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Etude de matériaux hygrochromes d'origine naturelle et de structures colorantes multi-échelles
No full textTwo topics were developed during this doctoral thesis : the hygrochromic phenomenon and the production of peculiar visual effects due to multiscale structures. Both subjects found their origin in the study of natural photonic structures, improved through Evolution.
We first studied four coleoptera, which elytra changed color due to the humidity level of their
environment. This hygrochromic phenomenon originated from structures which were unique to each
insect.
We then analyzed the peculiar coloration mechanism of four other insects. Their colors emerged from the interaction of the light with structures at different length scales. A computational code was implemented to modelize such interactions, based on the Monte-Carlo approach and on the ray-tracing method.
It appeared clearly through these studies that there was a large diversity of structures in Nature which produced quite uncommon visual effects. This creativity compensated for the lack of available material to create the necessary contrast of refractive index. The state-of-the-art fabrication techniques allowed us to benefit from this creativity, with the advantage of having a much larger variety of materials available.Les études développées dans cette thèse de doctorat reposent sur deux axes de recherche principaux : le phénomène d'hygrochromisme et la production d'effets visuels particuliers dus à une structure multi-échelle. Cependant, ces deux axes reposent sur un même principe, à savoir la recherche de structures photoniques originales développées après des millions d'années d'évolution biologique.
Dans un premier temps, ont été étudiés quatre coléoptères dont les élytres sont hygrochromes, c'est-à-dire qu'ils changent de couleur en fonction du taux d'humidité de leur environnement. Bien que le phénomène soit similaire pour chacune de ces espèces, en ce sens que c'est l'apport d'eau qui modifie la coloration perçue, les structures étudiées se sont avérées parfois très différentes, tant par leur mécanisme de fonctionnement que par les couleurs observées.
Quatre insectes ont également été analysés dans la seconde partie, cette fois pour l'aspect multi-échelle de la structure à l'origine de leur coloration. L'étude de ces quatre espèces montre tout l'intérêt de la prise en compte de toutes les échelles intervenant dans la production d'une coloration d'origine structurale. Le développement d'un code de calcul basé sur une approche de type Monte-Carlo et sur le ray-tracing montre déjà des résultats probants, en accord avec les résultats expérimentaux.
Par le biais de ces recherches, il apparait clairement que la Nature dispose d'une large diversité de structures produisant des effets visuels inattendus. Cette créativité se devait de compenser le manque de matériaux à disposition. Concernant les insectes étudiés, les structures photoniques sont en effet toutes construites à partir d'un seul biopolymère, la chitine. Les progrès techniques actuels permettent à l'Homme d'utiliser un plus grand nombre de matériaux et de ce fait de profiter au mieux des contrastes d'indices si importants en photonique.(DOCSC01) -- FUNDP, 201
Design, synthesis, molecular modelling and biological evaluation of modulators of the NF-kappaB activation
No full textAs a wide variety of pro-inflammatory cytokines are involved in the development of rheumatoid arthritis (RA), there is an urgent need for the discovery of novel therapeutic strategies. Among these, the inhibition of the NF-kappaB inducing kinase (NIK), a key enzyme of the NF-kappaB alternative pathway activation, represents a potential interesting approach. In fact, NIK is involved downstream of many tumor necrosis factor receptors (TNFR) like CD40, RANK or LTbetaR, implicated in the pathogenesis of RA. But, up to now, the number of reported putative NIK inhibitors is extremely limited. Firstly, we aimed to build a 3D-model of NIK and to study the binding of pyrazolo[4,3-c]isoquinolines with a view to highlight the structural elements responsible for their inhibitory potency. However, in the course of this work, we unexpectedly found that the pyrazolo[4,3-c]isoquinolines initially reported as NIK inhibitors were neither inhibitors of this enzyme nor of the alternative NF-kappaB pathway, but were in fact inhibitors of another kinase, the TGF-beta activated kinase 1 (TAK1) which is involved in the classical NF-kB activation pathway. Secondly, we report a virtual screening (VS) study combining various filters including high-throughput docking using a 3D-homology model and ranking by using different scoring functions. This work led to the identification of two molecular fragments, 4Hisoquinoline-1,3-dione and 2,7-naphtydrine-1,3,6,8-tetrone which inhibit NIK with an IC50 value of 51 and 90 µM, respectively. This study opens new perspectives in the field of the NF-kappaB alternative pathways inhibition.La polyarthrite rhumatoïde est une maladie grave touchant approximativement 1-2% de la population mondiale. Cliniquement, la polyarthrite rhumatoïde se manifeste par une arthrite symétrique associée à une destruction progressive du cartilage ainsi que de l'os des articulations, et est responsable de l'atteinte fonctionnelle des patients. Les méthodes thérapeutiques actuelles ne sont pas encore en mesure de contrecarrer son évolution. Elles permettent en effet d’en atténuer les symptômes inflammatoires chroniques, mais ne s’attaquent pas aux causes de la pathologie. Ainsi, l’élaboration de traitements thérapeutiques alternatifs, plus efficaces et accessibles à tous nécessite une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l’étiologie de cette maladie.
La voie alternative d'activation du facteur de transcription NF-kappaB a récemment été identifiée comme directement impliquée dans un certain nombre de dysfonctionnements inflammatoires. C'est à ce titre que ce travail de thèse s'est concentré sur une enzyme impliquée dans cette cascade d'activation (la voie dite alternative).
La première partie de ce travail fut essentiellement concentrée sur une étude structurale de notre cible. Nous avons donc eu l'occasion de construire, par homologie de séquence, le premier modèle 3D de NIK. Ensuite, sur base de cette structure modélisée, nous avons étudié le domaine kinase de notre cible grâce à un travail de mutagénèse dirigée. Nous avons d'abord sélectionné une série de résidus potentiellement intéressant à muter. Puis, en évaluant l'activité résiduelle des mutants générés, une dizaine d'acides aminés indispensables à l'activité de NIK ont été identifiés.
Notre second objectif fut ensuite de concevoir et synthétiser des molécules capables d’interférer avec cette voie alternative d'activation de NF-kappaB. Pour ce faire, l'inhibition de la kinase NIK constituait la stratégie la plus intéressante. Or, les seules molécules décrites dans la littérature comme inhibitrices de cette cible étaient des pyrazolo-isoquinoléines brevetées par la société Aventis. Grâce à un travail de synthèse et suite à différents tests enzymatiques et cellulaires, nous avons d'abord démontré que ces composés étaient dépourvus d'activité vis-à-vis de NIK. Cette affirmation était en plus soutenue par un travail de docking des composés en question dans la structure modélisée de NIK. Et enfin, nous avons démontré quelle pourrait être la véritable cible de cette série et comment le mode d'action de celle-ci a pu être mal interprété.
Afin d'identifier de nouveaux squelettes moléculaires dans la cadre de la recherche pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde, une étude de screening virtuel de fragments a finalement été mise au point. Nous sommes partis d'une banque de molécules commerciales et, à la suite d'un important travail de sélection et de docking, ce sont 49 composés qui ont été achetés et testés sur NIK. Les deux principaux résultats ressortissant de ce travail de screening sont: - D'une part, un premier fragment a montré, à 50µM, un pouvoir inhibiteur de la voie alternative d'activation de NF-kappaB. De plus, une excellente sélectivité fût observée vis-à-vis de la voie classique, redoublant alors l'intérêt de ce composé. En testant des molécules analogues achetées ou synthétisées par nos soins, l'intérêt de la série fût validé.
- D'autre part, un second composé inhibant l'activité kinase de NIK dans un test enzymatique fut également identifié. L'évaluation d'une série d'analogues a ensuite permis l'établissement des premières relations structure-activité dans la série. Enfin, un travail de docking a permis d'identifier les interactions responsables de l'affinité de ce composé pour le domaine kinase de notre cible.
En conclusion, ce travail de thèse a permis de mieux comprendre, à un niveau moléculaire, la kinase NIK dont l'inhibition constitue une stratégique particulièrement intéressante dans le cadre de la polyarthrite rhumatoïde. Alors que très peu de composés actifs étaient décris dans la littérature, notre travail sur la série des pyrazoloisoquinoléines d'Aventis a clarifié leur mode d'action et leur intérêt dans une stratégie d'inhibition de la voie alternative d'activation de NF-kappaB. Enfin, grâce à un ambitieux screening virtuel basé sur notre modèle 3D, deux squelettes moléculaires ont été identifiés et nous permettent de conclure ce travail sur d'encourageantes perspectives: la conception des premiers inhibiteurs chimiques de NIK et la validation d'une nouvelle et prometteuse stratégie thérapeutique pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde.(DOCMED02) -- FUNDP, 201
Effet de l'hypoxie sur la résistance des cellules cancéreuses à l'étoposide: Etude de l'apoptose et de l'autophagie
No full textTumor hypoxia is a characteristic of the microenvironment of most solid tumors. It corresponds to the low oxygen tension observed in certain areas of the tumor and is the result of the rapid proliferation of tumor cells and the disordered structure of the tumoral vascular network. Tumor hypoxia is often correlated with poor prognosis for patients because it is a phenomenon that enhances the aggressiveness of cancer cells and their resistance to anticancer therapies such as radiotherapy and chemotherapy. Resistance to chemotherapy is due to a direct effect of hypoxia, because the drugs used in chemotherapy often require oxygen to perform their cytotoxicity, and to an indirect effect of hypoxia, as it induces a series of adaptations in cancer cells. Hypoxia modifies the metabolism, stimulates angiogenesis, erythropoiesis and regulates cell survival by acting on the regulation of apoptosis. Regulation of apoptosis by hypoxia is complex, depending on its severity. Indeed, hypoxia may stimulate or inhibit apoptosis. Understanding the regulation of apoptosis by hypoxia is important because apoptosis is involved in the selection of the tumor cells that are more aggressive and affects the effectiveness of cytotoxic drugs used in chemotherapy.
This work aims to investigate the regulation of apoptosis by hypoxia. First, we compared the effect of hypoxia on apoptosis induced by etoposide, a cytotoxic drug used to treat different types of cancer, on three human cancer cell lines isolated from three different organs. We have shown that the effect of hypoxia on etoposide-induced apoptosis was dependent on cell lines as hypoxia stimulates etoposide-induced apoptosis in MCF7 cells while it inhibits the etoposide-induced apoptosis in HepG2 cells. These results show that the regulation of apoptosis by hypoxia is a complex mechanism that not only depends on the severity of hypoxia but also on other parameters such as cell lines.
Next, we investigated how hypoxia is able to protect HepG2 cells from etoposide-induced apoptosis. For this, we evaluated the involvement of several transcription factors. The results showed that hypoxia protected HepG2 cells from etoposide-induced apoptosis by inhibiting the activity of p53 transcription factor and activating c-jun transcription factor. We also evaluated the involvement of autophagy that is a cellular process involved in recycling long-lived proteins and organelles and in the survival and cell death. In hypoxic conditions, autophagy can be induced by a mechanism involving the protein BNIP3. We showed that, in HepG2 cells, autophagy was induced by etoposide but not by hypoxia. However, etoposide-induced autophagy has different consequences depending on the oxygen tension as we observed that autophagy promoted etoposide-induced apoptosis under normoxia but not under hypoxia. Finally, we showed that BNIP3 did not influence autophagy but was involved in the protection against etoposide-induced apoptosis observed under hypoxia.
In conclusion, these results showed that the regulation of apoptosis by hypoxia is a complex phenomenon that depends on several parameters including the cell line. Moreover, these results also indicate that hypoxia protects cancer cells against apoptosis by inducing several adaptative mechanisms. They are of importance as they enhance our understanding of the resistance process occurring in cancer patients.L’hypoxie tumorale est une caractéristique du microenvironnement de la plupart des tumeurs solides. Elle correspond à la faible tension en oxygène observée au niveau de certaines zones de la tumeur et est la conséquence de la prolifération rapide des cellules tumorales et de la structure désordonnée de la tumeur et de sa vascularisation. L’hypoxie tumorale est souvent corrélée à un mauvais pronostic de guérison des patients car c’est un phénomène qui renforce l’agressivité des cellules cancéreuses et leur résistance à des thérapies anticancéreuses telles que la radiothérapie et la chimiothérapie. La résistance à la chimiothérapie est due à un effet direct de l’hypoxie, car les agents utilisés en chimiothérapie nécessitent souvent l’oxygène pour exercer leur cytotoxicité, et à un effet indirect de l’hypoxie qui induit une série d’adaptations au niveau de la cellule. L’hypoxie modifie le métabolisme de la cellule, stimule l’angiogenèse, l’érythropoïèse et régule la survie cellulaire en participant à la régulation de l’apoptose. La régulation de l’apoptose par l’hypoxie est complexe car en fonction de sa sévérité, l’hypoxie peut stimuler ou au contraire, inhiber l’apoptose. La compréhension de la régulation de l’apoptose par l’hypoxie est importante car l’apoptose participe à la sélection des cellules tumorales les plus agressives et conditionne l’efficacité des agents cytotoxiques utilisés au cours de la chimiothérapie.
Ce travail a pour objectif d’étudier les mécanismes de régulation de l’apoptose par l’hypoxie. Dans un premier temps, nous avons comparé l’effet de l’hypoxie sur l’apoptose induite par l’étoposide, qui est un agent cytotoxique utilisé pour traiter certains types de cancers, au niveau de trois lignées cancéreuses humaines provenant de trois organes différents. Nous avons montré que l’effet de l’hypoxie sur l’apoptose induite par l’étoposide était dépendant de la lignée cellulaire car l’hypoxie stimule l’apoptose induite par l’étoposide dans les cellules MCF7 alors qu’elle inhibe l’apoptose induite par l’étoposide dans les cellules HepG2. Ceci montre que la régulation de l’apoptose par l’hypoxie est un mécanisme complexe, qui ne dépend pas uniquement de la sévérité de l’hypoxie, mais également d’autres paramètres tels que la lignée cellulaire.
Dans la suite du travail, nous avons étudié comment l’hypoxie était capable de protéger les cellules HepG2 de l’apoptose induite par l’étoposide. Pour cela, nous avons évalué l’implication de plusieurs facteurs de transcription. Les résultats ont mis en évidence que l’hypoxie protège les cellules HepG2 de l’apoptose induite par l’étoposide en inhibant le facteur de transcription p53 et en activant le facteur de transcription c-jun. Nous avons également évalué l’implication de l’autophagie qui est un processus cellulaire impliqué dans le recyclage des protéines de longue durée de vie et des organites ainsi que dans la survie et la mort cellulaire. En condition d’hypoxie, l’autophagie peut être induite par un mécanisme impliquant la protéine BNIP3. Nous avons montré que, dans les cellules HepG2, l’autophagie était induite par l’étoposide mais pas par l’hypoxie. Cependant, l’autophagie induite par l’étoposide a des conséquences différentes en fonction de la tension en oxygène puisque les résultats ont montré que l’autophagie favorise l’apoptose induite par l’étoposide en normoxie mais pas en hypoxie. Enfin, nous avons montré que BNIP3 n’influençait pas l’autophagie mais participait à la protection contre l’apoptose induite par l’étoposide en hypoxie.
En conclusion, les résultats obtenus montrent que la régulation de l’apoptose par l’hypoxie est un phénomène complexe qui est dépendant de plusieurs paramètres dont la lignée cellulaire. De plus, ces résultats indiquent que, lorsque l’hypoxie protège de l’apoptose, cette protection résulte de plusieurs adaptations mises en place par l’hypoxie. Ces résultats sont importants car ils améliorent notre compréhension des phénomènes de résistance observés chez les patients.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Evolutionary genetics of the catfish Clarias gariepinus in the Congo Basin
No full textThe Congo Basin features among the oldest, largest and biologically richest on earth
after the Amazon and before the Mekong. Sadly enough it is the least known. It offers
opportunities to study evolution given its treasure of global biodiversity and high
aquaculture potential (large hydrographic network and suitable climate). It is within
this framework that phylogeographical research has been initiated to understand the
origin of the ichthyological fauna and to identify potential strains for the development
of aquaculture. The model chosen is the catfish Clarias gariepinus (Burchell, 1822), a
species with great aquaculture potential. This fish lives in the Congo River from
source to mouth, as well over a large part of the African continent. The results show
the presence of four clades and several groups which represent a large genetic
differentiation. Evolution is ancestral in the south and north of the Congo Basin (relict
population) and represents a Pleistocene colonisation in the Central Basin. Even in a
contemporary context, evolution seems to follow these two models. Two hypotheses
have been retained to support the causes for the accumulation of diversity: the
hypothesis of long-distance dispersal in the Central Basin and the refuge hypothesis in
the peripheral zones of the Central Basin. Moreover, the four major clades have been
identified to match with four major ichthyological provinces of Africa: Nilo-Sudan,
Zambezi, East Coast and Congo. This confirms an ancient connection between the
various basins. Hence, the evolution of C. gariepinus in the Congo basin corresponds
with that of the fishes and mammals with a high dispersal capacity, which is found in
several African basins. Ideally the evolution of the endemic fauna of the Congo basin
should be studied in order to compare it with the higher mentioned high dispersal
group. It would facilitate our understanding of the evolution of the fish fauna of this
large African basin for sustainable management.Le bassin du Congo est l’un des plus vieux, vastes et biologiquement riches au monde
après celui de l’Amazone et avant celui du Mekong. Malheureusement ce bassin est le
moins connu. En tant que réserve de la biodiversité mondiale et ayant un potentiel
aquacole élevé (grand réseau hydrographique et bon climat), ce bassin offre des
opportunités d’études d’évolution. C’est dans ce cadre que des études phylogéographiques
ont été initiées afin de connaître l’origine de la faune ichthyologique.
Le modèle retenu était celui du poisson chat Clarias gariepinus (Burchell, 1822). Ce
poisson est signalé dans le fleuve Congo de la source à l’embouchure, ainsi que dans la
plus grande partie du continent africain. Les résultats obtenus ont révélé l’existence de
cinq clades (groupements historiques de populations) dont quatre rencontré dans le
bassin du Congo et plusieurs groupes présentant une grande différentiation génétique.
Une évolution ancestrale (relique) caractérise le sud et le nord du bassin congolais; par
contre dans la Cuvette Centrale on observe une colonisation récente. Même dans un
contexte contemporain, l’évolution semble suivre les deux modèles. Deux hypothèses
ont été retenues pour soutenir les causes de l’accumulation de la diversité. Il s’agit de
l’hypothèse sur la longue distance de dispersion dans la Cuvette Centrale et celle des
refuges dans les régions périphériques de la Cuvette Centrale. En plus, les quatre
clades principaux ont été identifiés comme couvrant les quatre principales provinces
ichthyologiques d’Afrique: Nilo-Soudanique, Zambèze, Côte Est et Congo. Ceci
confirme l’ancienne connexion entre les différents bassins. Ainsi, l’évolution du C.
gariepinus dans le bassin du Congo correspond à celle des poissons et mammifères à
grande dispersion rencontrés dans plusieurs bassins africains. L’idéal serait d’étudier
aussi l’évolution de la faune endémique du bassin congolais afin de la comparer avec
celle appartenant au premier groupe (grande dispersion). Cla facilitera la compréhension
de l’évolution de la faune ichtyologique de ce grand bassin d’Afrique pour un
but de gestion durable.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Etude de monocouches de molécules organiques par spectroscopie de génération de fréquence-somme simplement et doublement résonnante et par spectroscopie de diffusion Raman anti-Stokes cohérente
No full textThis research aims at studying organic molecule monolayers by nonlinear optical spectroscopies,
in order to characterize their structure, their order, and their vibrational properties specific to the interface.
Singly resonant sum-frequency generation (SFG) is a nonlinear, optical, vibrational spectroscopy.
Using SFG, it is possible to deduce the organization of molecular interfaces . We investigated the
interface structure of self-assembled monolayers (SAM) produced by two different methods: one
acts in the liquid phase and the other operates in the gas phase in ambient pressure conditions.
Both methods produced well-organized interfaces after long preparation times but gas-phase
adsorption produces high-quality monolayers much faster than deposition from the liquid phase.
The vibrational and electronic structures of the alkali-doped (with K and Cs) C60/metal interfaces
are coupled. This coupling determines fundamental properties of the fullerenes, including their (super-) conductivity. Using doubly resonant SFG, we showed the occurrence of interface electron-phonon couplings involving the pentagonal pinch mode of C60. These couplings have an
extramolecular and an intramolecular origin, that are responsible for the infrared and resonant-
Raman activities of the Ag(2) mode, respectively. We identified the energy and the nature of the
electronic transition responsible for the DR-SFG process.
In addition, we adapted the DR-SFG spectrometer available in our laboratory to use it as a coherent
anti-Stokes Raman spectrometer, in order to analyze the nonlinear optical properties of interfaces in a large vibrational frequency range. To demonstrate the operation of the CARS spectrometer, we first characterized mineral surfaces of the apatite kind. Then we studied C60 layers deposited on Au(111) and Si(100).Cette recherche a pour but d’étudier les monocouches de molécules organiques par spectroscopies
optiques non linéaires afin d’en caractériser la structure, l’organisation, l’orientation et les
propriétés vibrationnelles spécifiques à l’interface.
La spectroscopie vibrationnelle non linéaire de génération de fréquence-somme (SFG) simplement
résonnante permet de déduire l’organisation des interfaces moléculaires produites par autoassemblage. Elle a été étudiée pour deux conditions de préparation des monocouches : en phase
liquide et en phase gazeuse à pression ambiante. Toutes deux donnent naissance à des interfaces
bien organisées après un temps de préparation long mais l’adsorption en phase gazeuse produit une monocouche de qualité nettement plus rapidement que le dépôt en solution.
Les interfaces ordonnées C60/métal dopées aux métaux alcalins K et Cs présentent un couplage entre les états vibrationnels et électroniques d’interface, qui détermine des propriétés fondamentales du fullerène, comme sa (supra-) conductivité. Au moyen de la spectroscopie SFG doublement résonnante, nous avons montré l’existence de couplages électron-phonon d’interface d’origine extra-moléculaire (activité infrarouge) et intra-moléculaire (activité Raman résonnant) impliquant le mode
« pentagonal pinch ». L’énergie et l’origine de la transition électronique causant le phénomène DR-SFG ont été identifiées.
Par ailleurs, nous avons adapté le spectromètre DR-SFG du laboratoire afin d’utiliser la spectroscopie de diffusion Raman cohérente anti-Stokes pour analyser les propriétés non linéaires
d’interface dans une large gamme vibrationnelle. Le fonctionnement du spectromètre CARS a été prouvé en caractérisant des surfaces minérales de la famille de l’apatite. Nous avons ensuite
étudié les couches de C60 déposées sur Au(111) et Si(100).(DOCSC01) -- FUNDP, 201
Methods for Improving QoS-driven Management of Web Services and their Service Level Agreements
No full textThe Internet is today subject to growing needs of information exchanges and modular applications. The Web now proposes information through different media (texts, pictures, videos, sounds) available on different websites (social networks, blogs, hosting sites) reached from a large set of devices (PCs, PDAs, smartphones). The data transfered is related to an infinite amount of topics as stock exchange information, picture editing or flight booking. To cope with such possibilities, one of the most fitted solution is offered by the use of Web Services. Web Services are self-describing, open components that support rapid, low-cost composition of distributed applications over the Web.
Web Services Management tackles issues as installation, configuration, collecting metric and tuning to ensure responsive service execution. Improving the management of Web Services is essential to increase the adoption of Web Services and to impose the adoption of standards. There are different possibilities to improve Web Services management but managing services through quality offers large opportunities. The emergence of Web Services involves an increasing number of available services on the Internet. A service requester is then faced to a large choice while it executes a service. Indeed, a particular functionality can be offered by numerous Web Services emanating from multiple providers. To discriminate among available services, the requester has to compare the quality levels offered by providers. Quality provides several opportunities to respond to most management issues (i.e.: service monitoring, performance measurement, capacity planning) and, more specifically, allows to differentiate functionally equivalent services.
This thesis presents a set of contributions related to the management of Web Services through quality information. The first significant contribution we made is a quality model that enables stakeholders of the service execution to specify their capabilities and expectations about quality. This model is essential to allow a quality driven management of Web services. The quality model is used by stakeholders to express involved quality criteria, measurement functions, precisions about favored qualities and quality information that are necessary to manage Web services. The second important contribution proposed in this work is a set of methods improving the management of Web services with help of quality information specified by stakeholders of the service execution. Three different methods are proposed: (1) A selection method which defines the best service according to non-functional requirements of the requester while multiple services are available to perform the same task at different quality levels. (2) A composition method which defines the best available composition of services to perform a complex task involving several services. (3) The last method proposed is a model enabling to determine the profile of a requester based on quality evaluations given to past services execution. The profiling method allows to automatically recommend to the requester services that correspond to his quality expectations. The last essential contribution of this thesis concerns the management of Service Level Agreements that allows to define quality contract between services requesters and providers. We propose two models enabling to improve the SLA control and monitoring. (1) The first model relies on normative autonomous agents managing services activities. In our proposal, normative agents are able to control the execution of a service while observing its quality conformance. (2) The second proposed model enables to monitor a service execution through context information. Quality elements are related to different context categories and context modifications are handled in order to ensure the quality conformance to the initial contract.(DOCSESG00) -- FUNDP, 201
L'ovotestis chez le goujon (G. gobio): occurrence environnementale et approche in vitro des mécanismes cellulaires et moléculaires
No full textFeminization of the reproductive tract of teleost fish is an environmental
problematic impacting population of fish living downstream sewage treatment
plants (STP). Indeed, treated wastewaters contain a number of diverse man-made
molecules which can mimic the effects of the endogenous estrogen, 17ß-estradiol.
Deleterious effects provoked by exposure to "xenoestrogens" are diverse and can lead
to a feminization of the male reproductive tract. This disturbance is commonly called
"ovotestis" and is described as the presence of oocyte(s) within a functional testis.
Within the framework of the present thesis, we engaged the understanding
of ovotestis development through 2 approaches. The first was an environmental
approach. Campaigns of fish sampling were led downstream STP of Walloon
Region in order to estimate the impact of wastewater refusals on wild populations of
gudgeon (Gobio gobio L.). In parallel, an assessment of the estrogenicity of effluents
was evaluated through MCF-7 assay to determine the consistency between effects
observed through the monitoring of common fish biomarkers of estrogenicity to the
real estrogenicity released into water. Results of this environmental approach showed
a moderate impact on gudgeon population caught in Walloon Region. In the second
approach, we based our research on an original hypothesis to understand molecular
and cellular mechanisms of oocyte development within the testis when teleost are
subjected to xenoestrogens. This approach used an in vitro culture of testis pieces
of gudgeon exposed to the most potent xenoestrogen found in the environment, the
ethinylestradiol (EE2). The analyzed parameters were the apoptosis, cell proliferation,
sex steroids, as well as 2 genes involved in the apoptosis pathway, Bcl-2 and Caspase
3. The analysis revealed that the spermatogenesis was disrupted when the gudgeon
testis was exposed to EE2 (0,1 and 0,01 µg/L). Indeed, an inhibition of the apoptosis
was observed for the benefit of a cell proliferation in an estrogenic environment
detected by the increase production of 17 ß-estradiol in the tissue culture medium.
Finally, we demonstrated an over-expression of Bcl-2 and Caspase 3 at concentration
of 0,1µg/L in EE2. In conclusion, we can assert that xenoestrogens present at environmental
concentrations is able to disrupt the reproductive tract of male gudgeon. Nevertheless,
the provoked effects are, in Walloon Region, moderated. Furthermore, a hypothesis involving the balance between apoptosis and cell proliferation could be the basis of
oocyte development within the testis subjected to EE2.La féminisation du système reproducteur des téléostéens est une
problématique environnementale touchant les populations de poisson vivants en
aval des stations d'épuration. En effet, les rejets provenant des stations de traitement
des eaux usées contiennent encore un certain nombre de molécules pouvant mimer
les effets des estrogènes endogènes. Les effets induits par une exposition aux
"xénoestrogènes" sont divers et peuvent notamment provoquer une féminisation du
système reproducteur mâle qui se traduit par la présence d'ovocyte(s) au sein d'un
tissu testiculaire fonctionnel (ovotestis).
Dans le cadre de la thèse de doctorat, nous nous sommes intéressés
à la formation de l'ovotestis à travers 2 approches. La première est une approche
environnementale. Des campagnes d'échantillonnage ont été menées en aval de
stations d'épuration en Région wallonne afin d'estimer l'impact des rejets sur des
populations sauvages de goujons (Gobio gobio L.). D'autre part, une évaluation de
l'estrogénicité de l'effluent, nous a permis de déterminer la consistance entre l'apport
chronique en composés estrogéniques dans la rivière et l'impact réel sur les organismes
vivants en aval de ces stations. Les résultats de cette approche, nous ont montré un
impact modéré sur les populations de goujons vivants en aval des stations d'épuration
étudiées. Dans une deuxième approche, nous nous sommes basés sur une hypothèse
originale afin d'aborder les mécanismes moléculaires et cellulaires de la formation
de l'ovocyte au sein du testicule, lorsqu'un téléostéen est soumis à un xénoestrogène
puissant. Cette approche s'est appuyée sur une culture in vitro de testicule de goujons
exposés à l'éthinylestradiol (EE2). Les paramètres analysés ont été l'apoptose, la
prolifération cellulaire, les stéroïdes sexuelles ainsi que 2 gènes intervenant dans
la voie apoptotique, Bcl-2 et Caspase 3. L'analyse a révélé que la spermatogenèse
était perturbée lorsque le testicule du goujon était soumis à l'EE2 (0,1 et 0,01 µg/L).
En effet, une inhibition du processus de l'apoptose a été observée au profit d'une
prolifération cellulaire dans un environnement rendu estrogénique par l'augmentation
de la production en 17ß-estradiol dans le milieu de culture. Nous avons également
démontré une sur-expression de Bcl-2 et de Caspase 3 à une concentration de 0,1 µg/L
en EE2. En conclusion, nous pouvons affirmer que les xénoestrogènes présents aux concentrations environnementales sont capables d'induire une perturbation du
système reproducteur des goujons mâles. Néanmoins, les effets provoqués sont,
en Région wallonne, modérés. De plus, une hypothèse impliquant l'équilibre entre
apoptose et prolifération cellulaire pourrait s'avérer être une base mécanistique à la
formation de l'ovocyte au sein du testicule soumis à l'EE2.(DOCSC03) -- FUNDP, 201
Greffage de nanofilms organiques sur le cuivre
No full textThis thesis is included in the framework of elaboration of organic nanolayers on surfaces of oxydizable metals by the formation of self-assembled monolayers (SAMs) of organothiols, organoselenols and organophosphonic acids.
The metal of interest for this work is copper in view of the great challenges in terms of surface chemistry and fundamental questions concerning the interface between the metal and the molecules considered. To achieve our objectives, this substrate has been studied in three possible states of surface depending on the type of monolayers investigated, namely: naturally oxidized, reduced (without oxide) and strongly oxidized.
The first part of this thesis has demonstrated the effective grafting of alkanethiols and alkaneselenols on a reduced copper substrate. The best quality of SAMs of thiol (-SH)/selenol
(-SeH) in comparison with their dehydrogenated counterparts disulfide (-S-S-)/diselenide
(-Se-Se-) has been proved, with a benefit for the selenol.
Based on preliminary results, an optimization study of the self-assembly of SAMs of thiol (-SH)/selenol (-SeH) was considered. Initially, optimization of immersion time for the elaboration of these layers has highlighted the achievement of well-organized systems with an advantage for the SAMs of selenols. In a second step, the stability of these layers towards an ageing in the air and immersion in an antagonist solution was investigated. The first study showed the best stability for selenol for a long time of elaboration. In the second study, a process of intercalation of antagonist molecules within the defects of the initial layer has been demonstrated for both direction of immersion considered.
The second part of this thesis has studied the influence of the presence of an oxide layer on the feasibility, quality and stability of SAMs of thiols and selenols compared to the situation on a reduced copper. The stability in ageing showed better stability for selenols as for a reduced copper. On the other hand, the stability by immersion showed a process of exchange and displacement of molecules, indicating that the SAMs on oxidized copper are less stable than on reduced copper.
From these studies, it appears that selenols show very good properties (reduction of the oxide layer, blocking, organization, ...) either on an oxidized or reduced copper substrate. However, a preliminary reduction of the substrate is essential to obtain the most reproducible layers possible with a robust and stable interface.
Finally, a new approach was introduced on the copper, taking advantage of its oxide naturally present. Grafting of organophosphonic acids was successfully completed.Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'élaboration de nanofilms organiques sur des surfaces de métaux oxydables par la formation de monocouches auto-assemblées (SAMs) d'organothiols, d'organosélénols et d'acides organophosphoniques.
Le métal retenu pour ce travail a été le cuivre au vu des grands challenges au niveau de sa chimie de surface et des questions fondamentales concernant l'interface entre ce métal et les molécules considérées. Pour atteindre nos objectifs, ce substrat a été étudié sous trois états possibles de surface en fonction du type de monocouches recherchées, à savoir: oxydé naturel, réduit (sans oxyde) et oxydé renforcé.
La première partie de cette thèse a permis de montrer le greffage effectif d'alcanethiols et d'alcanesélénols sur un substrat de cuivre réduit. La meilleure qualité des SAMs de thiol
(-SH)/sélénol (-SeH) en comparaison avec leurs homologues déshydrogénés de type disulfure
(-S-S-)/diséléniure (-Se-Se-) a été prouvée, avec un avantage pour le sélénol.
Au vu des premiers résultats obtenus, une étude d'optimisation de l'auto-assemblage de SAMs de thiol (-SH)/sélénol (-SeH) a été envisagée. Dans un premier temps, l'optimisation du temps d'immersion pour l'élaboration de ces couches a mis en évidence l'obtention de systèmes bien organisés avec un avantage pour les SAMs de sélénol. Dans un deuxième temps, la stabilité de ces couches vis-à-vis d'un vieillissement à l'air et par immersion dans une solution antagoniste a été investiguée. La première étude a prouvé la meilleure stabilité pour le sélénol pour un temps long d'élaboration. Dans la seconde étude, un processus d'intercalation des molécules antagonistes au sein des défauts de la couche initiale a été mis en évidence pour les deux sens d'immersion envisagés.
La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l'influence de la présence d'une couche d'oxyde sur la faisabilité, la qualité et la stabilité des SAMs de thiol et sélénol, comparativement à la situation sur un cuivre réduit. L'étude du vieillissement a montré une meilleure stabilité du sélénol comme pour un cuivre réduit. Par contre, la stabilité par immersion a montré un processus d'échange et de déplacement de molécules, indiquant que les SAMs sur le cuivre oxydé sont moins stables que sur le cuivre réduit.
De ces différentes études, il s'avère que les sélénols montrent de très bonnes propriétés (réduction de la couche d'oxyde, blocage, organisation, …) que ce soit sur un substrat de cuivre réduit ou oxydé. Néanmoins, une réduction préalable du substrat est essentielle pour obtenir des couches les plus reproductibles possibles, avec une interface robuste et stable.
Pour terminer, une nouvelle approche a été introduite sur le cuivre, en tirant avantage de son oxyde naturellement présent. Le greffage d'acides organophosphoniques a été effectué avec succès.(DOCSC02) -- FUNDP, 201
Etudes théoriques et expérimentales des propriétés physico-chimiques d’électro-donneurs externes intervenant dans la polymérisation isotactique du propylène
No full textThe aim of our Ph.D. work consisted in analyzing the stereo-electronic properties of various external donors (EDs) considered alone and within a realistic model of complete catalyst to understand better the role played by these organic molecules in the activity and stereo specificity of the catalyst.
At first, we compared the stereo-electronic properties of different EDs between them as well as with those of the di-isobutyl phthalate used as internal donor. This study allowed us to bring to light several characteristics the ED should have to be competitive.
Then, we optimized the geometry of a monometallic active site’s “3 sites” model alone and with the various EDs by the QM/MM method. We showed clearly that ED modifies the geometry of the active site to allow the monomer complexation and that the choice of the ED influences the number of potential active configurations for the isotactic propylene polymerisation.(DOCSC02) -- FUNDP, 201