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Design of bandgap materials inspired by morphogenesis
No full textDans ce travail, nous proposons une nouvelle technique générative pour la conception de matériaux à désordre corrélé, inspirée par la théorie de la morphogenèse d’Alan Turing sur la structuration des organismes vivants. Contrairement aux méthodes conventionnelles qui s’appuient sur des techniques d’optimisation telles que la descente de gradient ou les algorithmes stochastiques, notre approche repose sur des interactions locales simples guidant l’auto-organisation des motifs générés. En éliminant la nécessité de minimiser une fonction de coût et en décentralisant les contraintes de conception, cette technique devient intrinsèquement évolutive pour la création de grands domaines avec un contrôle précis du désordre. À titre de validation, elle a permis la génération de matériaux désordonnés hyperuniformes auto-organisés présentant des bandes interdites électromagnétiques isotropes. Ces structures ont été exploitées pour concevoir des guides d’onde de formes libres, démontrant d’excellentes performances en transmission sans nécessiter les processus d’optimisation typiquement requis pour les cristaux périodiques conventionnels. Cette méthode offre ainsi des perspectives prometteuses pour l’automatisation de la conception de dispositifs de grandes dimensions intervenant dans une large gamme d’applications.In this work, we propose a novel generative technique for designing materials with correlated disorder, inspired by Alan Turing’s morphogenesis theory on the structuring of living organisms. Unlike conventional methods that rely on optimization techniques such as gradient descent or stochastic algorithms, our approach is based on simple local interactions that guide the self-organization of the generated patterns. By removing the need to minimize a cost function and decentralizing design constraints, this technique becomes inherently scalable for creating large domains with precise control over disorder. As a validation, it facilitated the generation of self-organized hyperuniform disordered materials exhibiting isotropic electromagnetic band gaps. These structures were exploited to design freeform waveguides that demonstrate excellent transmission performances without requiring the optimization processes typically needed for conventional periodic crystals. This method thus offers promising prospects for automating the design of large-scale devices involved in a wide range of applications
Fighting against barbarism. Gustave Rouanet : political courses and commitments, words and actions, of a socialist man in the Third Republic (1875-1907)
No full textSituée aux croisements de l'histoire politique et intellectuelle, notre thèse se propose de reconstituer, de questionner le parcours et les luttes d'un homme politique socialiste, Gustave Rouanet (1855-1927), confronté aux grandes idéologies et aux grandes crises des débuts de la IIIe République (1875-1907).À travers une analyse privilégiée de ses écrits, tout autant que de ses actes, notre travail s'attache à montrer et à historiciser les engagements, les militances, les pensées et les ambivalences d'un "second rôle" - un acteur singulier et souvent un peu décalé de cette histoire politique. Un socialiste très indépendant qui, de par son expérience sensible de Biribi, impose à la question sociale une exigence humaniste, et de par son héritage révolutionnaire filial offre une vision non dogmatique à un socialisme voulant concilier le marxisme et les valeurs universelles de la Révolution française. Confrontées aux dangers et aux crimes de l'antisémitisme, du nationalisme ou du colonialisme, il s'agit de restituer les vigilances de cet acteur total de la "Civilisation du journal", de ce parlementaire intense, qui le conduisent à des combats souvent éclairés chargés de dénoncer toutes les formes d'oppression et d'injustice faites aux femmes et aux hommes de son temps. Cette "barbarie" expérimentée à vingt ans en son corps et en son esprit, qui a fait de Gustave Rouanet un éternel "Homme révolté" qui jusque son dernier souffle a défendu les valeurs démocratiques et républicaines.Situated at the crossroads of political and intellectual history, our thesis proposes to reconstruct, and question the trajectory and struggles of a socialist politician, Gustave Rouanet (1855-1927), confronted with the great ideologies and crises of thre Third Republic.Through a priviliged analysis of his writings, as well as his actions,our work seeks to retrace and historicisize the commitments, militancy, thoughts and ambivalences of a "supporting role" - a singular and often slightly outof step actor in this political history.A very independant socilaist, who because of his sensitive experience of Biribi, imposes a humanist requirement on the social question, and because of his filial revolutionary heritage a non-dogmatic vision of a socialism wanting to reconcile Marxism and the universal values of the French Revolution.Confronted with the dangers and crimes of anti-Semitism, nationalism or colonialism, it is a question of restoring the vigilance of this total actor of the "Civilization of the Journal", of this intense parliamentarian, which led him to often enlighted fights for denouncing all forms of oppression and injustice done to the women and men of his time.This "barbarism", experienced at twenty years old in his body and his mind, which made Gustave Rouanet an eternal "Homme révolté" who until his last breath defended democratic and republican values
Plasticité Hebbienne et Homeostatique dans le cortex visuel de l’adulte
No full textCette thèse explore comment la plasticité hebbienne et homéostatique coexistent dans le système visuel adulte. Bien que ces deux mécanismes aient été étudiés dans des modèles animaux et durant le développement, leur interaction chez l’adulte humain n’a, à notre connaissance, pas été examinée systématiquement. Nous testons ici directement, pour la première fois, l’interaction de ces deux formes de plasticité chez l’adulte. À cette fin, nous présentons trois expériences combinant diverses techniques expérimentales : psychophysique, électroencéphalographie (EEG) chez l’humain et imagerie fonctionnelle par ultrasons (fUS) chez le furet. Dans une première étude, nous avons testé l’interaction entre plasticité hebbienne et homéostatique en combinant deux paradigmes connus pour chacune : la modulation de l’amplitude du potentiel évoqué visuel (VEP) par une stimulation visuelle haute fréquence (HFS) afin d’induire une plasticité de type hebbien, et la privation monoculaire de courte durée (MD) afin d’induire une plasticité homéostatique. Ces deux techniques induisaient de manière fiable leurs effets. Bien qu’elles n’interagissent apparemment pas directement, elles sont étroitement liées : leurs potentiels respectifs corrèlent négativement entre participants, révélant ainsi un mécanisme neural commun. Dans une deuxième étude, nous avons validé la technique expérimentale utilisée pour induire la plasticité visuelle homéostatique chez l’humain adulte, en comparant la sensibilité de deux techniques psychophysiques différentes (rivalité binoculaire et combinaison binoculaire) pour évaluer l’effet de la MD de courte durée et sa dépendance vis-à-vis de la durée de privation. Nous rapportons que ces deux techniques quantifient de manière fiable l’effet d’une privation monoculaire de courte durée et son accroissement avec l’allongement de cette privation (15 vs 120 min), et que la combinaison binoculaire est plus sensible que la rivalité binoculaire pour quantifier l’effet d’une MD très courte (15 min). Cela indique que les circuits excitateurs impliqués dans la combinaison binoculaire pourraient être plus sensibles à la privation aux stades initiaux de l’effet, montrant une dynamique plus rapide comparée aux circuits inhibiteurs impliqués dans la rivalité binoculaire. Dans une troisième expérience pilote, nous avons étendu l’investigation de la plasticité visuelle homéostatique induite par une privation monoculaire de courte durée à un modèle animal (le furet), choisi pour la similarité de son système visuel avec celui des mammifères supérieurs. En suivant la dominance oculaire avant et après une privation monoculaire grâce à l’imagerie fonctionnelle par ultrasons (fUS), nous visions à relier les résultats comportementaux et neuroimagerie humains aux mesures physiologiques chez l’animal. Bien que préliminaire, cette approche établi les bases de futures études comparatives susceptibles de révéler des mécanismes plus profonds des changements de dominance oculaire chez l’adulte. En conclusion, cette thèse démontre que le cortex visuel adulte conserve à la fois une plasticité hebbienne et homéostatique, et que ces processus peuvent être modulés de manière indépendante. La durée de la privation sensorielle affecte les ajustements homéostatiques, affinant notre compréhension des effets du facteur temps sur la plasticité adulte. L’absence d’une interaction directe entre les mécanismes hebbiens et homéostatiques suggère que la plasticité corticale adulte pourrait être régie par des processus parallèles plutôt que par un cadre unifié unique, mais leur corrélation indique que ces processus doivent être liés d’une manière complexe. Ces résultats font progresser notre connaissance de la manière dont l’expérience sensorielle affecte la fonction cérébrale à l’âge adulte et offrent un tremplin pour de futures recherches reliant les modèles humains et animaux de plasticité corticale.This thesis explores how Hebbian and homeostatic plasticity co-exist in the adult visual system. Although these two mechanisms have been extensively studied in animals and during developmental periods, their interplay in the adult human brain has, to our knowledge, not been investigated systematically. Here we test directly for the first time the interplay between these two forms of plasticity in adult humans. To this aim, we present three different experiments combining different experimental techniques such as psychophysics, electroencephalography (EEG) in humans and functional ultrasound imaging (fUS) in ferrets. In a first study, we directly tested the interplay between Hebbian and homeostatic plasticity in adult humans by combining two established paradigms known to evoke each type of plasticity: the modulation of the visual evoked potential (VEP) induced by high-frequency visual stimulation (HFS) to induce Hebbian-like visual plasticity, and the effect of short-term monocular deprivation (MD) to induce visual homeostatic plasticity. We found that both techniques reliably induced Hebbian-like and homeostatic visual plasticity in adult humans. Importantly, while we report that these two types of visual plasticity do not seem to interact directly, they are nevertheless closely related: the potential for Hebbian and homeostatic plasticity are negatively correlated across participants, pointing for the first time to a common neural mechanism mediating these two forms of plasticity. In a second study, we validated the experimental technique used to induce visual homeostatic plasticity in adult humans, by comparing the sensitivity of two different psychophysical techniques (binocular rivalry and binocular combination) in assessing the effect of short-term MD and its dependence upon the deprivation duration. We report that both techniques reliably quantify the effect of short-term monocular deprivation and its increment with the duration of deprivation (15 vs 120 min), and that binocular combination is more sensitive than binocular rivalry for the quantification of the effect of very short (15 min) MD. This indicates that the excitatory circuits involved in binocular combination might be more sensitive to deprivation at the initial stages of the effect, showing a faster dynamic compared to the inhibitory circuits involved in binocular rivalry. In a third, pilot experiment, we extended the investigation of visual homeostatic plasticity induced by short-term monocular deprivation to an animal model (the ferret), chosen for its visual system’s similarity to higher mammals. By tracking ocular dominance before and after monocular deprivation using functional ultrasound imaging (fUS), we aimed to link human behavioral and neuroimaging results to physiological measures in animals. Though preliminary, this approach lays the groundwork for future comparative studies that may reveal deeper mechanistic insights into ocular dominance changes in adults. In conclusion, this thesis demonstrates that the adult visual cortex retains both Hebbian and homeostatic plasticity, and that these can be modulated independently. The duration of sensory deprivation affects homeostatic adjustments, refining our understanding of timing effects on adult plasticity. The lack of direct interaction between Hebbian and homeostatic mechanisms suggests that adult cortical plasticity may be governed by parallel processes rather than a single, unified framework, but their correlation indicates that those processes must be related in some intricate way. These findings advance our knowledge of how sensory experience affects brain function in adulthood and provide a stepping-stone for future research bridging human and animal models of cortical plasticity
Adam in the muslim imaginary
No full textLa thématique anthropogonique est véritablement prégnante dans le texte coranique. Séquencé en plusieurs chapitres, le récit mythique qui en est fait mérite une attention particulière. La présente étude retrace de façon historique la phylogénétique dudit récit, en l'originant à l'Egypte antique, puis en le faisant circuler par la Mésopotamie et la civilisation cananéenne. Il s'agit dans un premier temps de cerner les différents mythèmes qui ont été retenus dans la Bible et qui ont fini par pénétrer le texte du Coran. Dans un deuxième temps, la focale sera mise sur le contexte de prédication du prophète arabe Muhammad, dans la péninsule arabique à l'époque de l'Antiquité tardive. Il semble important de montrer pourquoi la formulation de sa prédication a pris cette forme particulière et non une autre, notamment à cause de la réceptivité et la familiarité de son auditoire à cet imaginaire-là. Enfin, dans un troisième temps, il est question d'établir un état des lieux précis de la tradition islamique de départ et l'assimilation en son sein de certaines traditions sémitiques, notamment juives et chrétiennes, relative à la question adamique. Il est également mis en exergue la stratification des exégèses qui sont corollaires à ce récit anthropogonique et leur complexification progressive, intégrant de façon significative des notions philosophiques et gnostiques qui rendent apparemment au mythe sa dimension rituelle effective.The anthropogonic theme is truly prevalent in the qoranic text. Sequenced in several chapters, the mythical account that is given deserves particular attention. -The present study traces the phylogenetics of this narrative in a historical manner, originating in ancient Egypt and then circulating it through Mesopotamia and the Canaanite civilization. The first step is to identify the different myths that were retained in the Bible and that eventually penetrated the text of the Qor'an. -Secondly, the focus will be on the context of the preaching of the arab prophet Muhammad in the Arabian Peninsula in late antiquity. It seems important to show why the formulation of his preaching took this particular form and not another one, notably because of the receptivity and familiarity of his audience to this imaginary. -Finally, in the third part, it is a question of establishing a precise state of affairs of the original islamic tradition and the assimilation within it of certain semitic traditions, notably jewish and christian, relating to the adamic question. The stratification of the exegeses that are corollary to this anthropogonic narrative and their progressive complexification are also highlighted, significantly integrating philosophical and gnostic notions that give the myth its effective ritual dimension
Efflorescences phytoplanctoniques : hotspots pour l'absorption du CO2 dans l'océan Austral
No full textL'océan Sud, important puits de CO₂ atmosphérique, reste peu observé en raison de son inaccessibilité. Les estimations de flux air-mer de CO2 issues des observations divergent de celles des modèles, avec des écarts croissants au cours de la dernière décennie (Hauck et al., 2023, Mayot et al., 2023). Ma thèse porte sur les processus impactant les flux air-mer de CO2 dans la région subpolaire de l'océan Sud. Lors d'une campagne en mer réalisée en janvier 2022 dans le cadre du projet européen SO-CHIC (« Southern Ocean Carbon and Heat Impact on Climate »), une bouée dérivante CARIOCA (« Carbon Interface Ocean Atmosphere ») a été déployée au nord de la mer de Weddell (0 °E, 54 °S). Elle a acquis des mesures pendant dix-sept mois, s'étalant sur plusieurs saisons, dans les océans Atlantique et Indien sud. En combinant cet ensemble de mesures avec des observations satellitaires, des produits d'analyse et de réanalyse, et des mesures réalisées sur d'autres vecteurs in-situ (gliders, flotteurs, navires), j'ai analysé les processus influençant la fugacité du CO2 océanique, fCO2.Après son déploiement, la bouée CARIOCA, dérivant à l'est de 0 °E, 54 °S, a détecté une forte sous-saturation en fCO₂ dans une couche de surface à faible salinité. A l'aide de trajectoires lagrangiennes, j'ai montré que les eaux échantillonnées par la bouée en janvier-février 2022 provenaient du bord de glace, où une efflorescence phytoplanctonique a eu lieu en novembre 2021, probablement favorisée par un retrait anormalement précoce de la glace de mer. Une analyse océanique et des observations satellitaires indiquent également la migration à la surface de l'océan d'une masse d'eau dessalée, du bord de glace, au printemps 2021, vers la région subpolaire, au nord-est de la mer de Weddell, en été 2022. Un modèle advectif simple tenant compte d'une forte sous-saturation en fCO2 au voisinage de la glace, telle que mesurée dans des conditions similaires par des flotteurs BGC-ARGO, et des échanges air-mer de CO2 le long de la migration vers le nord-est de la masse d'eau, suggère que la sous-saturation observée par CARIOCA dans la région subpolaire résulte de la forte sous-saturation en bord de glace. Mon hypothèse est donc que des eaux dessalées et stratifiées, possiblement enrichies en micronutriments tels que le fer, issues de la fonte de la glace, ont migré vers le nord-est, provoquant un puits de carbone anormalement élevé à des latitudes plus au nord que d'habitude. En étendant cette étude à tous les bassins océaniques et sur plusieurs années, on observe une augmentation des concentrations de chlorophylle-a, chl-a, au nord de la zone marginale de glace. Je suggère l'hypothèse que ceci pourrait être dû à une migration vers le nord d'eaux fertilisées et stratifiées issues de la fonte des glaces. La fonte croissante de la calotte glaciaire Antarctique et des glaciers, pourraient aussi avoir contribué à cela. En juin 2022, la bouée CARIOCA a mesuré une forte variabilité de fCO2 en lien avec des variabilités de température et salinité. Cette variabilité est associée à la présence de tourbillons de méso échelle. Je documente comment ces tourbillons peuvent avoir eu un impact sur les fluctuations du fCO2 océanique et du carbone inorganique dissous (DIC). Une sous-saturation de 15 µatm du fCO2 océanique a été observée en hiver 2022 : une partie de cette sous-saturation peut s'expliquer par une anomalie négative de la température de surface de la mer. Au printemps 2022-été 2023, alors que la bouée CARIOCA dérivait au sud-est des îles Kerguelen et Crozet, elle a observé une sous-saturation du fCO2 de l'océan de surface moindre que celle observée en été 2022, associée à des concentrations modérées de chl-a. En fin d'automne 2023, les valeurs de fCO2 océanique sont de retour à l'équilibre avec l'atmosphère.The Southern Ocean is a major sink of atmospheric CO2 but due to harsh access conditions, observations remain scarce. Estimates of the air-sea CO2 fluxes based on observations diverge from those using ocean models, with discrepancies growing increasingly pronounced over the past decade (Hauck et al., 2023, Mayot et al., 2023). My thesis focuses on the processes affecting air-sea CO₂ fluxes in the subpolar region of the Southern Ocean. During a research cruise in January 2022 as part of the European SO-CHIC (“Southern Ocean Carbon and Heat Impact on Climate”) project, a drifting CARIOCA (“Carbon Interface Ocean Atmosphere”) buoy was deployed north of the Weddell Sea (0°E, 54°S). This buoy acquired data for seventeen months, spanning several seasons, across the southern Atlantic and Indian Oceans. By combining this dataset with satellite observations, analysis and reanalysis products, and measurements taken from other in-situ platforms (gliders, floats, ships), I analyzed the processes impacting oceanic CO₂ fugacity (fCO₂). After its deployment, the CARIOCA buoy, drifting east of 0 °E, 54 °S, observed an anomalously low undersaturation of surface ocean fCO2 with respect to the atmosphere, in a surface fresh layer. Using Lagrangian backward trajectories, I determined that the waters sampled by the buoy in January-February 2022 came from the sea ice edge, where there was a phytoplankton bloom in November 2021, likely promoted by anomalously early sea ice retreat. An ocean analysis and satellite observations also indicate the migration of a freshwater mass from the sea ice edge in spring 2021 to the CARIOCA buoy's location, in the subpolar region, in summer 2022. A simple advective model accounting for strong fCO2 undersaturation in the vicinity of the sea ice edge, as measured under similar conditions by BGC-ARGO floats, and air-sea CO2 exchanges along the north-eastward migration of the water mass, suggests that the undersaturation observed by CARIOCA in the subpolar region results from the strong undersaturation at the ice edge. Therefore, my hypothesis is that fresher and stratified waters, possibly enriched in micronutrients such as iron from ice melt, migrated north-eastward, causing an anomalous carbon sink at more northern latitudes than usual. Extending this study across all ocean basins and years we observe an increase in chlorophyll-a, chl-a, concentrations north of the Marginal Ice Zone. I suggest the hypothesis that this might be due to the northward migration of fertilized, stratified waters, from ice melt. Increasing glacial melt from the Antarctic continent and subglacial melt from ice shelves, might also have contributed to this. In June 2022, the CARIOCA buoy measured high fCO2 variability related to temperature and salinity fluctuations. This variability is associated with the presence of mesoscale eddies, and I describe how these eddies may have impacted ocean fCO2 and dissolved inorganic carbon (DIC) fluctuations. A 15 µatm undersaturation of ocean fCO2 was observed in winter 2022: part of this undersaturation can be explained by a negative sea surface temperature anomaly. In spring 2022-summer 2023, while the CARIOCA buoy drifted south-east of Kerguelen and Crozet islands, it observed a smaller undersaturation of surface ocean fCO2 compared to the one observed in summer 2022, associated with moderate chl-a concentrations. By late autumn 2023, oceanic fCO2 values are back in equilibrium with the atmosphere
Improvement of the efficacy of protein-based antivirals against SARS-CoV-2
No full textLa pandémie de SARS-CoV-2 a émergé en 2019 avec plus de 7 millions de morts et au minimum 700 millions de personnes infectées. Des efforts de recherche sans précédent ont permis de développer des vaccins et des antiviraux. La vaccination a fortement réduit le nombre de cas graves de COVID-19 et d'hospitalisations, mais n'a pas permis de bloquer la transmission du virus entre individus. Des antiviraux pourraient répondre à cette problématique. En effet, la cavité nasale étant le principal site de réplication précoce du SARS-CoV-2, elle constitue la cible idéale pour des traitements antiviraux de cas contact pour bloquer l'infection par transmission. Notre équipe a déjà mis au point des nanobinders artificiels, appelés αReps, qui ciblent la protéine Spike du SARS-CoV-2. Une αRep, C2, a démontré une forte activité de neutralisation in vitro. Cependant, elle présente un faible temps de résidence intranasale in vivo (<1h) en raison d'une absorption importante par l'épithélium nasal. L'objectif principal de mon doctorat était d'augmenter le temps de séjour de cet antiviral dans la cavité nasale. Le mucus nasal est composé de mucines qui sont de grandes glycoprotéines sécrétées ou présentes sur la membrane cellulaire. Dans le nez, on retrouve principalement les mucines MUC5B et MUC5AC. Notre stratégie consiste à ancrer C2 aux mucines afin d'augmenter sa rétention nasale. Certaines enzymes bactériennes possèdent des domaines capables de se lier aux mucines, notamment le domaine X d'une protéase sécrétée par E. coli. Il a été démontré que le X se lie à MUC5AC et à des glycanes présents sur d'autres mucines. Nous avons conçu une chimère de C2 liée au X appelé C2X. Cet antiviral synthétique a présenté un temps de résidence accru dans la cavité nasale jusqu'à 6 heures après l'instillation.En outre, nous avons évalué trois stratégies différentes de traitement prophylactique au C2X chez des hamsters cohabitant avec des congénères infectés pendant 12 heures : des doses faibles et élevées de C2X libre et une faible dose de C2X formulé (formulation sous forme de gel). Les traitements par C2X formulé et par C2X libre à faible dose ont entraîné une réduction de plus d'un log de la charge virale dans les cornets olfactifs, 4 et 3 hamsters restant non infectés pour chaque condition, respectivement. De manière inattendue, la forte dose de C2X libre a été moins efficace pour réduire l'infection dans la cavité nasale. Il est intéressant de noter que tous les traitements, même la dose la plus élevée, ont considérablement réduit l'inflammation dans les cornets olfactifs et les poumons, avec une réduction de plus de 3 log du niveau d'expression de l'IFN Lambda. En outre, les trois stratégies de traitement ont permis de réduire la dissémination de l'infection dans les poumons. La dissémination du virus a également été réduite avec le C2X formulé et la dose élevée de C2X libre, mais le C2X libre à faible dose n'a montré aucun effet. Enfin, nous avons évalué la toxicité des C2X chez le poisson zèbre et leur potentiel immunogène chez la souris. L'ensemble de ces expériences n'a pas montré d'effet négatif d'un traitement répété par C2X.Dans l'ensemble, la stratégie d'ancrage des nanobinders, tels que C2, aux mucines représente une approche prometteuse et sûre pour améliorer les traitements prophylactiques qui assurent la protection de la cavité nasale et, limitent efficacement, la propagation virale aux poumons.The SARS-CoV-2 pandemic emerged in 2019 with over 7 million deaths and at least 700 million people infected. Unprecedented research efforts have led to the development of vaccines and antivirals. Vaccination has greatly reduced the number of severe cases of COVID-19 and hospitalizations, but has not been able to block transmission of the virus between individuals. Antivirals could provide a solution to this problem. Indeed, as the nasal cavity is the main site of early SARS-CoV-2 replication, it is the ideal target for antiviral treatments of contact cases to block infection by transmission. Our team has already developed artificial nanobinders, called αReps, that target the Spike protein of SARS-CoV-2. One αRep, C2, has demonstrated strong neutralization activity in vitro. However, it has a low intranasal residence time in vivo (<1h) due to an extensive absorption by the nasal epithelium. The main objective of my PhD was to increase the residence time of this antiviral in the nasal cavity. Nasal mucus is composed of mucins, which are large glycoproteins secreted or present on the cell membrane. In the nasal cavity, the main mucins are MUC5B and MUC5AC. Our strategy is to anchor C2 to the mucins to increase its nasal retention. Some bacterial enzymes possess domains capable of binding to mucins, notably the X domain of a protease secreted by E. coli. X has been shown to bind to MUC5AC and to glycans on other mucins. We designed an X-linked C2 chimera called C2X. This synthetic antiviral showed increased residence time in the nasal cavity for up to 6 hours after instillation.Furthermore, we evaluated three different C2X prophylaxis strategies in hamsters cohoused with infected peers for 12 hours: low and high doses of free C2X and a low dose of formulated C2X (gel formulation). Treatment with formulated C2X and low-dose free C2X resulted in a more than one-log reduction in viral load in the olfactory turbinates, with 4 and 3 hamsters remaining uninfected in each condition, respectively. Unexpectedly, the high dose of free C2X was less effective in reducing infection in the nasal cavity. Interestingly, all treatments, even the highest dose, significantly reduced inflammation in the olfactory turbinates and lungs, with a more than 3-log reduction in IFN Lambda expression levels. In addition, all three treatment strategies reduced the spread of infection to the lungs. Virus dissemination was also reduced with formulated C2X and high-dose free C2X, but low-dose free C2X showed no effect. Finally, we assessed the toxicity of C2X in zebrafish and its immunogenic potential in mice. Taken together, these experiments showed no negative effect of repeated C2X treatment.Overall, the strategy of anchoring nanobinders, such as C2, to mucins represents a promising and safe approach to improving prophylactic treatments that ensure protection of the nasal cavity and, effectively, limit viral spread to the lungs
Study of the properties of a porous anode used as a reactive electrochemical membrane (REM) for advanced oxidation treatment of landfill leachates
No full textFace aux défis environnementaux tels que le stress hydrique, il est capital de développer des technologies rentables pour le traitement et la préservation de ressources en eau. À cet égard, le traitement des lixiviats de décharge est un enjeu scientifique et industriel d'intérêt en raison de leur forte charge organique et de la présence de polluants bio-réfractaires toxiques, difficiles à éliminer par des traitements conventionnels. Les procédés électrochimiques d'oxydation avancée (PEOA) représentent des alternatives prometteuses pour l'élimination de ces polluants. Toutefois, ces procédés nécessitent des anodes à forte surtension d'oxygène afin d'oxyder les composés réfractaires à des potentiels élevés. Parmi les matériaux disponibles, les oxydes de titane sous-stœchiométriques (TiOx), notamment le Ti4O7, sont particulièrement intéressants pour leur conductivité électronique élevée et leur capacité à générer des oxydants puissants comme les radicaux hydroxyles (OH). Cependant, leur demi-vie courte (10 ns) limite l'oxydation au voisinage de l'électrode. Parallèlement, les procédés de filtration membranaire (PFM) permettent de traiter divers effluents avec des taux de rétention élevés ; cependant, le colmatage reste l'une des principales problématiques. Il résulte avantageux de développer un procédé hybride qui tire parti des PEOA et des PFM permettant de pallier ces limitations. Ainsi, les membranes électro-réactives (REM), en tant qu'électrode à flux traversant, représentent une rupture technologique dans le domaine du traitement de l'eau. Leur structure poreuse offre une large surface d'échange, favorisant le contact direct avec les OH en mode filtration. Le matériau étudié est une membrane céramique commerciale enduite d'une couche TiOx, employée comme REM dans un pilote dont la configuration permet une filtration frontale. Ce dispositif peut accueillir jusqu'à trois modules REM, pouvant fonctionner en mode continu ou en recirculation. Les propriétés électrocatalytiques de la TiOx-REM ont été évaluées à l'aide de solutions synthétiques contenant de l'acide oxalique (AO) et de l'acide salicylique (AS). En effet, l'oxydation électrochimique de l'AO ne se produit que par transfert électronique direct, alors que celle de l'AS n'est possible que par transfert d'atomes d'oxygène via les OH. L'électrolyse galvanostatique des solutions d'AS a mis en évidence la formation de nombreux intermédiaires réactionnels, avec des de taux d'abattement pouvant atteindre jusqu'à 86 %, ce qui correspond à un taux de minéralisation de 42 %. Alors que l'oxydation de l'AO est réalisée en une seule étape jusqu'à la minéralisation. Après l'analyse cinétique de ces mécanismes réactionnels, leur effet compétitif a été étudié dans des solutions contenant simultanément les deux composés. Les résultats révèlent que l'oxydation via les •OH demeure prépondérante, indépendamment du rapport des concentrations de l'AO et l'AS, avec des taux de dégradation de 49-52 % et 91-95 % après 2340 mA h, respectivement. L'étude a ensuite été étendue aux lixiviats de décharge en conditions réelles. Des techniques analytiques telles que la spectroscopie de fluorescence, notamment les matrices tridimensionnelles d'excitation-émission, ont été utilisées pour suivre l'évolution de la dégradation des lixiviats. Une méthodologie expérimentale s'appuyant sur un réseau de Doehlert a permis d'identifier l'influence des paramètres opératoires sur les cinétiques de disparition de familles de composés. Au vu des résultats présentés, la technologie REM possède un réel potentiel avec une consommation énergétique inférieure à 0,1 kWh/gTOC pour le traitement de solutions synthétiques. Étant moins énergivore et plus rentable que d'autres PEOA, ces avancées ouvrent des perspectives pour déployer son domaine d'application. Dans ce but, des recherches supplémentaires sont nécessaires quant au développement du matériau d'anode poreuse afin de favoriser son application à grande échelle.Water stress must be addressed by developing cost-effective wastewater treatment technologies. In this regard, wastewater and landfill leachate treatment is a scientific and industrial issue of interest. In fact, these effluents are heavily loaded with organic matter and contain toxic bio-refractory pollutants, the elimination of which is difficult by conventional physico-chemical or biological treatments. Electrochemical advanced oxidation processes (EAOP) represent promising alternatives for the elimination of these pollutants. However, these processes require anodes with high oxygen overpotentials to oxidize refractory compounds at high potentials. Among the materials available, sub-stoichiometric titanium oxides (TiOx), such as Ti4O7, are particularly interesting for their high electrical conductivity and their ability to generate powerful oxidants such as hydroxyl radicals (OH). However, their short half-life (10 ns) limits oxidation in the vicinity of the electrode. In parallel, membrane filtration processes (PFM) enable a variety of effluents to be treated with high retention rates; however, these processes are mainly limited by fouling issues. To overcome these limitations, it is convenient to develop a hybrid process that takes advantage of both MEPs and MFPs. Thus, reactive electrochemical membranes (REM) represent a technological breakthrough in the field of wastewater treatment. Thanks to the large exchange surface provided by the membrane porous structure, REM offer the possibility to treat solutions in close contact with OH in flow-through mode. The material studied is a commercial ceramic membrane coated with a TiOx layer, used as REM in a pilot configured for dead-end filtration. This device can accommodate up to three REM modules, which can operate in continuous or recirculation mode. The electrocatalytic properties of TiOx-REM were evaluated using synthetic solutions containing oxalic acid (OA) and salicylic acid (SA). The OA electrooxidation occurs only by direct electron transfer, while that of SA is possible only by transfer of oxygen atoms via OH. Galvanostatic electrolysis of SA solutions revealed various intermediates formation, with removal yields up to 86%, corresponding to a mineralization yield of 42%. OA oxidation, on the other hand, takes place in a single step until mineralization. After the kinetic analysis of these reaction mechanisms, their competition effect was assessed in solutions containing both compounds simultaneously. The results highlighted that •OH-mediated electrooxidation remains predominant, regardless of the concentration ratio of OA and SA, with removal yields of 49-52% and 91-95% after 2340 mA h, respectively. The study was then extended to real effluent solutions of landfill leachates. Analytical techniques such as fluorescence spectroscopy, including three-dimensional excitation-emission matrices (3D-EEM), were used to monitor the evolution of leachate degradation. An experimental methodology based on a Doehlert array was used to identify the operating parameters impact on the disappearance kinetics of families of compounds. In view of the results presented, REM technology has real potential, with energy consumption of less than 0.1 kWh/gTOC for the treatment of synthetic solutions. Being more energy-efficient and cost-effective than alternative EAOP, these advances open up perspectives for deploying its field of application. To this end, further research is needed into the development of the porous anode material for its large-scale application
Propriétés critiques et tricritiques du modèle de Blume-Capel étudiées à partir de simulations Monte-Carlo pour de petites tailles
No full textDans la limite thermodynamique, les transitions de phase du second ordre sont caractérisées par des divergences de certaines quantités thermodynamiques, gouvernées par des lois de puissance faisant intervenir des exposants critiques. Ces exposants définissent des classes d'universalité qui ne dépendent que de propriétés globales du système telles que la dimension, les symétries et la portée des interactions. Cette thèse porte sur l'étude du comportement critique et tricritique du modèle de Blume-Capel en deux et trois dimensions, à l'aide de simulations Monte Carlo. Une attention particulière est portée à l'analyse des zéros de la fonction de partition — zéros de Fisher, du champ cristallin et de Lee-Yang — comme outil pour extraire les propriétés critiques, même pour de petites tailles de systèmes. Le diagramme de phase du modèle de Blume-Capel présente une ligne de transition du second ordre appartenant à la classe d'universalité d'Ising, un point tricritique associé à la classe tricritique, ainsi qu'une ligne de transition du premier ordre. En trois dimensions, le point tricritique se situe à la dimension critique supérieure de sa classe, où apparaissent des corrections logarithmiques. Nous déterminons numériquement ces corrections et montrons que le fait de fixer les exposants « hatted » à leurs valeurs théoriques permet une estimation plus précise du diagramme de phase. Ce travail montre que l'analyse des zéros de la fonction de partition constitue une méthode efficace et précise pour étudier les phénomènes critiques, tout en réduisant le besoin de simulations à grande échelle.In the thermodynamic limit, second-order phase transitions are characterized by divergences in thermodynamic quantities, governed by power-law behaviours involving critical exponents. These exponents define universality classes which depend only on global properties such as dimensionality, symmetries, and interaction range. This thesis focuses on the critical and tricritical behaviour of the Blume-Capel model in two and three dimensions, using Monte Carlo simulations. Particular attention is given to the analysis of partition function zeros—Fisher, crystal-field, and Lee-Yang zeros—as a tool to extract critical properties, even for small system sizes. The phase diagram of the Blume-Capel model includes a second-order transition line described by the Ising universality class, a tricritical point in the tricritical universality class, and a first-order transition line. In three dimensions, the tricritical point lies at the upper critical dimension of its class, where logarithmic corrections emerge. We numerically determine these corrections and show that fixing the hatted exponents to their theoretical values allows for a more precise estimation of the phase diagram. This work demonstrates that analysing partition function zeros offers an efficient and accurate approach to studying critical phenomena, reducing the need for large-scale simulations
Dynamique structurale des recepteurs couplés au protéines G : étude sur molécules uniques
No full textLes récepteurs métabotropes du glutamate (mGluRs) sont des récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) de classe C qui modulent la transmission synaptique et l'excitabilité neuronale via le L-glutamate, le principal neurotransmetteur excitateur du cerveau. Leur rôle dans les troubles neurologiques tels que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, la schizophrénie, l'anxiété, l'épilepsie, la douleur et l'ischémie en fait des cibles thérapeutiques cruciales. Caractérisés par leur dimérisation obligatoire et leurs grands domaines extracellulaires, les mGluRs subissent des changements conformationnels complexes lors de la liaison des ligands, conduisant à la signalisation intracellulaire. Bien que les études récentes de cryo-EM aient fourni des informations structurelles précieuses, les dynamiques structurelles et les états intermédiaires essentiels à l'activation restent mal compris et nécessitent des techniques non conventionnelles capables de déchiffrer plusieurs états. L'hétérodimérisation des mGluRs ajoute une couche supplémentaire à leur diversité fonctionnelle, influençant la spécificité des ligands, la dynamique de signalisation et les réponses spécifiques aux tissus.Cette thèse se concentre sur l'utilisation avancée du transfert d'énergie de résonance de Förster sur molécules uniques (smFRET) pour élucider les mécanismes complexes d'activation des homodimères et hétérodimères de mGluR.En utilisant une stratégie de marquage basée sur des acides aminés non canoniques (ncAA) à deux sites spécifiques, le mGluR2 a été marqué de manière précise et peu invasive, permettant une détection robuste de l'hétérogénéité conformationnelle. Cette stratégie de double marquage a posé les bases pour des mesures précises de smFRET et de distances. Ce marquage site-spécifique précis est essentiel pour réaliser des expériences avancées de FRET multicolore.Une nouvelle stratégie de marquage triple spécifique a été introduite. Le smFRET à 3 couleurs a fourni des preuves directes d’un état conformationnel intermédiaire lors de l’activation du mGluR2, permettant une meilleure révision des données de smFRET à 2 couleurs et révélant une nouvelle dimension de la dynamique du récepteur. Cette stratégie a révélé comment les dimères de mGluR2, après liaison avec un agoniste, passent par des états intermédiaires avant une activation complète, offrant des informations que les méthodes structurelles statiques comme la cryo-EM ne peuvent pas facilement résoudre.Les études smFRET sur les hétérodimères mGluR2-4 ont ensuite révélé les diverses conformations induites par la liaison d'agonistes sélectifs à l'une ou l'autre sous-unité. Cette découverte, combinée avec de nouvelles données de cryo-EM et des études de signalisation réalisées par nos collaborateurs, a révélé le mécanisme d'activation partielle lors de la liaison d'un agoniste sélectif, entraînée par une réorientation asymétrique des sous-unités du récepteur. Cela met en lumière les mécanismes d'activation uniques des hétérodimères et leur rôle potentiel dans le réglage fin de la signalisation glutamatergique de manière spécifique aux tissus. Les investigations préliminaires sur le mGluR4 ont également suggéré des différences spécifiques aux sous-types dans l’activation, renforçant la diversité fonctionnelle des sous-types de mGluR.Ces découvertes éclairent non seulement la complexité de l'activation des mGluRs, mais soulignent également l'importance des comportements spécifiques aux hétérodimères dans le réglage fin de la signalisation glutamatergique. Collectivement, ce travail met en avant le potentiel des stratégies sophistiquées de marquage et de l'analyse smFRET comme un outil puissant pour explorer la dynamique des RCPGs et fournir des connaissances fondamentales pour concevoir des stratégies thérapeutiques ciblées.Metabotropic glutamate receptors (mGluRs) are class C G protein-coupled receptors (GPCRs) that modulate synaptic transmission and neuronal excitability via L-glutamate, the primary excitatory neurotransmitter in the brain. Their roles in neurological disorders such as Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, schizophrenia, anxiety, epilepsy, pain, and ischemia make them critical therapeutic targets. Characterized by their mandatory dimerization and large extracellular domains, mGluRs undergo complex conformational changes upon ligand binding leading to intracellular signaling. While recent cryo-EM studies provided valuable structural insights, the structural dynamics and intermediate states essential to activation remain poorly understood and require non-conventional techniques capable of deciphering multiple states. Heterodimerization of mGluRs further adds to their functional diversity, influencing ligand specificity, signaling dynamics, and tissue-specific responses.This thesis focuses on employing advanced single-molecule Förster Resonance Energy Transfer (smFRET) to uncover the intricate activation mechanisms of mGluR homo- and heterodimers.Using a dual non-canonical amino acid (ncAA) labeling strategy, mGluR2 was labeled at two precise sites in a minimally invasive manner, allowing robust detection of conformational heterogeneity. This double labelling strategy laid the groundwork for accurate smFRET and distance measurements. This precise site-specific labelling is crucial for conducting advanced multicolor FRET experiments.A novel triple specific labeling strategy is introduced. 3-color smFRET provided direct evidence of an intermediate conformational state during mGluR2 activation, allowing to better revise 2-color smFRET data and revealing a new dimension of receptor dynamics. This strategy uncovered how mGlu2 dimers upon agonist binding transition through intermediate states before full activation, offering insights that static structural methods like cryo-EM cannot easily resolve.smFRET studies on mGluR2-4 heterodimers then reveal the various conformations induced by the binding of selective agonists to either subunit. This finding between, combined with new cryo-EM data and signaling studies from our collaborators, reveal the mechanism of partial activation upon selective agonist binding, driven by asymmetrical reorientation of the receptor subunits. It highlights the unique activation mechanisms of heterodimers and their potential role in fine-tuning glutamatergic signaling in a tissue-specific manner. Preliminary investigations into mGluR4 also suggested subtype-specific differences in activation, reinforcing the functional diversity across mGluR subtypes.These findings not only illuminate the complexity of mGluR activation but also underscore the importance of heterodimer-specific behaviors in fine-tuning glutamatergic signaling. Collectively, this work highlights the potential of sophisticated labeling strategies and smFRET analysis, as a powerful tool to probe GPCR dynamics and offer foundational knowledge for designing targeted therapeutic strategies
Spanish and French far right between Council Vatican II and the transition to democracy in Spain (1962-1982) : links, influences and mutual perceptions
No full textLa présente thèse de doctorat retrace et analyse les liens entre les extrêmes droites espagnoles et françaises dans le contexte de trois processus historiques spécifiques : la crise traversée par l'Église catholique depuis la célébration du Concile Vatican II (1962-1965), celle éprouvée par le régime franquiste principalement à partir de 1969 et la transition à la démocratie en Espagne (1976-1982). Dans le cadre de ces trois processus, nous avons cherché à identifier les étapes où les relations entre les éléments ultradroitiers français et espagnols ont été les plus intenses, en essayant d'en établir les causes, d'en démêler les dynamiques et d'en déterminer les conséquences. La première partie de la recherche est ainsi consacrée à l'analyse des liens entre les secteurs catholiques intransigeants (traditionalistes et intégristes) des deux pays dans le contexte de la crise postconciliaire, en accordant une attention particulière à l'influence exercée par leurs représentants français sur les espagnols. Nous abordons ensuite la manière dont les extrêmes droites françaises ont perçu la crise du régime franquiste, en nous intéressant notamment à leurs principales réactions et manifestations. Enfin, nous analysons l'évolution des liens transnationaux de Fuerza Nueva et CEDADE, deux des principales manifestations de l'ultradroite espagnole, pendant le franquisme tardif et la transition à la démocratie.This thesis traces and analyses the links between the Spanish and French far right in the context of three specific historical processes: the crisis experienced by the Catholic Church since the Second Vatican Council (1962-1965), the one experienced by the Franco regime, mainly from 1969 onwards, and the transition to democracy in Spain (1976-1982). Within the framework of these three processes, we have sought to identify the stages at which relations between French and Spanish far-right elements were most intense, attempting to establish their causes, unravel their dynamics and determine their consequences. The first part of the research is therefore devoted to analysing the links between the intransigent Catholic sectors (traditionalists and fundamentalists) of the two countries in the context of the post-conciliar crisis, paying particular attention to the influence exerted by their French representatives on the Spanish. We then look at how the French far right perceived the crisis of the Franco regime, focusing on their main reactions and demonstrations. Finally, we analyse the evolution of Fuerza Nueva and CEDADE transnational links, two of the main manifestations of the Spanish far right, during the late Franco period and the transition to democracy