Les hépatopathies diffuses représentent un problème de santé mondial majeur, avec des complications importantes, une morbidité et une mortalité élevées. Cette thèse se concentre sur la stéatose, la surcharge en fer hépatique et la fibrose hépatique. Pour ces pathologies, la quantification précise de la graisse hépatique, du fer et de la fibrose est cruciale pour le diagnostic, l'évaluation pronostique, la gestion du traitement et le suivi. Compte tenu des limites de la biopsie hépatique, des biomarqueurs non invasifs basés sur l'IRM tels que PDFF, R2* et la rigidité ont été rapidement développés. La thèse est structurée en trois chapitres, correspondant à la quantification de la graisse, du fer et de la fibrose hépatiques. Chaque chapitre inclut une étude associée. L’annexe présente le logiciel gratuit MRQuantif, qui permet la quantification de la graisse et du fer. Dans l'ensemble, l'IRM quantitative pour la mesure de la graisse, du fer et de la fibrose hépatiques a été largement validée pour son caractère non invasif, sa précision et sa reproductibilité.

Staphylococcus aureus est une bactérie commensale et pathogène responsable d’un large spectre d’infections. Pour permettre une adaptation rapide et efficace aux signaux environnementaux, S. aureus possède un réseau de régulation précis et complexe. Dans ce réseau, les ARN régulateurs (ARNreg) apparaissent comme des modulateurs post-transcriptionnels importants. Les ARNreg sont généralement définis comme des ARN non codants, petits, stables, avec des fonctions de régulation sur leurs cibles. À ce jour, environ 200 ARNreg ont été identifiés chez S. aureus. Dans ce travail, nous avons étudié l’un d’eux : Srn_9342. Cet ARNreg est transcrit sous deux formes – une courte (Srn_9342S) et une longue (Srn_9342L) – partageant la même extrémité 5’ et dont l’annotation chevauche avec la séquence codante située en amont. Il s’agissait ainsi de caractériser l’expression du gène srn_9342, d’identifier ces cibles et de définir sa fonction biologique. Un profil d'expression spécifique a été observé, avec une permutation de Srn_9342S vers Srn_9342L en fonction de la densité cellulaire. La découverte d’un promoteur spécifique pour srn_9342 a révélé qu’il s’agit du premier cas d’ARNreg dérivé d’une région 3’ UTR d’ARNm de type I identifié chez S. aureus. De plus, nous avons montré que l’expression de Srn_9342L est dépendante de SigB L’identification de ces cibles ARN par MAPS, a identifié l’ARNm hemQ, codant une coproporphyrine décarboxylase impliquée dans la biosynthèse de l'hème, et l’ARNIII, un ARNreg central de la virulence, comme cibles directes de Srn_9342. Enfin, les rôles de cet ARNreg dans la régulation de la biosynthèse de l'hème, la formation du phénotype SCV et la virulence ont été démontrés.

Les modèles d'apprentissage profond basés sur les CNNs offrent des performances de pointe dans les tâches de traitement d'images et de vidéos, en particulier pour l'amélioration ou la classification d'images. Cependant, ces modèles sont lourds en calcul et en empreinte mémoire, ce qui les rend inadaptés aux contraintes de temps réel sur des FPGA embarqués. Il est donc essentiel de compresser ces CNNs et de concevoir des architectures d'accélérateurs pour l'inférence qui intègrent la compression dans une approche de co-conception matérielle et logicielle. Bien que des optimisations logicielles telles que l'élagage aient été proposées, elles manquent souvent de structure nécessaire à une intégration efficace de l'accélérateur. Pour répondre à ces limitations, cette thèse se concentre sur l'accélération des CNNs sur FPGA tout en respectant les contraintes de temps réel sur les systèmes embarqués. Cet objectif est atteint grâce à plusieurs contributions clés. Tout d'abord, elle introduit l'élagage des motifs, qui impose une structure à la sparsité du réseau, permettant une accélération matérielle efficace avec une perte de précision minimale due à la compression. Deuxièmement, un accélérateur pour l'inférence de CNN est présenté, qui adapte son architecture en fonction des critères de performance d'entrée, des spécifications FPGA et de l'architecture du modèle CNN cible. Une méthode efficace d'intégration de l'élagage des motifs dans l'accélérateur et un flux complet pour l'accélération de CNN sont proposés. Enfin, des améliorations de la compression du réseau sont explorées grâce à la quantification de Shift\&Add, qui modifie les méthodes de multiplication sur FPGA tout en maintenant la précision du réseau de base.

L'holoprosencéphalie (HPE) est une maladie rare qui affecte le développement de la ligne médiane du cerveau antérieur dès les premiers stades embryonnaires, rendant son diagnostic moléculaire complexe. Elle résulte principalement d’altérations génétiques entraînant une réduction de l'activité de la voie de signalisation Sonic Hedgehog (SHH). Cependant, un diagnostic moléculaire précis n’est possible que pour 30% des patients, ce qui souligne l’importance de développer des nouvelles approches diagnostiques. Le principal obstacle réside dans l'impossibilité d'accéder au tissu primaire affectée par la pathologie, soit le neuroectoderme antérieur. Pour surmonter cet obstacle, j’ai mis au point un modèle in vitro du développement du neuroectoderme antérieur en utilisant des cellules souches pluripotentes induites. Ce modèle m’a permis de produire des données transcriptomiques permettant d’évaluer les impacts moléculaires de la déficience en SHH et de définir des signatures transcriptomiques décrivant les variations de l'activité de la voie SHH pouvant être corrélées à la sévérité des phénotypes d’HPE. Ce travail a également révélé de nouveaux gènes co-exprimés et régulés par SHH, qui pourraient constituer de nouveaux marqueurs génétiques de l'HPE. Ces avancées ouvrent la voie à la création d’outils de diagnostic innovants, visant à améliorer la précision du diagnostic pour les patients atteints d'HPE.

La façon dont les enfants et adolescents décryptent de l’information sur un animal ou sur un humain, et le type d’interaction qui en découle, mérite une attention particulière ; car bien extraire de l’information est crucial pour interagir de manière appropriée. L’attention visuelle est une fonction cognitive clé. Chez les personnes avec TSA, des altérations dans l'acquisition des informations sont souvent observées, notamment une exploration visuelle atypique des stimuli humains, qui peut limiter leurs interactions. Cependant, cette atypie ne semble pas s'appliquer aux stimuli animaux, suggérant qu'elle pourrait faciliter les interactions entre les personnes avec TSA et les animaux. Cette thèse examine l’attention visuelle dans des contextes naturalistes à travers une approche combinant eye-tracking et éthologie, avec des mesures transversales et longitudinales. Nous avons d'abord caractérisé l’attention visuelle des jeunes avec TSA et développement typique (DT) envers un chien, établissant des liens entre attention visuelle, compréhension d’autrui et comportement. Les jeunes avec TSA interagissaient de manière similaire avec le chien mais prêtaient moins d’attention aux visages humain et canin. Nous avons ensuite décrit les stratégies d’exploration visuelle des visages d’un panel d’espèces (lapin, cochon d’Inde, chien, cheval, humain). Les jeunes avec TSA regardaient les animaux de manière similaire aux jeunes DT, mais différaient pour le visage humain. Enfin, une approche longitudinale a montré que la présence d’un chien d’assistance en milieu scolaire pouvait améliorer l’identification des expressions faciales humaines et canines. Le TSA pourrait ne pas être un trouble généralisé de la communication, mais humano-centré. L’attention visuelle est essentielle dans les interactions intra et interspécifique, et permet de mieux comprendre l’effet de cette présence animale dans le développement des compétences sociales et émotionnelles des jeunes, notamment avec TSA.

Ce travail voudrait interroger l’« essence » de la vie en s’appuyant spécifiquement sur les analyses fournies par Théophile de Bordeu et Paul-Joseph Barthez, qui sont les deux grandes figures du vitalisme de l’École de Médecine de Montpellier au siècle des Lumières. Or, l’analyse des approches vitalistes de ces deux auteurs révèle à la fois des points de convergence et de divergence. Leur point commun est en effet leur opposition tant au mécanisme qu’à l’animisme. Cependant, nous observons qu’ils adhèrent à deux aspects de ces théories, notamment (1) l’existence de processus physicochimiques indispensables au maintien de la vie et (2) la présence d’une âme dont le siège éventuel fait débat. Toutefois, pour Barthez comme pour Bordeu, l’âme ne suffit pas pour expliquer ce qu’est la vie. En effet, pour eux, l’âme ne peut être à la fois « raisonnable-pensante » et « gérant » chaque processus du vivant. Il faut, en conséquence, qu’existe donc « autre chose » pour gérer la vie, de la cellule à l’organisme entier. Ainsi Barthez et Bordeu suggèrent-ils, respectivement, l’implication d’un Principe Vital et d’une Sensibilité Vitale, en tant qu’entité de nature non définie et ubiquitaire qui gérerait les processus vitaux indépendamment de l’« âme pensante ». Notre analyse indique, dans un premier temps, que la proposition d’un Principe Vital par Barthez est la résultante de ses réflexions sur les observations cliniques qu’il a faites ou dont il a eues connaissance, avant de faire remarquer que même si les réflexions barthéziennes s’apparentent quelquefois aux « intuitions métaphysiques », elles ont tout de même quelques bases liées à l’observation scientifique puisqu’elles portent en germe, entre autres, les notions actuelles de pharmacodynamie et d’homéostasie. D’autre part, notre étude s’est attardée sur l’hypothèse bordévienne de la Sensibilité Vitale, sur la base des expériences réalisées sur des glandes salivaires humaines. En montrant que le mouvement de la mâchoire n’exerce aucune pression sur la glande et qu’en conséquence le processus d’excrétion vient de l’intérieur de cette glande, Bordeu conclut que l’induction de la sécrétion-excrétion est plutôt liée à la sensibilité propre de la glande et étend sa conclusion à toutes les glandes. D’où, sans le dire à l’époque, l’esquisse du concept d’endocrinologie ; et d’autres travaux de Bordeu suggèrent par ailleurs l’importance du système nerveux et de la transmission nerveuse. Ainsi, Bordeu écarte le concept de Principe vital et défend l’idée que l’induction de l’excrétion est liée à la Sensibilité propre à chaque organe du corps. Il résume sa pensée par la métaphore de l’« essaim d’abeilles », pour laquelle le tout est plus que la somme des parties. Nous concluons, enfin, à la pertinence de ces deux théories vitalistes constituées chacune de deux triades ayant en commun l’âme pensante et le corps auxquels s’ajouterait pour Bordeu la Sensibilité Vitale et pour Barthez le Principe Vital. Nous observons que ces deux théories sont toujours d’actualité puisque d’autres approches vitalistes apparaissent et sont qualifiées de néovitalistes.

Anterior Gradient 2 (AGR2) est une protéine de la famille des isomérases de disulfures (PDI) qui joue un rôle clé dans la réponse au stress du réticulum endoplasmique (RE) et le contrôle de la qualité des protéines. AGR2 est surexprimé dans plusieurs cancers, notamment ceux du poumon, du sein et du côlon, et sa présence est généralement associée à une augmentation de l'agressivité tumorale et du potentiel métastatique, en particulier à travers la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT). Cependant, les mécanismes par lesquels AGR2 déclenche ces processus restent mal compris. Dans cette étude, nous avons examiné le rôle d'AGR2 dans le cholangiocarcinome intra-hépatique (iCCA), un cancer hautement agressif qui prend naissance dans les voies biliaires. En raison de diagnostics tardifs et de métastases précoces, la résection chirurgicale, qui est le principal traitement, est rarement réalisable. L'iCCA peut être classé en sous-types prolifératif et inflammatoire selon les profils d'expression génique. Nos analyses révèlent que la surexpression d'AGR2 est significativement associée au sous-type prolifératif et corrélée à une diminution de la survie globale des patients atteints d'iCCA. Pour mieux comprendre le rôle d'AGR2 dans le CCA, nous avons exploré ses mécanismes de régulation ainsi que son impact sur les phénotypes cellulaires, notamment la prolifération et la migration. Nous avons généré une lignée cellulaire stable d'iCCA avec suppression d'AGR2 et mené des études in vivo, démontrant que l'inhibition d'AGR2 réduit drastiquement le potentiel métastatique. Ces résultats suggèrent qu'AGR2 est un acteur clé de l'agressivité de l'iCCA en modulant les propriétés invasives des tumeurs.

Les environnements de réalité virtuelle (VR) transforment de nombreux domaines en offrant des expériences immersives qui améliorent l'engagement, l'apprentissage et les résultats thérapeutiques. Le mouvement du corps humain joue un rôle essentiel dans la manière dont les individus perçoivent et interagissent avec ces environnements, ce qui rend indispensable la compréhension de son impact pour concevoir des applications VR plus réalistes et engageantes. Cette thèse explore les propriétés dynamiques du mouvement dans la VR, en se concentrant sur leur influence sur le comportement et la perception des utilisateurs, notamment en ce qui concerne la locomotion, l'évitement des obstacles et la prévisibilité. S'appuyant sur de nombreuses études sur le mouvement et le comportement humain, la recherche examine l'influence de propriétés du mouvement telles que la vitesse, la prévisibilité et l'expression de traits de personnalité comme le neuroticisme dans les personnages virtuels. Ces perspectives sont cruciales pour améliorer le réalisme des agents VR et optimiser l'expérience utilisateur dans des applications variées, allant de la psychothérapie à l'éducation. À travers une série d'expériences contrôlées et d'analyses de trajectoires, cette thèse développe et affine de nouvelles méthodologies pour évaluer la perception du mouvement et concevoir des agents virtuels crédibles. De plus, la thèse présente de nouvelles approches pour créer des mouvements stylisés et à haut réalisme en utilisant des réseaux neuronaux, faisant progresser la création d'agents virtuels adaptatifs qui conservent un haut degré de réalisme tout en offrant des traits comportementaux dynamiques. En étudiant l'intersection entre le mouvement, la personnalité et l'interaction avec l'utilisateur dans la VR, cette recherche contribue au domaine plus large des technologies immersives, fournissant des informations précieuses pour les futures innovations dans les environnements virtuels. Ce travail propose également un cadre complet pour concevoir des expériences futures en VR, en introduisant de nouvelles métriques pour l'analyse comportementale dans des espaces contraints et en élargissant notre compréhension de la manière dont le mouvement influence le comportement des utilisateurs. Au final, les conclusions fournissent des étapes clés pour améliorer la conception d'environnements virtuels crédibles, engageants et efficaces dans diverses applications.

L’augmentation des températures peut exacerber l’impact qu’ont les ectothermes invasifs dans les régions froides, où les envahisseurs, souvent importés de régions plus tempérées, sont susceptibles de bénéficier de températures plus chaudes. L’hypothèse selon laquelle les espèces indigènes sont lésées et les espèces invasives bénéficient des températures plus chaudes, a été explorée en utilisant comme étude de cas une mouche indigène et invasive des îles subantarctiques Crozet et Kerguelen, respectivement. Calliphora vicina (Robineau-Desvoidy 1830) est une mouche à viande invasive à Kerguelen dont la progéniture partage les ressources en charogne avec la mouche aptère indigène Anatalanta aptera (Eaton 1875). En utilisant un suivi de population à long terme, des relevés de température et des expériences, nous avons montré que l’augmentation des températures pourrait expliquer l'établissement et l'expansion plus large de C. vicina, invasive localement. En revanche, A. aptera souffre d'une reproduction réduite lorsqu'elle est exposée à des stress thermiques plus élevés et plus fréquents. Nous avons également étudié les habitudes alimentaires d'une autre espèce invasive, Merizodus soledadinus (Guerin-Meneville, 1930), un prédateur connu d'A. aptera et un prédateur potentiel de C. vicina. Des essais expérimentaux d'alimentation ont montré que cette espèce préfère les larves aux autres stades de développement des insectes et que son régime alimentaire est très varié, ce qui signifie que de nombreuses espèces sont potentiellement exposées à un risque de déprédation dans les zones où les populations de sa proie préférée (A. aptera) sont réduites.

Les biomatériaux sont de plus en plus utilisés, car ils offrent une alternative fiable aux greffes osseuses. Parmi ces matériaux, les biomatériaux bioactifs, capables d'interagir avec le tissu osseux et de stimuler sa régénération, sont particulièrement prometteurs, notamment le verre bioactif. La fabrication additive, ouvre de nouvelles perspectives pour la création de substituts osseux sur-mesure. Cette technologie permet aux praticiens de concevoir des implants adaptés à la morphologie de chaque patient. La fabrication de tels composites repose sur une approche multidisciplinaire. Lors de ce travail de thèse, la première étape consistait à synthétiser un verre mésoporeux (92S6 P123) et à l’associer à l’acide polylactique (PLA) pour obtenir un composite PL90 (90 % PLA, 10 % 92S6 P123). Les scaffolds imprimés en utilisant le procédé de dépôt de filament fondu (FFF) ont été optimisés en termes de design (motifs grille et gyroïde) et de porosité. Les analyses ont montré que le motif gyroïde, avec une porosité de 50 %, offrait de meilleures propriétés mécaniques et de dégradation. Les tests biologiques in vitro ont montré l'absence de cytotoxicité pour les scaffolds PL90, et les essais in vivo réalisés sur des modèles porcins ont révélé une intégration osseuse prometteuse du PL90 par rapport aux matériaux standards. Dans le cadre d'une collaboration internationale, des essais ont été réalisés en Finlande pour combiner le 92S6 P123 avec un verre boro silico-phosphaté (X10) et un liant (Pluronic® F-127) pour l’impression de scaffolds. Des essais de bioactivité ont révélé une formation d’hydroxyapatite. Ces recherches ont aussi permis de renforcer une collaboration internationale et d'ouvrir des perspectives d'amélioration, notamment par l’évaluation de nouvelles compositions à base de 92S6 P123 et X10.