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Delon, Antoine (1963-....).

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Works: 20 works in 24 publications in 2 languages and 34 library holdings
Roles: Other, Thesis advisor, Opponent, Author
Publication Timeline
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Most widely held works by Antoine Delon
Spectroscopie à corrélation de fluorescence multi-confocale : développement et application à l'étude de la réponse cellulaire au choc thermique by Meike Kloster-Landsberg( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le noyau d'une cellule est hétérogène par sa structure et son activité et beaucoup de ses composants interagissent de façon dynamique. Lors de l'étude de processus cellulaires comme la réponse au stress thermique, des expériences classiques de spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS), qui sont habituellement limitées à un seul volume d'observation, n'apportent que des résultats partiels à cause des informations spatiales manquantes. Ce mémoire de thèse présente une nouvelle technique de FCS multi-confocale (mFCS) qui permet des mesures FCS simultanées à différents endroits d'une cellule. La technique est basée sur l'emploi d'un modulateur spatial de lumière pour la création de plusieurs volumes d'observations distincts et d'une caméra "electron-multiplying" CCD (EMCCD) pour la détection en parallèle. La résolution spatiale ainsi que la sensibilité du système mFCS sont proches de celles d'un système FCS classique et en utilisant un mode d'acquisition particulier une résolution temporelle de 14µs a pu être atteinte. La technique mFCS est appliquée à l'étude de la réponse cellulaire au stress thermique en observant le facteur de transcription heat shock factor 1 (HSF1), qui est un régulateur clé de la réponse au stress thermique. Des mesures mFCS dans des cellules vivantes révèlent des changements dans la dynamique de HSF1 pendant le choc thermique. Ces changements concernent l'affinité ainsi que l'homogénéité spatiale des interactions avec l'ADN. En outre, nous avons également évalué les performances d'une caméra CMOS-SPAD et testé le dispositif en tant que capteur alternatif pour la mFCS en cellules vivantes
Développement de systèmes membranaires modèles pour la vacuole parasitophore de Toxoplasma gondii : intéractions des protéines de granules denses (protéines GRA) avec des vésicules unilamellaires by Pauline Ruffiot( Book )

2 editions published in 2007 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

GRA proteins are secreted by the intracellular parasite Toxoplasma gondii into the parasitophorous vacuole, where most of them interact with two systems of tubular membranes: the Host Organelle Sequestering Tubules (HaSTs) and the Membrane Nanotubules Network (RNM). Although most of the GRA proteins contain potential transmembrane domains, they are secreted as soluble forms and become membrane-associated only when they reach their target membranes. This unusual property led to consider them as attractive models of protein-membrane interactions. 1 developed two experimental approaches to study the interactions of GRA proteins, extracted trom the parasite or trom the vacuole, with model membranes. Firstly, biochemical approaches using Small Unilamellar Vesic1es (SUVs) led to characterize the solubilisation forms of GRA proteins and their association with SUVs membranes. Secondly, 1 developed a Giant Unilamellar Vesic1es (GUVs) model to study the interactions of GRA proteins with membranes by fluorescence spectroscopy methods. The results provide elements 1) which help to decipher the traffic of GRA proteins within the parasite and the PV, and 2) which open the way to set up an in vitro minimal system to study the building up of the parasitophorous vacuole and of its associated tubular membranes
Evaluation non-invasive des Gliomes par Imagerie Résonance Magnétique : Effets des traitements anti-angiogéniques (Avastin) sur la microvascularisation et la microarchitecture tumorale et péritumorale by Michel Sarraf( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In neuro-oncology, the effects of anti-angiogenic treatments are not predictable, as observed in glioblastomas treated with Avastin. Only a minority of patients show a significant response to treatment. Conventional imaging modalities are not able to evaluate the efficiency in the early phase of the treatment. Thus, the challenge remains to find and to validate new biomarkers that are able to predict the early response to such therapies.The aim of this work is to develop and implement a preclinical multiparametric magnetic resonance imaging (MRI) protocol for the characterization and follow up of early microvascular and microstructural changes in the tumor and its peritumoral regions after treatment with Avastin. For this purpose, the quantification of the blood volume and Kmodel (an apparent coefficient that is related to the contrast agent (CA) uptake rate), and evaluation of brain microarchitecture by diffusion tensor imaging were developed and evaluated as biomarkers.The Rapid Steady State T1 (RSST1) method was initially developed for blood volume quantification in the absence of CA extravasation. In the first part of this thesis, we have implemented and adapted this MRI technique for the quantification of both blood volume and Kmodel in tumors where the CA extravasates. We developed a mathematical model for the RSST1 signals that accounts for the unidirectional bi-compartmental exchange of CA from the vascular towards the extravascular compartment. This development allows to the quantification of vascular parameters in a rat glioma model (C6). The results were confirmed using another MRI modality, the steady state magnetic susceptibility method, and quantitative histology.In the second part, we studied the sensitivity of the RSST1 method for the follow up of the glioma response to anti-angiogenic treatment under clinical conditions. In this study, the effect of Avastin treatment in a murine orthotopic U87 MG glioma model was analyzed. The RSST1 method demonstrated a high reproducibility in the blood volume quantification and a superior sensitivity in comparison to CA enhanced T1-weighted imaging (T1W-Gd-DOTA) for the detection and follow-up of the tumor response to Avastin, especially in early stages of tumor progression. Blood volume quantification by MRI was correlated to measures obtained by two-photon microscopy.In the last part of this thesis, we have studied the capacity of diffusion tensor imaging (DTI) coupled with FLAIR (fluid-attenuated inversion recovery) MRI and T1w-Gd-DOTA, to characterize tumor, peritumoral, and contralateral regions of the U87MG glioma model. We quantified DTI parameters before and during the invasion of tumor cells induced by Avastin in the peritumoral zone for different administration modes: intravenous and intratumoral via Convention-Enhanced Delivery. Therefore, the delineation of peritumoral regions for each tumor in an early stage was based on anatomical images, that took into account the individual tumor progression at later stages. Significant differences were detected for DTI parameters between the tumor, peritumoral, and contralateral regions and a different evolution of these parameters was noticed according to the Avastin injection mode
Contribution des propriétés du micro-environnement sur l'adhésion cellulaire by Kalpana Mandal( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les cellules exerçert des forces sur la matrice extra cellulaire sur laquelle elles adhérent impliquant une boulle de régulation biomécanique. Cependant les sous-jacents de par lesquelles les cellules sentent et transmettent les forces restent encore m^echaniemes à elucider. Dans la premiére partie nous allons comment le modulations géométrique les forces de tractions et la distributions des tensions dans le cytosquelette d'actine ainsi que localisation des adhésions focales sur une cellule unique en combinant l'utilisation de la technique de micropatterning et de microscopie à traction de force. Nous avons mesuré la force de traction cellulaire sur différentes formes géométriques mocropatterns (comme un U, flieche ou H) recouvert de protéines sur des gels mous de polyacrilamide 2D dans lequl sont intégrés des nanobilles fluorescenes. Nous avons montré que la géométrie influencait la distribution des forces de tractions localement tandis que l'aire projetée des differentes formes restait conservée (pour une celule). Puis nous avons comparé la force de traction cellulaire développée quand les cellules sont sur des motif contirees circulaire 2D avec des motifs discrets en forme de micropiliers 3D de la me^me rigidité . Nous avons aussi étudie comment les forces varies en fonction de la rigidité de la matrice extracellulaire dans les deux cas précédents une mesure quantitative a été faite sur la localisation spatiale des protéines d'adhésion sur les formes circulaires et aussi sur l'organisation de l'actine. Afin d'ovoir une compréhension systématique de la distribution des forces nous nous sommes concentré sur la localisation et l'orientation des forces sur différentes géométrics de motifs (V, T, Tripod et plus). Nous avons corrélé la distribution avec celle des dibers de stesses et la localisation des adhésions focales. Ensuite nous nous sommes intéressés la distribution des centrosome en corrélation avec la forces et l'organisation d'autres eléments internes. Nous avons égolement essayé de prédire la force de traction en utilisant un modele théorique. Pour finir, nous avons developpé une novelle méthode de micropatterning fabriqué à partir de brosses de polymeres de PNIPAM qui sont thermosensibles. La fonctionalisation de surface et l'adhésion des cellules sur la surface sont aussi décrites. Nous discutons également de la dépendance en température des propriétés du PNIPAm et de l' utilisation desbrosses de polymeres comme actuateur pour induire les détachments des cellules. Nous avons aussi regardé la distribution des fibres de stress quand la cellule est cultivée sur différent types de motif thermosensible
Adhesion and transendothelial migration of cancer cells by Vinoth Edal Joseph Sundar Rajan( )

1 edition published in 2016 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les métastases sont responsables de 90 % des décès causés par le cancer. Les métastases sont des foyers cancéreux secondaires qui se forment à distance de la tumeur d'origine. Des cellules cancéreuses quittent la tumeur primaire, rejoignent la circulation sanguine puis colonisent des organes voisins par migration à travers l'endothélium vasculaire. Ce phénomène d'adhésion à l'endothélium et de migration à travers l'endothélium appelé l'extravasation est une étape clé du processus métastatique. L'identification des molécules impliquées constitue une priorité dans le but d'élaborer de nouvelles drogues anticancéreuses. Nous avons précédemment montré que la molécule d'adhésion cellulaire InterCellular Adhesion Molecule-1 (ICAM-1) exprimée par les cellules endothéliales, est impliquée dans l'interaction des cellules de cancer de la vessie (BCs) avec l'endothélium. Cependant les ligands d'ICAM-1 n'ont pas été étudiés. Dans cette étude, nous utilisons des tests d'adhésion cellulaire et la microscopie à force atomique (AFM) afin d'identifier les ligands d'ICAM-1 et de mesurer les forces impliquées dans l'interaction ligand-ICAM-1. Nous avons identifié que les protéines MUC1 et CD43 exprimées par les BCs les plus invasives se lient à ICAM-1 en développant des forces d'intensité différente selon le couple considéré. Une analyse détaillée des événements de rupture suggère que CD43 est fortement lié au cytosquelette et que son interaction avec ICAM-1 correspond principalement à des sauts brusques. Au contraire, MUC1 semble être lié faiblement au cytosquelette et ses interactions avec ICAM-1 sont principalement associées à la formation de filaments membranaires ou « tethers ». Les forces mises en jeu lors de la migration des cellules cancéreuses à travers l'endothélium ont été étudiées par microscopie de forces de traction (TFM). Les résultats préliminaires montrent que les tractions exercées par les cellules cancéreuses lors de l'extravasation sont mesurables par TFM
Le chaos quantique dans la molécule de NO2 : spectroscopie en jet supersonique et modélisation des couplages vibroniques by Antoine Delon( Book )

2 editions published in 1991 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

NOUS AVONS ETUDIE PAR DIFFERENTES TECHNIQUES DE SPECTROSCOPIE EN JET SUPERSONIQUE LA STRUCTURE VIBRONIQUE DE NO#2 DANS TROIS REGIONS D'ENERGIE DISTINCTES: 1) NOUS AVONS REALISE DES SPECTRES DE FLUORESCENCE RESOLUE EN EXCITANT 11 NIVEAUX D'ENERGIE DIFFERENTS AUTOUR DE 2,85 EV. NOUS AVONS AINSI PU OBSERVER ET IDENTIFIER TOUS LES NIVEAUX VIBRATIONNELS DU FONDAMENTAL (191) JUSQU'A 1,24 EV. CECI SIGNIFIE QU'EN DESSOUS DU PREMIER ETAT EXCITE (SITUE A ENVIRON 1,24 EV) LES NIVEAUX D'ENERGIE VIBRATIONNELLE ET FONCTIONS D'ONDE ASSOCIEES SONT REGULIERS; 2) DES SPECTRES D'EXCITATION ENREGISTRES ENTRE 2,02 ET 2,30 EV NOUS ONT PERMIS D'EXTRAIRE 166 NIVEAUX D'ENERGIE VIBRONIQUE DONT NOUS AVONS ANALYSE LES PROPRIETES STATISTIQUES. CELLES-CI SONT PROCHES DE CELLES OBTENUES PAR LA THEORIE DU G.O.E. DE PLUS LES DISTRIBUTIONS DES ECARTS DE STRUCTURE FINE ET DE ROTATION INDIQUENT LA PRESENCE DE PERTURBATIONS ROVIBRONIQUES. CELLES-CI ONT PU ETRE PRECISEMENT CARACTERISEES GRACE A DES SPECTRES ZEEMAN ENREGISTRES ENTRE 0 ET 8 TESLA; 3) ENFIN, DES SPECTRES D'EXCITATION ENREGISTRES ENTRE 2,70 ET 2,93 EV CONFIRMENT LES RESULTATS OBTENUS EN EXCITATION A PLUS BASSES ENERGIES. LES INTERACTIONS ROVIBRONIQUES SONT TOUTEFOIS SIGNIFICATIVEMENT PLUS FORTES RENDANT AMBIGUE LA NOTION DE NIVEAU D'ENERGIE VIBRONIQUE
Nouvelles géométries optiques pour la spectroscopie à corrélation de fluorescence by Yoann Blancquaert( Book )

2 editions published in 2006 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The initial goal of this work is to propose a technique (based on Fluorescence Correlation Spectroscopy, FCS) to improve the sensitivity in discrimination of two molecules having close constants of diffusion. It is in this context that we studied the FCCS (Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy). With defect to improve the sensitivity of the Fluorescence Correlation Spectroscopy we have to propose three geometry of FCCS to widen the field of application of the correlation of fluorescence
Imagerie grand champ en anatomopathologie by Sophie Morel( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This PhD project aims to develop a simple, fast (35 minutes), wide-field (up to 2.5 cm x 2.5 cm) multiscale (µm-cm) imaging method for stained and unstained tissue slides for digital pathology application. We present a solution based on lensfree imaging. It is a simple, low-cost technique that enables wide field imaging (10-30 mm²) of sparse objects, like viruses, bacteria or cells. In this project, we adapted lensfree imaging for dense objects observation, like stained or unstained tissue slides. The sample is illuminated under multiple illumination wavelengths, and a new multiwavelength holographic reconstruction algorithm was developed in order to reconstruct the modulus and phase of dense objects. Each image covers 10 mm² field of view, and is reconstructed in 1.1 second. An image of the whole tissue slide covers 6.25 cm². It is recorded in 35 minutes by scanning the sample over the sensor. The reconstructed images are multiscale, allowing the user to observe the overall tissue structure and to zoom down to the single cell level (3-4 µm). The method was tested on various stained and unstained pathology samples. Besides tissue slides, multiwavelength lensfree imaging shows encouraging results for meningitis diagnosis, bacteria population monitoring for identification and antibiotic susceptibility testing, and cell culture monitoring
Etude de la mécanotransduction : relation entre les forces de tractions cellulaires et la dynamique des intégrines. by Richard De Mets( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'originalité du sujet de thèse, initié lors du stage de M2R consiste à mesurer les propriétés de mobilité des molécules d'adhérence de cellules mécaniquement contrôlées. Le contrôle des propriétés géométriques et mécaniques du substrat seront fixées grace a l'utilisation d'une lamelle de verre comprenant des motifs de matrice extracellulaire. Nous utiliserons plusieurs techniques de mesures de mobilités, permettant d'accèder à des échelles temporelles d'étude différentes ; La FCS permettant d'accèder au dynamique rapide ; Le FRAP pour accèder au dynamique lente
Développements de spectromètres ultrasensibles pour l'analyse de gaz par « optical feedback cavity enhanced absorption spectrocopy » dans le moyen infrarouge avec des lasers à cascades inter-bandes by Lucile Richard( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This work of these has made it possible to develop and characterize the use of instruments on the "OF-CEAS" technique in the mid-infrared for traces' detection in different mixtures in the gas phase. Inter-band Cascade Laser (ICL) is the latest innovation in semiconductor lasers in this spectral region. Compatibility of ICL with OF-CEAS offers new applications for compact and robust instruments with fast response time and a low detection limit. A demonstration of the good sensitivity and stability of the OF-CEAS instruments was performed with continua absorption measurements (water vapor and nitrogen). But also with the detection of a very low intensity quadrupole line of nitrogen (3x10-29 cm-1/(moléc cm-2). The main objective of this work was to develop an instrument dedicated to nitrogen oxide detection for the analysis of exhaled breath. The analyzer is presented at the sensitivity of 6x10-10 cm-1 in an acquisition of 180 ms. Its limit of detection on NO is at the state of the art, with short term (180 ms) limit of 50 ppt. It reaches the sub-ppt level (0.9 ppt) with 12 min of integration
Quelques résultats théoriques et expérimentaux sur les magnétomètres très bas bruit basés sur le pompage optique de l'hélium 4 by François Beato( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This work presents a detailed study of helium 4 optically pumped magnetometers based on atomic alignment. Although their physical behavior is restricted to low magnetic fields (B≲150 nT), the dynamic range of such sensors may easily be extended using a back action loop on the magnetic field.We explicitly derive analytic expressions of the optical signals of helium magnetometers based on atomic alignment for the three atomic transitions D_0, D_1 et D_2. Doing so we are able to specifically study the different sensor architectures possible. We carefully present the two different ways of measuring a signal using atomic alignment: absorption and linear birefringence. We highlight new architectures of Hanle magnetometers, notably the possibility of measuring a field with one only optical access. We take a particular interest also in parametric resonance magnetometers to write their driving equations either in absorption and birefringence. We systematically complete our theoretical studies with experimental verifications.We finish by studying the intrinsic sources of imperfections (pumping of the probe beam, light-shift ...) and noise of the sensors. Thus we discuss pros and cons of the architectures and analyze their theoretical sensitivity
Décodage des fonctions spatio-temporelles de la signalisation Src impliqué dans la migration et l'invasion par une approche optogénétique by Adèle Kerjouan( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les cellules détectent et intègrent une multitude de signaux d'instruction provenant de leur microenvironnement via un ensemble de récepteurs transmembranaires. Ces informations sont ensuite collectées au niveau des nœuds de signalisation intracellulaires pour être ensuite dispersées en cascades de signalisation afin de déterminer la destinée cellulaire. La manière dont un nœud de signalisation peut interpréter plusieurs stimuli et transmettre de manière spatio-temporelle les informations appropriées restent incomprises. Le proto-oncogène c-Src est une tyrosine kinase pléiotrope, un nœud signalisation essentiel au pilotage de nombreux processus cellulaires, tels que la migration, l'invasion, la dégradation et la division cellulaire. Nous avons développé une approche synthétique pour explorer la relation entre la structure de la SRC et la multiplicité des processus cellulaires qu'elle régule. Notre approche a abouti au découplage des différents modules composant la protéine SRC afin de comprendre l'impact de chacun d'eux sur son activité dans l'espace et dans le temps. Notre approche pour contrôler plusieurs états de la conformation SRC était la conception d'un OptoSrc capable à la fois de former des oligomères et d'être recruté à la membrane plasmique. Pour ce faire, nous avons modifié la structure de la SRC afin qu'elle soit potentiellement active dans le noir et nous l'avons fusionnée avec le CRY2 sensible à la lumière. La stimulation lumineuse induit l'hétérodimérisation CRY2 avec un CIBN ancré à la membrane plasmique et son homo-oligomérisation et déclenche une relocalisation de l'OptoSrc à la membrane plasmique ou son oligomérisation. Ce double système a permis de générer deux types de mobilitéz différentes au sein des adhérences focales à deux destins différents, la formation de lamellipodes dans un cas et la formation d'invadosomes dans l'autre
Analyse de la dynamique du facteur de transcription HSF1 "Heat Shock Factor 1" par microscopie de fluorescence by Gaëtan Herbomel( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The majority of studies made on transcription factors dynamics on living cells agree with a fast dynamics process. However, there is some exceptions such as the dynamics of the transcription factor HSF “Heat Shock Factor” on drosophila polytenic chromosome. My project is to study HSF1 dynamics in human living cells. Cells exposure to a stress such as heat shock induces a transient and ubiquitous response that function's to protect cells against the deleterious effect of stress. During the course of a heat shock, several phenomenons take place: i) a global arrest of transcription, with the exception of some genes, such as those coding for the heat shock proteins (hsp), which expression is under the control of HSF1. ii) Activation of HSF1 that relocalize in a fast and transient way to nuclear stress bodies (nSBs), where it induces satellite III transcription. nSBs act as a natural amplification gene array, visible on microscopy. We have used two complementary techniques to look at HSF1 dynamics in living cells: Fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) and multiconfocal fluorescence correlation spectroscopy (mFCS) that allow FCS analysis at several position simultaneously. On HeLa cells, HSF1-eGFP protein has a fast dynamics which is significantly slowed down following heat shock. On mFCS, we obtained a diffusion constant of 14 µm²/s before heat shock, and 10 µm²/s after heat shock. On FRAP, the half recovery time is 0.2 s before heat shock, 2.6 s after heat shock in the nucleoplasm and 65 s in nuclear stress bodies. HSF1 dynamics slowing down may be explain by two phenomenons: i) formation of high molecular mass complexes, ii) rise of interaction of HSF1 with chromatin. To better characterize changes in HSF1 dynamics after heat shock, several mutants have been analyzed. The trimerization domain of HSF1 is essential for dynamics changes after heat shock, while DNA binding domain (DBD) and transactivation domain (TAD) have only little effects on dynamics changes. These changes cannot only be explained by direct interaction of DNA binding domain with chromatin, neither by indirect interaction of the transactivation domain with other protein partners. HSF1 could be able to interact non-specifically with chromatin during the search for specific binding sites. Also other proteins via other domains might induce indirect binding to chromatin
Contribution à l'étude de la photodissociation de la molécule NO2 par des techniques de spectroscopie laser haute résolution en jet supersonique by Sylvain Heilliette( Book )

2 editions published in 2001 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette these est essentiellement consacree a l'etude theorique et experimentale en phase gazeuse des etats quantiques de la molecule no 2 situes au voisinage de sa limite de dissociation d o ( 3 ev). La comprehension de l'augmentation importante et inattendue de la densite d'etats observee en dessous de d o est la motivation de ce travail. En effet, dans le cadre des theories statistiques des reactions unimoleculaires, la densite d'etats est un parametre cle gouvernant la dynamique de la dissociation. Experimentalement, nous avons enregistre un spectre de fluorescence induite par laser juste en dessous de d o pour consolider et completer les determinations de la densite d'etats precedentes. Nous avons aussi enregistre le spectre d'absorption de no 2 juste au dessus de d o en utilisant la technique crds, basee sur la mesure du temps de declin d'une onde electromagnetique piegee dans une cavite de haute qualite, combinee avec un laser continu. Cette partie du spectre est caracterisee par des resonances lorentziennes dont la largeur reflete le taux de dissociation. Une comparaison des durees de vies experimentales avec celles calculees a partir de la theorie rrkm a ete effectuee. En outre, des experiences de crds realisees a plus basse energie ( 1,5 ev) ont permis de mettre en evidence des phenomenes non lineaires (absorption saturee, transitions a deux photons) grace a la grande densite d'energie electromagnetique piegee dans la cavite optique. Theoriquement, on s'est interesse a l'influence des interactions a grande distance sur la densite d'etats. Une methode de calcul mixte quantique-semiclassique basee sur une approche adiabatique a ete mise au point pour le calcul de la densite d'etats au voisinage d'un seuil de dissociation. En utilisant des surfaces d'energie potentielle realistes, on a montre que les interactions a grandes distances sont vraisemblablement a l'origine de l'augmentation de densite observee
Development of NMR as a tool for the structural and dynamic high-resolution characterization of phototranformable fluorescent proteins by Nina-Eleni Christou( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The discovery of Phototransformable Fluorescent proteins (PTFPs) over the last decades has revolutionized the field of microscopy. Reversibly photo-switchable fluorescent proteins (RSFPs), in particular, are currently routinely used for Super Resolution Microscopy techniques, such as RESOLFT (REversible Saturable OpticaL Fluorescence Transitions). Photo-induced switching between a fluorescent "on"- and a dark "off"-state, in combination with advanced illumination schemes has allowed for imaging nanometer sized compartments in biological cells. Crystallographic studies of such RSFPs have provided useful mechanistic explanations for their photophysical behaviour and has guided fluorescent protein engineering into designing better tags. However, the crystal forms of such proteins studied at cryogenic temperatures fail to capture dynamics present in RSFPs which could potentially play a significant role in their photophysics. So far, only a single NMR study for the RSFP Dronpa has been reported in the literature (Mizuno, 2008). During my PhD thesis, I was able to complement crystallographic studies of rsFolder, a green RSFP, with a dynamic perspective using multidimensional solution NMR spectroscopy.Using a portable in-situ laser illumination device coupled with the NMR spectrometer, I was able to extract quantitative local dynamic information for both the fluorescent "on"- and "off"-states of rsFolder, characterized by a primarily cis and trans chromophore, respectively. NMR signatures of residues in the non-fluorescent "off"-state were identified using LASER-driven Exchange NMR experiments. The metastable photo-induced "off"-state of rsFolder appears more dynamic on the millisecond timescale than the fluorescent "on"-state. NMR investigations of the chromophore resulted in the deciphering of four configurations, populated in a pH-dependent fashion. Moreover, pH-induced cis-trans isomerization of the chromophore was observed, in the absence of light. NMR-derived values of activation energies for isomerization and free energy differences between the cis and trans chromophore enabled the mapping of the ground-state free energy landscape of rsFolder at different pH values and buffer compositions. Lastly, comparing NMR observables with optical measurements on rsFolder and mutants highlights the potential role that NMR can play in the field of RSFP engineering. Altogether, my PhD work yielded in not only a reliable in-situ illumination set-up accompanied with relevant NMR experiments to study RSFPs, but also highlighted the importance of dynamics in understanding RSFPs' photophysical properties
Ecoulements sanguins en microcanaux biomimétiques : étude de la fonction endothéliale by Mehdi Inglebert( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les cellules endothéliales sont les cellules qui tapissent la surface interne de chaque vaisseau sanguin. Agissant comme une barrière sélective pour les cellules et molécules en circulation, les cellules endothéliales sont directement exposées au flux sanguin. Un tel écoulement génère des frictions à leur surface, ce qui induit des changements morphologiques et participe au maintien de la fonction endothéliale. Les cellules endothéliales sont capables de détecter les frictions du flux sanguin grâce à des mécanorécepteurs situés à leur surface. Ces mécanorécepteur ont été identifiés récemment et se sont révélés faire partie d'une couche de polymère recouvrant la surface des cellules. Cette matrice de polymères est appelée couche de surface endothéliale, ou glycocalyx, et est d'une importance majeure pour la régulation de la fonction endothéliale. Regroupées sous le nom de fonction endothéliale sont les réponses passives ou actives des cellules endothéliales qui maintiennent la santé vasculaire. Les propriétés de mécanosensibilité du glycocalyx permettent à l'endothélium de réguler la pression sanguine, sa composition permet le recrutement de cellules immunitaires en cas d'infection ou de blessure et enfin son implication dans la perméabilité au fluide et aux petites molécules a été récemment mise en évidence. En condition physiologique, l'endothélium adopte une morphologie particulière appelée le phénotype athéroprotecteur, qui est le signe d'une fonction endothéliale appropriée.Dans ce travail, nous nous concentrons sur les modifications phénotypiques apportées par les perturbations de l'environnement des cellules endothéliales. Pour ce faire, nous utilisons des dispositifs microfluidiques biomimétiques permettant la culture de cellules endothéliales confinées soumises à une contrainte de cisaillement hydrodynamique constante. De tels dispositifs permettent l'observation de cellules endothéliales vivantes ou fixées par microscopie confocale. Le système est un circuit où le milieu de culture cellulaire circule à travers un réseau de microcanaux grâce à une pompe à seringue permettant un contrôle du débit ainsi que de la composition biochimique du fluide qui perfuse le circuit. Nous constatons que sous un niveau physiologique de contrainte de cisaillement, les cellules présentent de longues fibres de stress d'actine orientées parallèlement à la direction de l'écoulement, ce qui est caractéristique du phénotype athéroprotecteur. Nous observons qu'une diminution de la contrainte de cisaillement induit une réorganisation du cytosquelette d'actine, les fibres de stress sont dépolymérisées ou réorientées au hasard et l'actine est recrutée à la périphérie des cellules. Dans une deuxième série d'expériences, nous soumettons les cellules endothéliales adaptées au cisaillement à une concentration élevée de glucose imitant le diabète, et observons que le cytosquelette d'actine perd son caractère orienté. Enfin, notre système a été testé pour la détection de la perméabilité endothéliale. Nous fournissons une preuve de concept exposant les cellules à de la bradykinine, connue pour induire des fuites vasculaires, et montrons que nous sommes en effet capables de mesurer une perméabilité accrue de l'endothélium après exposition a cette molécule.En conclusion, nous avons développé un système modèle in vitro adapté à l'étude de la fonction endothéliale et à l'observation des modifications phénotypiques via des observations microscopiques. Notre travail apporte ainsi des informations sur la réponse cellulaire à une perte de stimulation mécanique, à une augmentation de la concentration d'un métabolite et leur réponse en présence d'un facteur de perméabilisation. Un tel système biomimétique ouvre des voies pour de futures études de la fonction endothéliale dans lesquelles l'action combinée des stimuli mécaniques et biochimiques peut être déchiffrée
Développements de méthodes de microscopie de fluctuations de fluorescence : application aux mesures de densité de protéines sur substrats et à la caractérisation de processus d'optogénétique by Dwiria Wahyuni( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Quantitative analysis in microscopy imaging has always been a challenge. One noticeable quantitative technique is Fluorescence Fluctuation Microscopy, which is a family of analytical tools generally developed for confocal microscopes that takes advantage of the temporal and/or spatial fluctuations of the fluorescence signal emitted by molecules, Firstly, we developed an approach that combines Image Correlation Spectroscopy with photobleaching to better estimate the surface density of immobilized molecules. The model is useful to overcome the limitation of the standard Image Correlation Spectroscopy when applied to systems of molecules with multi-labeling or aggregates. It has been successfully tested on fluorescence beads that exhibit a wide distribution of brightness. The model was then applied to proteins of the extracellular matrix deposited on the substrate and oligomerization of protein in the cell cytoplasm. Secondly, we performed Raster Image Correlation Spectroscopy on CRY2/CIBN optogenetics cells and studied the dynamics of the proteins of the cytoplasmic CRY2 and membranous CIBN proteins. The technique covers a wide range of diffusional processes; thus, it is useful to measure the diffusion constant for both proteins, including a mapping of protein mobility in membrane revealing a different dynamics over the whole area. We also managed to characterize the dissociation process of CRY2/CIBN
Nouvelles approches pour l'imagerie photoacoustique des vaisseaux sanguins : imagerie quantitative 3D de fluctuations et reconstruction assistée par apprentissage profond by Guillaume Godefroy( )

1 edition published in 2021 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'imagerie de la vascularisation présente un intérêt considérable pour de multiples applications de santé, incluant le diagnostic de pathologies, le guidage d'intervention chirurgicale, le suivi de traitement ou encore la recherche biomédicale. Si plusieurs modalités permettent aujourd'hui d'imager la vascularisation, l'utilisation de dispositifs bimodaux combinant l'imagerie photoacoustique (PA) et l'imagerie ultrasonore (US) constitue une approche prometteuse. La sensibilité de l'imagerie PA à l'hémoglobine et l'apparition de méthodes sensibles au flux en imagerie US permettent de cartographier avec précision le réseau vasculaire au sein des tissus biologiques à des profondeurs de l'ordre de plusieurs cm et des résolutions allant jusqu'à la dizaine de µm. L'excellente résolution temporelle de l'imagerie US permet d'obtenir une multitude d'informations quantitatives sur la dynamique du flux sanguin. Au travers d'approches spectroscopiques, l'imagerie PA fournit quant à elle de précieuses données sur les molécules imagées telles que leurs concentrations, et des indicateurs biologiques d'intérêt tels que la saturation en oxygène peuvent être cartographiés. Les travaux menés au cours de cette thèse consistent en la mise en place d'un dispositif permettant de réaliser simultanément des images 3D avec ces deux modalités, et le développement de nouvelles méthodes de reconstruction et de traitement en imagerie PA. Ces méthodes ont pour but de corriger sur les images PA les artefacts dits de visibilité et ceux liés à l'utilisation de réseaux de capteurs parcimonieux. Dans une première approche, l'analyse statistique de la fluctuation du signal PA liée au flux sanguin permet de corriger ces artefacts et d'obtenir une image proportionnelle à l'énergie absorbée. L'approche est appliquée in vivo sur des embryons de poulet et une mesure quantitative de la saturation en oxygène est obtenue. Dans une seconde approche s'appuyant sur l'apprentissage profond (deep learning), un réseau de neurone a été implémenté, permettant de résoudre ces artefacts à partir d'une unique acquisition une fois le réseau entrainé. L'architecture utilisée permet d'inclure une estimation de l'incertitude de la prédiction, fournissant la localisation des erreurs dites d'hallucination. D'abord démontrée en 2D sur des échantillons tests, l'approche est ensuite appliquée en 3D et de premiers résultats expérimentaux sur l'embryon de poulet sont présentés
STED-fluorescence correlation spectroscopy for dynamic observations in cell biology : from theoretical to practical approaches by Ruixing Wang( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les techniques de super-résolution offrent un nouvel aperçu de la description de l'organisation moléculaire dynamique de la membrane plasmique. Parmi ces techniques, la microscopie par déplétion d'émission stimulée (stimulated emission depletion, STED) dépasse la limite de diffraction optique et atteint une résolution de quelques dizaines de nanomètres. Il est une technique polyvalente qui peut être combinée avec d'autres techniques telles que la spectroscopie par corrélation de fluorescence (fluorescence correlation spectroscopy, FCS), fournissant des résolutions spatiales et temporelles élevées pour explorer les processus dynamiques qui se produisent dans les cellules vivantes. Ce projet de doctorat vise à mettre en œuvre un microscope STED, puis à combiner ce module STED avec la technique FCS pour les applications biologiques. Des études théoriques du STED et de la technique combinant STED et FCS ont permis dans les aspects spatio-temporels. Une solution analytique pour la fonction d'autocorrélation FCS a été dérivée dans l'état de déplétion STED incomplet. et un nouveau modèle d'ajustement FCS a été proposé. La méthode de variation du volume d'observation FCS (spot variation FCS, svFCS) a démontré sa capacité à identifier la présence de nanodomaines limitant la diffusion latérale des molécules dans la membrane plasmique. L'approche STED-FCS permet d'étendre l'application de la svFCS à l'échelle nanométrique afin d'évaluer la persistance plus ou moins importante de tels nanodomaines. Dans ce contexte, des simulations préliminaires de Monte Carlo ont été réalisées figurant des molécules diffusant en présence d'auto-assemblage/désassemblage dynamique des nanodomaines
Amplification de la fluorescence par diffusion multiple : une étude exploratoire vers des conditions biocompatibles by Sylvain Bonnefond( )

1 edition published in 2019 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'objet de cette thèse a consisté à mettre au point une méthode d'amplification de la fluorescence en utilisant la diffusion multiple (introduction de nanoparticules diélectriques, élastiques et passives) qui sera applicable sur des échantillons biologiques. Cela a nécessité de faire le lien entre le concept de laser biologique et de laser aléatoire pour une utilisation dans un régime amplifié, qui précède le régime laser, applicable aux marquages cellulaires et tissulaires. La génération d'une amplification passe par l'utilisation de diffuseurs (nanoparticules de dioxyde de titane dans ce travail) répartis de façon homogène. Il a fallu mettre au point des conditions de stabilisation colloïdale par adsorption de protéine (BSA) pour éviter l'agrégation des nanoparticules en tampons et milieux biologiques. Un montage optique a été mis au point pour exciter les fluorophores de façon reproductible, en évaluant précisément l'énergie de pompe et la réponse impulsionnelle de fluorescence, tout en optimisant la fenêtre d'observation pour limiter le photoblanchiment des fluorophores et la phototoxicité des cellules. Une première amplification stimulée a été montrée et validée avec une dispersion colloïdale dans une solution aqueuse homogène de FITC à une concentration de 200 µM. Cette expérience a prouvé qu'il est possible d'atteindre un gain de fluorescence jusqu'à 40 associé à une diminution de la largeur spectrale jusqu'à 5 nm, et une réduction globale de la durée de vie. La présence du processus d'émission stimulée dans l'amplification est confirmée par la corrélation entre la fluorescence et la concentration des nanoparticules ou l'énergie de pompe. Cette première démarche a été étendue à des concentrations de 2 et 20 µM pour lesquelles une saturation rapide du gain (respectivement ~ 10 et 20) a été constatée. Enfin une amplification a été montrée et validée sur des cellules en suspension marquées par la CFSE ou exprimant la GFP dans leur milieu de culture. Dans ces conditions une diminution du gain par rapport aux conditions précédentes a été constatée (jusqu'à 6 - 10 fois). L'explication de ce gain moindre a été explorée en testant les modifications des milieux sur l'amplification, et la présence d'une couche de BSA entourant les nanoparticules semble en être la cause car elle diminue probablement l'indice de réfraction effectif de la nanoparticule conduisant à une faible diffusion
 
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