Des différences dans les réponses humorales et cellulaires induites par voie transcutanée et intradermique, en comparaison des voies conventionnelles, sont observées in vivo chez l'Homme. Ces observations mettent en évidence la mauvaise compréhension des mécanismes immunitaires induits dans la peau. Un modèle ex vivo d'explant de peau humaine nous a permis d'étudier les évènements précoces de l'immunité innée induits suite à l'administration d'un antigène par voie cutanée. Nous avons mis en évidence un nouveau mécanisme induit en réponse à une stimulation par des agonistes de TLRs. Nous montrons que la production de la cytokine IL- 32 par les kératinocytes contribue à l'activation des cellules de Langerhans. Une analyse protéomique des modifications induites dans le micro-environnement cutané, suite à l'administration intradermique d'un vaccin Influenza, nous a permis d'établir une signature de la réponse inflammatoire cutanée. Nous observons l'expression de protéines impliquées dans l'immunité cutanée mais également dans l'adhésion cellulaire, le métabolisme des glucides et des lipides. Enfin, nous avons observé la capacité de la méthode de rupture de la barrière cutanée « Cyanoacrylate Skin Surface Stripping » (CSSS), utilisée par la voie transcutanée, à induire la surexpression de cytokines et chimiokines cruciales pour la mise en place d'une réponse immunitaire cutanée. Ces données sont importantes pour l'amélioration de la compréhension des mécanismes immunitaires induits dans la peau et pour la mise en place de nouvelles stratégies vaccinales
Skin richness in immune cells in antigen presenting cells make the skin a promising site for vaccination strategies. Differences in humoral and cellular responses induced in vivo were observed in humans, between studies using intradermal and transcutaneous vaccine administration compared to conventional routes. Theses results highlight that immune molecular mechanism induced in the skin remains poorly understood. An ex vivo human skin explant model was used to analyze early immune events induced after cutaneous antigen administration. We have demonstrated, for the first time, the role of IL-32 produced by keratinocytes in Langerhans cell activation, after TLRs agonists skin cells stimulation. A proteomic analysis of modifications induced in skin microenvironment, after intradermal Influenza vaccine administration, showed the detection of new protein biomarkers from cells adhesion signalling and carbohydrates and lipids metabolism associated with known protein biomarkers from cutaneous inflammatory. In addition, we have observed the ability of the Cyanoacrylate Skin Surface Stripping (CSSS) method, a mild skin disruption method, to promote cytokines and chemokines overexpression by epidermal cells, which are crucial in cutaneous immune response establishment. Theses results allow the better comprehension in immune molecular and cellular mechanism induced in the skin and the development of new vaccination strategies

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Roux, Aurélie. "ANALYSE DU METABOLOME URINAIRE HUMAIN PAR CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE COUPLEE A LA SPECTROMETRIE DE MASSE A HAUTE RESOLUTION." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00641529.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse est de développer une base de données spectrale pour faciliter l'annotation et l'interprétation biologique des jeux de données d'analyse métabolomique obtenus en utilisant la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. Deux approches ont été utilisées : (i) l'identification par comparaison aux spectres de masse de composés de références et (ii) l'identification directement à partir des données biologiques. Pour la première approche une chiomiothèque de métabolite a été constituée et analysée. L'identification à partir de données biologiques a été réalisée sur une cohorte de volontaires de 227 individus travaillant au CEA. 244 métabolites ont ainsi été identifiés dans les urines humaines, donc 78 qui n'avaient jamais été décrits comme faisant parti du métabolome urinaire.139 métabolites ont également était caractérisés sur la base de leur masse précise mais sans identification formelle. Ces 383 métabolites représentent environ 1000 ions dans chacun des modes d'ionisation. Les variations physiologiques au sein de la cohorte, en fonction de l'âge, du poids et du genre, de ces différents métabolites ont été étudiées afin de construire une base de données relationnelle. Enfin, le métabolome urinaire pouvant être affecté par les conditions de prélèvement des échantillons d'urines, nous avons réalisé des études de stabilité dans les conditions de prélèvement des métabolites précédemment caractérisés. Ces études nous ont permis de proposer des recommandations en termes de conditions de prélèvement et de stockage à court terme des urines et de mesurer l'impact de la contamination bactérienne sur les concentrations de différents métabolites urinaires.

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Habchi, Baninia. "Mise en évidence des perturbations métaboliques liées à l’exposition aux toxiques présents dans l’environnement ou l’aliment par spectrométrie de masse à ultra haute résolution FTMS combinée avec des outils chimiométriques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLA032.

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Abstract:

The implementation of genomic selection makes possible the inclusion of new traits in breeding goals, by taking advantage of the opportunities coming from the increased genetic trend on traits currently under selection. Breeders, breeding companies and society all have changing expectations regarding genetic selection. Two groups of new traits were analyzed in the context of genetic improvement of dairy cattle: carcass traits of young bulls in dual-purpose breeds and claw health traits in Holstein, in order to prepare the implementation of genetic and genomic selection on these traits. For both sets of traits, suitable genetic evaluation models were developed and genetic parameters were estimated. Genetic parameters reveal that genetic selection of carcass traits of young bulls appears to be fairly easy and that selection of claw health traits is going to be more difficult, but possible, given the existing genetic variation. They also highlight that there is no strong negative genetic correlation between carcass traits of young bulls and dairy production traits. Finally, they reveal that there are two genetically distinct groups of claw health traits. Several strategies to account for non-exhaustive recording of cows for trimming were tested. Several evaluation approaches were compared. For both sets of traits, Single-Step Genomic BLUP was the most promising approach, although other (two-step) genomic approaches allowed for relatively similar accuracies and control of bias. These studies led to the implementation of routine genetic and genomic evaluations for both sets of traits, for which a usual two-step genomic approach was preferred over Single-Step Genomic BLUP for consistency with the current evaluation of other traits. However these two examples illustrate the benefit of implementing routine Single-Step Genomic BLUP evaluations. The main questions and principal steps identified in these studies were gathered into tentative guidelines for the development of genetic evaluations for new traits. d‘un grand nombre d‘échantillons biologiques pour mettre en évidence les perturbations métabolomiques induites par l‘exposition à des substances toxiques. Dans une première partie de ce travail, nous nous sommes intéressés à l‘étude d‘un petit groupe d‘agriculteurs ayant été exposés dans le cadre professionnel à deux pesticides. Une mise au point de l‘approche DIMS sur un instrument de type Orbitrap a été réalisée. Une procédure de traitement des données a aussi été développée. Elle est basée sur un nouvel outil dite IC-DA (independent component - discriminant analysis). Cette méthodologie a ensuite été appliquée sur un nombre d'échantillons plus élevé issus de cinq types d‘exposition. Dans cette étude, deux approches analytiques DIMS et LC/MS ont été examinées afin de valider l‘approche DIMS mais aussi l‘outil de traitement chimiométrique développé. Une deuxième partie est dédiée aux travaux visant à étendre l‘approche à haut débit sur un instrument de performances plus élevées, le FT-ICR (Fourier transform - ion cyclotron resonance) équipé d'une nouvelle cellule de piégeage dite ̎dynamically harmonized cell ̎. Une première étude a concerné l‘exposition des rats à différents concentration de pesticides. Dans une deuxième étape, une étude sur un nombre important d‘échantillon d‘urines humaines (d‘environ 500 individus) a été réalisée pour tester la robustesse de notre approche. Mes travaux ont permis de démontrer la faisabilité et l'efficacité de notre approche métabolomique à haut débit combinant l‘introduction directe DIMS, la détection à très haute résolution et les outils chimiométriques. Cette approche pourrait être très prometteuse pour réaliser le phénotypage métabolique à grande échelle, comme dans les études épidémiologiques
Public health monitoring involves evaluation of population exposure to environmental toxicants which can have an impact on their health. To do this, robust and high-throughput approaches are required to perform large scale analyses. Global approaches such as metabolomics which aim to reveal metabolic changes due to environmental stress or diseases seem to be the most appropriate approach. This multidisciplinary approach requires powerful analytical techniques such as mass spectrometry (MS) associated with statistical and chemometric data processing. It allows to detect general metabolic disruptions induced by a given physiological or pathological conditions. The studied samples can be injected either directly by the DIMS technique (direct introduction mass spectrometry) or following a chromatographic separation using GC/MS or LC/MS (gas or liquid chromatography / mass spectrometry). The DIMS approach leads to a significant reduction in analysis time, down to only a few minutes (usually less than 3 min). Additionally, in combination with Fourier transform mass spectrometers (DIFTMS), it provides very high mass resolving power and accurate mass measurements, as well as a wide dynamic range resulting in improved efficiency. Nevertheless, the DI-FTMS approach generates complex data containing several thousands of peaks. Processing such large data sets requires the development of dedicated chemometric and statistical tools to detect exposure biomarkers. Therefore, the objective of my work was to develop a rapid, highthroughput workflow, including the development of chemometric tools, in order to highlight metabolomic perturbations induced by exposure to toxicants. The first part of this work concerns the study of farmers professionally exposed to two pesticides. The DIMS approach was performed on an Orbitrap instrument and a new chemometric tool called Independent Component - Discriminant Analysis (IC-DA) was developed for supervised analysis of the DIMS data. The developed methodology was then applied to a larger number of samples corresponding to five types of exposure. In this later study, two analytical approaches DIMS and LC/MS were examined in order to validate the DIMS approach as well as the developed chemometric data analysis tool. In a second part of this work, the DIMS approach was applied to an instrument of higher performances, the FT-ICR (Fourier transform-ion cyclotron resonance) equipped with a dynamically harmonized cell in order to improve the quality of the DIMS data. A first study explored the effects of exposure of rats to different concentrations of pesticides. In a second step, the procedure was applied to a large number of samples (of approximately 500 individuals) to test the robustness of the approach. All this work demonstrated the feasibility and effectiveness of our high-throughput metabolomic approach combining the direct introduction (DIMS), the very high resolution detection and the chemometric tools. This approach could be very promising to perform large scale metabolic phenotyping such as in epidemiological studies

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Delabrière, Alexis. "New approaches for processing and annotations of high-throughput metabolomic data obtained by mass spectrometry." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS359/document.

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Abstract:

La métabolomique est une approche de phénotypage présentant des perspectives prometteuses pour le diagnostic et le suivi de plusieurs pathologies. La technique d'observation la plus utilisée en métabolomique est la spectrométrie de masse (MS). Des développements technologiques récents ont considérablement accru la taille et la complexité des données. Cette thèse s'est concentrée sur deux verrous du traitement de ces données, l'extraction de pics des données brutes et l'annotation des spectres. La première partie de la thèse a porté sur le développement d'un nouvel algorithme de détection de pics pour des données d'analyse par injection en flot continue (Flow Injection Analysis ou FIA), une technique haut-débit. Un modèle dérivé de la physique de l'instrument de mesure prenant en compte la saturation de l'appareil a été proposé. Ce modèle inclut notamment un pic commun à tous les métabolites et un phénomène de saturation spécifique pour chaque ion. Ce modèle a permis de créer une workow qui estime ce pic commun sur des signaux peu bruités, puis l'utilise dans un filtre adapté sur tous les signaux. Son efficacité sur des données réelles a été étudiée et il a été montré que proFIA était supérieur aux algorithmes existants, avait une bonne reproductibilité et était très proche des mesures manuelles effectuées par un expert sur plusieurs types d'appareils. La seconde partie de cette thèse a porté sur le développement d'un outil de détection des similarités structurales d'un ensemble de spectre de fragmentation. Pour ce faire une nouvelle représentation sous forme de graphe a été proposée qui ne nécessite pas de connaître la composition atomique du métabolite. Ces graphes sont de plus une représentation naturelle des spectres MS/MS. Certaines propriétés de ces graphes ont ensuite permis de créer un algorithme efficace de détection des sous graphes fréquents (FSM) basé sur la génération d'arbres couvrants de graphes. Cet outil a été testé sur deux jeux de données différents et a prouvé sa vitesse et son interprétabilité comparé aux algorithmes de l'état de l'art. Ces deux algorithmes ont été implémentés dans des package R, proFIA et mineMS2 disponibles à la communauté
Metabolomics is a phenotyping approach with promising prospects for the diagnosis and monitoring of several diseases. The most widely used observation technique in metabolomics is mass spectrometry (MS). Recent technological developments have significantly increased the size and complexity of data. This thesis focused on two bottlenecks in the processing of these data, the extraction of peaks from raw data and the annotation of MS/MS spectra. The first part of the thesis focused on the development of a new peak detection algorithm for Flow Injection Analysis (FIA) data, a high-throughput metabolomics technique. A model derived from the physics of the mass spectrometer taking into account the saturation of the instrument has been proposed. This model includes a peak common to all metabolites and a specific saturation phenomenon for each ion. This model has made it possible to create a workflow that estimates the common peak on well-behaved signals, then uses it to perform matched filtration on all signals. Its effectiveness on real data has been studied and it has been shown that proFIA is superior to existing algorithms, has good reproducibility and is very close to manual measurements made by an expert on several types of devices. The second part of this thesis focused on the development of a tool for detecting the structural similarities of a set of fragmentation spectra. To do this, a new graphical representation has been proposed, which does not require the metabolite formula. The graphs are also a natural representation of MS/MS spectra. Some properties of these graphs have then made it possible to create an efficient algorithm for detecting frequent subgraphs (FSM) based on the generation of trees covering graphs. This tool has been tested on two different data sets and has proven its speed and interpretability compared to state-of-the-art algorithms. These two algorithms have been implemented in R, proFIA and mineMS2 packages available to the community

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Birer, Caroline. "Le microbiote bactérien cuticulaire des fourmis de Guyane : pouvoir antibiotique et écologie des communautés." Thesis, Guyane, 2017. http://www.theses.fr/2017YANE0003/document.

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Abstract:

Le microbiote bactérien cuticulaire des fourmis (Hymenoptera : Formicidae) est connu pour avoir un rôle défensif chez ces insectes sociaux, notamment chez les fourmis attines (Formicidae : Attini) grâce l’utilisation de molécules antimicrobiennes produites par des actinobactéries cuticulaires. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié le microbiote bactérien des fourmis de Guyane en utilisant différentes approches en chimie des produits naturels et en écologie moléculaire. Le premier chapitre décrit l’isolement, l’identification, la culture et l’évaluation biologique de 43 actinobactéries cuticulaires de fourmis de Guyane. Les tests d’antagonismes des souches isolées et l’activité antibiotique des extraits de culture contre des micro-organismes pathogènes humains sont présentés ainsi que l’identification d’un dipeptide cyclique (Cyclo(LPro-LPhe)) antimicrobien qui a été isolé à partir d’une souche proche de Streptomyces thioluteus. Par ailleurs, la mise en œuvre de réseaux moléculaires appliqués à une analyse par UPLC/MS/MS de cocultures d’actinobactéries a permis d’explorer la diversité des métabolites produits dans ces conditions. Le deuxième chapitre présente une étude méthodologique pour comparer quatre méthodes d’extraction d’ADN, en termes de richesse et de composition du microbiote bactérien cuticulaire, par séquençage haut débit à partir des espèces Atta cephalotes et Pseudomyrmex penetrator. Les résultats du métabarcoding ADN mettent en lumière deux méthodes d’extraction et révèlent des différences inter- et intraspécifiques dans la composition des communautés bactériennes cuticulaires. Enfin, le chapitre trois décrit la composition du microbiote bactérien cuticulaire des espèces Camponotus femoratus et Crematogaster levior dans les jardins de fourmis. Les résultats soulignent l’acquisition d’une partie du microbiote dans l’environnement. En parallèle l’analyse métabolomique des cuticules montre à contrario une plus grande spécificité liée à l’espèce de fourmi. Les recherches futures axées sur les stratégies d’analyses statistiques combinant le métabarcoding et la métabolomique sont discutées
The bacterial microbiota of ants (Hymenoptera: Formicidae) is known to have a defensive role in social insects, particularly for leaf-cutting ants (Formicidae: Attini) due to the use of antimicrobial molecules produced by cuticular actinobacteria. In this thesis, we studied the bacterial microbiota of ants in French Guyana using different approaches based on natural products chemistry and molecular ecology. The first chapter describes the isolation, identification, culture and biological evaluations of 43 cuticular actinobacteria. Antagonism bioassays of isolated strains and antibiotic activities of the culture extracts against human pathogens are presented as well as the identification of an antimicrobial cyclic dipeptide (Cyclo (LPro-LPhe)) isolated from a strain close to Streptomyces thioluteus. Moreover, the implementation of molecular networks applied to UPLC/MS/MS analysis of actinobacterial cocultures allowed us to explore the diversity of metabolites produced under these conditions. The second chapter presents a methodological study to evaluate the capacity of four DNA extraction methods, in terms of richness and composition of the cuticular bacterial microbiota, in high-throughput sequencing from Atta cephalotes and Pseudomyrmex penetrator. The results of metabarcoding highlight two methods of extraction and reveal inter- and intraspecific differences in the composition of cuticular bacterial communities. Finally, chapter three describes the composition of the cuticular bacterial microbiota of Camponotus femoratus and Crematogaster levior in ant garden and the results reveal the acquisition in the environment of a part of the microbiota. In parallel, metabolomic analyses of ant’s cuticle show, on the contrary, a greater specificity related to the ant species. Future researches focusing on statistical analysis strategies combining metabarcoding and metabolomics data are discussed

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Kouloura, Eirini. "Phytochemical investigation of Acronychia species using NMR and LC-MS based dereplication and metabolomics approaches." Thesis, Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05P636/document.

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Abstract:

Les plantes médicinales constituent une source inexhaustible de composés (des produits naturels - PN) utilisé en médecine pour la prévention et le traitement de diverses maladies. L'introduction de nouvelles technologies et méthodes dans le domaine de la chimie des produits naturels a permis le développement de méthodes ‘high throughput’ pour la détermination de la composition chimique des extraits de plantes, l'évaluation de leurs propriétés et l'exploration de leur potentiel en tant que candidats médicaments. Dernièrement, la métabolomique, une approche intégrée incorporant les avantages des technologies d'analyse moderne et la puissance de la bioinformatique s’est révélé un outil efficace dans la biologie des systèmes. En particulier, l'application de la métabolomique pour la découverte de nouveaux composés bioactifs constitue un domaine émergent dans la chimie des produits naturels. Dans ce contexte, le genre Acronychia de la famille des Rutaceae a été choisi sur la base de son usage en médecine traditionnelle pour ses propriétés antimicrobienne, antipyrétique, antispasmodique et anti-inflammatoire. Nombre de méthodes chromatographiques modernes, spectrométriques et spectroscopiques sont utilisées pour l'exploration de leur contenu en métabolites suivant trois axes principaux constituant les trois chapitres de cette thèse. En bref, le premier chapitre décrit l’étude phytochimique d’Acronychia pedunculata, l’identification des métabolites secondaires contenus dans cette espèce et l'évaluation de leurs propriétés biologiques. Le deuxième chapitre vise au développement de méthodes analytiques pour l'identification des dimères d’acétophénones (marqueurs chimiotaxonomiques du genre) et aux stratégies utilisées pour la déréplication de ces différents extraits et la caractérisation chimique des composés par UHPLC-HRMSn. Le troisième chapitre se concentre sur l'application de méthodologies métabolomique (RMN et LC-MS) pour l'analyse comparative (entre les différentes espèces, origines, organes), pour des études chimiotaxonomiques (entre les espèces) et pour la corrélation des composés contenus avec une activité pharmacologique
Medicinal plants constitute an unfailing source of compounds (natural products – NPs) utilised in medicine for the prevention and treatment of various deceases. The introduction of new technologies and methods in the field of natural products chemistry enabled the development of high throughput methodologies for the chemical composition determination of plant extracts, evaluation of their properties and the exploration of their potentials as drug candidates. Lately, metabolomics, an integrated approach incorporating the advantages of modern analytical technologies and the power of bioinformatics has been proven an efficient tool in systems biology. In particular, the application of metabolomics for the discovery of new bioactive compounds constitutes an emerging field in natural products chemistry. In this context, Acronychia genus of Rutaceae family was selected based on its well-known traditional use as antimicrobial, antipyretic, antispasmodic and anti-inflammatory therapeutic agent. Modern chromatographic, spectrometric and spectroscopic methods were utilised for the exploration of their metabolite content following three basic axes constituting the three chapters of this thesis. Briefly, the first chapter describes the phytochemical investigation of Acronychia pedunculata, the identification of secondary metabolites contained in this species and evaluation of their biological properties. The second chapter refers to the development of analytical methods for the identification of acetophenones (chemotaxonomic markers of the genus) and to the dereplication strategies for the chemical characterisation of extracts by UHPLC-HRMSn. The third chapter focuses on the application of metabolomic methodologies (LC-MS & NMR) for comparative analysis (between different species, origins, organs), chemotaxonomic studies (between species) and compound-activity correlations

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Azar, Ashraf. "Metabolomics analysis in rats with thiamine deficiency identifies key metabolites in vulnerable brain regions and suggests neural stem progenitor cells play a role in ameliorating metabolic dysfunction." Thèse, 2015. http://hdl.handle.net/1866/13866.

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Abstract:

La documentation scientifique fait état de la présence, chez l’adulte, de cellules souches et progénitrices neurales (CSPN) endogènes dans les zones sous-ventriculaire et sous-granulaire du cerveau ainsi que dans le gyrus denté de l’hippocampe. De plus, un postulat selon lequel il serait également possible de retrouver ce type de cellules dans la moelle épinière et le néocortex des mammifères adultes a été énoncé. L’encéphalopathie de Wernicke, un trouble neurologique grave toutefois réversible qui entraîne un dysfonctionnement, voire une défaillance du cerveau, est causée principalement par une carence importante en thiamine (CT). Des observations récentes laissent envisager que les facteurs en cause dans la prolifération et la différenciation des CSPN pourraient également jouer un rôle important lors d’un épisode de CT. L’hypothèse, selon laquelle l’identification de nouveaux métabolites entrant dans le mécanisme ou la séquence de réactions se soldant en une CT pourraient en faciliter la compréhension, a été émise au moyen d'une démarche en cours permettant d’établir le profil des modifications métaboliques qui surviennent en de telles situations. Cette approche a été utilisée pour constater les changements métaboliques survenus au niveau du foyer cérébral dans un modèle de rats déficients en thiamine (rats DT), particulièrement au niveau du thalamus et du colliculus inférieur (CI). La greffe de CSPN a quant à elle été envisagée afin d’apporter de nouvelles informations sur la participation des CSPN lors d’un épisode de CT et de déterminer les bénéfices thérapeutiques potentiels offerts par cette intervention. Les sujets de l’étude étaient répartis en quatre groupes expérimentaux : un premier groupe constitué de rats dont la CT était induite par la pyrithiamine (rats DTiP), un deuxième groupe constitué de rats-contrôles nourris ensemble (« pair-fed control rats » ou rats PFC) ainsi que deux groupes de rats ayant subi une greffe de CSPN, soit un groupe de rats DTiP greffés et un dernier groupe constitué de rats-contrôles (rats PFC) greffés. Les échantillons de foyers cérébraux (thalamus et CI) des quatre groupes de rats ont été prélevés et soumis à des analyses métabolomiques non ciblées ainsi qu’à une analyse visuelle par microscopie à balayage électronique (SEM). Une variété de métabolites-clés a été observée chez les groupes de rats déficients en thiamine (rats DTiP) en plus de plusieurs métabolites dont la documentation ne faisait pas mention. On a notamment constaté la présence d’acides biliaires, d’acide cynurénique et d’acide 1,9— diméthylurique dans le thalamus, alors que la présence de taurine et de carnosine a été observée dans le colliculus inférieur. L’étude a de plus démontré une possible implication des CSPN endogènes dans les foyers cérébraux du thalamus et du colliculus inférieur en identifiant les métabolites-clés ciblant les CSPN. Enfin, les analyses par SEM ont montré une amélioration notable des tissus à la suite de la greffe de CSPN. Ces constatations suggèrent que l’utilisation de CSPN pourrait s’avérer une avenue thérapeutique intéressante pour soulager la dégénérescence symptomatique liée à une grave carence en thiamine chez l’humain.
Endogenous neural-stem progenitor cells (NSPC) have been documented to be found in the subventricular and subgranular zones, the dentate gyrus, and suggestions of the possibility of these cells being found in the spinal cord and neocortex in adult mammalian brain have been postulated. Thiamine deficiency (TD) is the major cause of Wernicke's Encephalopathy, a reversible neurological disorder that results in cerebral dysfunction and impairment. Recent evidence suggests factors involved in neural NSPC proliferation and differentiation are involved during TD. By means of a current approach for profiling metabolic changes occurring in focal areas of the TD rat brain, specifically the thalamus and the inferior colliculus (IC), it was hypothesized that new metabolites that might offer a better understanding into the sequel and/or mechanism of TD could be identified. It was also considered that the use of NSPC transplantation could offer new information into the involvement of NSPC and potential therapeutic benefit in TD. Non-targeted metabolomics analysis, fluorescences microscopy, and scanning election microscopy (SEM) analysis visualization was performed on samples of the focal areas (thalamus and IC) of pyrithiamine induced TD rats (PTD), pair-fed controls (PFC) rats, and NSPC transplanted TD and PFC rats. Various key metabolites were identified in rats with TD, including previous undocumented metabolites such as bile acids, kynurenic acid, and 1,9-dimethyluric acid in the thalamus and taurine and carnosine in the IC. The study also demonstrated a possible involvement of endogenous NSPC in focal areas of the thalamus and IC identifying key metabolites targeting NSPC and showed tissue amelioration (observed through SEM) following NSPC transplantation. The findings suggested that NSPC could offer a therapeutic alternative to alleviate some of symptomatic degeneration of TD.

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Dissertations / Theses on the topic 'Analyses métabolomiques'

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