Cette thèse a étudié les associations de l’exposition à la pollution atmosphérique et les espaces verts pendant la grossesse avec la prévalence de l'asthme, de la rhinite, de l'eczéma et leur multimorbidité chez les enfants. Des données des suivis à 6 (n=1325) et à 12 ans (n=1119) de la cohorte bretonne mère-enfant Pélagie, ont été analysées. L'asthme, la rhinite, l'eczéma et un phénotype de multimorbidité ont été définis à l'aide de questionnaires validés. Les expositions pendant la grossesse ont été estimées à l'adresse résidentielle de chaque participant : les concentrations de PM2,5 et de NO2 à l'aide de modèles land use regression, et les espaces verts à l'aide de l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) dans un rayon de 300m. Des régressions logistiques ajustées, avec une stratification supplémentaire selon les zones urbaines et rurales, ont été réalisées. À 6 et 12 ans, la prévalence de l'asthme, de la rhinite, de l'eczéma et de la multimorbidité était respectivement d'environ 12 %, 23 %, 22 % et 11 %, et 60 % des mères vivaient en zones rurales pendant leur grossesse. Globalement, dans les analyses non stratifiées, nous n’avons pas observé des associations significatives entre le PM2,5 et de NO2 et les maladies d’intérêt. Cependant, des tendances pour l'asthme, l'eczéma et le phénotype de multimorbidité ont été observées. De même, le NDVI n'a pas montré d'associations significatives lors des deux suivis, à l'exception de l'eczéma et de la catégorie des enfants atteints d’une seule maladie à 6 ans, pour lesquels des associations protectrices ont été observées. Ces résultats soulignent la nécessité de recherches supplémentaires, en particulier au sein des populations rurales, afin de clarifier la relation de la pollution atmosphérique et les espaces verts pendant la grossesse, avec la santé respiratoire et les allergies chez l'enfant.

Staphylococcus aureus est une bactérie pathogène redoutable, dotée d'une remarquable capacité d'adaptation. Grâce à une régulation génique complexe, cette bactérie déploie de nombreux mécanismes pour survivre aux conditions stressantes. Les ARN régulateurs (ARNrég) figurent parmi les acteurs de cette réponse adaptative, modulant l'expression de leurs cibles au niveau post-transcriptionnel et contribuant ainsi à une réponse rapide et ciblée. Parmi les ARNrég identifiés chez S. aureus, certains se distinguent par leur sensibilité environnementale, étant exprimés en réponse à des conditions spécifiques. Ce travail s’est focalisé sur la caractérisation de RsaOI, un ARNrég issu d’un environnement génétique fortement sollicité lors de stress environnementaux variés. RsaOI est induit dans des conditions de stress affectant la paroi, dont l’acidification et l’exposition aux glycopeptides. Son accumulation est dépendante du système à deux composants VraSR, connu pour son rôle majeur dans la réponse aux antibiotiques ciblant la paroi. L’étude des cibles de RsaOI, réalisée grâce à des approches omiques et la méthode MAPS, a révélé son implication dans des processus essentiels : la réparation de l'ADN, la dynamique de la paroi, ainsi que le métabolisme. Parmi ces cibles figure l’opéron lac, impliqué dans la métabolisation du galactose et dont l'activité influence la structure du peptidoglycane. Dans ce travail, RsaOI apparait comme un médiateur agissant à l'interface entre la réponse au stress de la paroi et la régulation métabolique.

La communauté scientifique se doit de maximiser la valeur des données des essais cliniques en les partageant pour générer de nouvelles connaissances. Celles-ci pouvant potentiellement améliorer la santé des populations, le partage peut être considéré comme un impératif éthique et scientifique. Devant cette promesse, les différentes parties prenantes des recherches telles que les patient·es, les financeurs, les chercheur·ses, les décideurs publics, les institutions, les industriels et les éditeurs s’accordent globalement pour encourager le partage. Toutefois, la communauté scientifique est contrainte d’évoluer dans un cadre « aussi ouvert que possible, aussi fermé que nécessaire » à la limite de l’injonction contradictoire. D’un côté, elle est encouragée voire obligée de partager, d’un autre, le partage lui est complexe à mettre en oeuvre dans le contexte juridique actuel. Il est donc nécessaire d’évaluer l’impact réel du partage et de proposer des recommandations permettant de le rendre faisable. Dans ce manuscrit, nous explorons les principes d’intégrité scientifique qui régissent un partage responsable des données de la recherche clinique. Nous présentons également les recommandations que nous avons élaborées, avec les différentes parties prenantes, permettant de rendre possible le partage des données individuelles issues de recherches cliniques dans le contexte juridique français. D’un point de vue quantitatif, nous rapportons les résultats de notre analyse rétrospective de la politique de partage de la revue Annals of Internal Medicine – pionnière sur cet aspect – sur une durée de 10 ans entre 2007 et 2017. Bien que nous n’ayons pas réussi à démontrer l’impact du partage des données, cette étude permet d’informer les journaux biomédicaux à propos des politiques de partages et ouvre des perspectives dans le contexte actuel, à l’heure où les pratiques de partage sont probablement plus fréquentes. Arriver à un partage efficace, maximisant réellement la valeur des données issues de la recherche clinique reste un objectif difficile à atteindre. L’élaboration de recommandations prenant en compte le contexte juridique local a été une tâche longue et difficile. Par ailleurs, au vu de la complexité de la mise en oeuvre d’un partage responsable dans ce contexte, nous pensons qu’une adaptation du cadre juridique est indispensable. Cela inclurait non seulement la simplification des formalités permettant de traiter des données, mais également une intensification des contrôles et des peines appliquées en cas d’usages illicites de données, comme les tentatives de réidentification des personnes à leur insu.

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.

Les nouveaux-nés prématurés sont vulnérables à des complications comme l’hyperbilirubinémie néonatale et le sepsis tardif (LOS), posant des défis importants dans les unités de soins intensifs néonatals (USIN). Malgré les avancées en matière de soins, la détection précoce et la gestion efficace de ces affections restent complexes. Cette thèse, basée sur l’étude CARESS-Premi (NCT01611740), vise à développer des techniques avancées de traitement des données et des modèles interprétables d’apprentissage automatique afin d’améliorer la prise de décision en USIN, via des systèmes de surveillance non invasifs, continus et en temps réel. Les principales contributions comprennent : (i) une chaîne optimisée de traitement des signaux pour l’analyse ECG en conditions réelles, adaptée aux USIN; (ii) un modèle mathématique patient-spécifique pour la caractérisation de la dynamique postnatale de la bilirubine, avec des paramètres comme biomarqueurs potentiels pour détecter les comorbidités associées ; (iii) une estimation non invasive de la bilirubine utilisant des modèles d’apprentissage automatique à effets mixtes intégrant l’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque (HRV) et des informations physiologiques ; (iv) des modèles pour la détection précoce du LOS via l’analyse de la HRV ; (v) la conception, le déploiement et l’évaluation préliminaire d’un système d’aide à la décision clinique (CDSS) on-the-edge, intégrant du traitement des signaux en quasi-temps réel et des modèles d’inférence dans un contexte USIN. Ces résultats démontrent le potentiel du traitement avancé des signaux physiologiques combiné à l’apprentissage automatique pour optimiser les soins néonatals.

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.

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.

Être chirurgien requiert de nombreuses compétences communément distinguées en compétences techniques et non techniques intra- et inter-personnelles. Ces dernières comprennent, entre autres, l’ergonomie chirurgicale qui constitue le cœur de cette thèse. Malheureusement, cette notion est très peu enseignée durant le cursus universitaire chirurgical entraînant de nombreux troubles musculosquelettiques (TMS). Ces derniers ont un fort impact sur la vie personnelle et professionnelle des chirurgiens. Les objectifs de ces travaux de thèse sont d’établir l’importance de l’ergonomie en chirurgie, de l’évaluer quantitativement et de l’analyser. Une méthodologie de calcul de posture, sans marqueurs physiques, des chirurgiens a été mise en place. Des métriques de postures sont proposées pour estimer l’ergonomie des chirurgiens et prédire leur expérience chirurgicale et leur niveau d’ergonomie. Pour finir, un outil d’apprentissage pédagogique adapté aux besoins individuels est proposé. Il regroupe toutes les étapes, de la détection de pose au calcul de métriques, dans le but d’apporter des visualisations des résultats ainsi qu’un rapport adapté. Ce dernier est généré automatiquement grâce aux résultats et renseigne l’apprenant de son ergonomie chirurgicale associée aux risques encourus et à des conseils adaptés.

L’optimisation de nos stratégies de prise en charge des arythmies ventriculaires constitue un enjeu clinique majeur en cardiologie. Une meilleure compréhension des différents profils de sévérité chez les patients présentant des arythmies récidivantes, ainsi qu'une identification plus précise des profils répondant aux diverses options thérapeutiques, représentent des défis importants d’un point de vue clinique. Ces avancées potentielles sont représentées notamment par les approches permettant une meilleure compréhension des mécanismes soutenant certaines arythmies ventriculaires, couplées au développement de nouveaux outils de cartographie de ces anomalies. L’introduction récente d’une nouvelle source d’énergie ablative, l’électroporation, offre également des perspectives prometteuses, avec pour objectif la création de lésions plus profondes permettant d’éliminer certains substrats jusque-là difficilement accessibles avec la radiofréquence. Enfin, la radioablation stéréotaxique cardiaque, technique d’ablation non-invasive récente, offre déjà une nouvelle ligne thérapeutique efficace pour les patients en impasse thérapeutique, même si des défis précliniques, cliniques et technologiques importants attendent cette thérapie dans les années à venir.

Le syndrome d'apnée du sommeil (SAS) est un trouble caractérisé par des arrêts et des diminutions du flux respiratoire pendant le sommeil. L'observabilité des fonctions cardio-respiratoires dans le SAS reste un véritable défi, et de nouvelles méthodes interprétables doivent être proposées en se basant sur l'acquisition de signaux non invasifs. L’objectif principal de cette thèse est de proposer une approche basée sur des modèles computationnels et des méthodes de traitement du signal afin de mieux comprendre la réponse cardio-respiratoire aiguë aux épisodes d’apnées, en se basant sur des signaux de temps de transit du pouls (PTT) et de ballistocardiographie (BCG). Une chaine de traitement du signal de PTT a été développée, et a permis de classifier les apnées centrales et obstructives sur une base de données cliniques de patients du SAS. Un nouveau modèle des interactions cardio-respiratoires a été proposé et analysé pour la simulation des signaux de PTT et de BCG, afin d'extraire les facteurs physiologiques les plus influents sur ces signaux autour des apnées. Ce travail permet d'améliorer la compréhension des mécanismes cardio-respiratoires modulant ces signaux, et d'ouvrir la voie vers des approches à base de jumeaux numériques pour l'optimisation de la prise en charge des patients.