La lagune de Ghar El Melh : Diagnostic écologique et perspectives d'aménagement hydraulique

La lagune de Ghar El Melh, située au Nord de la Tunisie (dans le Golfe de Tunis), est caractérisée par une superficie de 28,5 km2, une faible profondeur et une faible communication avec la mer. Actuellement, sous l'effet des actions anthropiques (les rejets terrestres), elle connaît une dégradation progressive de la qualité de ses eaux et sédiments dont les conséquences sont la chute de la richesse biologique et la réduction des ressources halieutiques de la lagune.Dans ce travail, nous présentons les résultats de l'analyse des caractéristiques physico-chimiques et biologiques des eaux de la lagune. Ces analyses montent bien l'hyper-eutrophisation du milieu caractérisé par de fortes concentrations des eaux en azote total et en phosphore total. Les résultats de simulation du fonctionnement hydrodynamique, que nous avons réalisée à l'aide d'un modèle à 2 dimensions intégré sur la hauteur, montrent une stagnation des eaux dans environ 80% de surface de la lagune qui a fortement amplifié la dégradation de la qualité de l'écosystème. Parmi plusieurs scénarios d'aménagements simulés, nous proposons la création d'une nouvelle communication avec la mer dont la simulation hydrodynamique montre une nette augmentation des échanges d'eau mer-lagune. Nous présentons ensuite un modèle écologique homogène de la lagune de Ghar El Melh qui a été mis au point et calibré en s'appuyant sur les mesures de terrain. Les simulations, avec ce modèle, montrent que l'arrêt total des rejets terrestres et la création d'un nouveau grau réduisent considérablement l'eutrophisation du milieu ce qui conduiraient certainement à une nette amélioration de la production halieutique dans la lagune.The Ghar El Melh lagoon is a Mediterranean water body, situated in Northeastern Tunisia, on the Northwestern side of the Gulf of Tunis. The Ghar El Melh lagoon is a vestigial part of the Utique Sea, and this lagoon was largely open at the time of the Roman invasion. Due to a combination of the shape of the coastline and alluvium deposits from the Medjerda River, this small gulf has become progressively closed from the Utique Sea, causing the lagoon to become progressively shaped to its present morphology. The coastal barrier separating the lagoon from the Mediterranean Sea was interrupted, allowing a permanent hydraulic communication across a local opening. The lagoon has an elliptical shape of approximately 28.5 km2 and an average depth of 0.8 m. Due to human activities within the lagoon itself and in the surrounding area, the lagoon ecosystem has suffered a progressive deterioration. This deterioration has led to a reduction in biodiversity resulting mainly in a decrease in fish resources and production.In order to improve the water quality of the lagoon for ecological and economical purposes, a diagnostic survey was carried out to characterize the present site conditions and to provide data for calibration of hydrodynamic and ecological models. The main results of the annual survey of biotic and non-biotic parameters demonstrated the existence of zones within the lagoon, with some seasonal variation. Thus, a decreasing biotic and non-biotic gradient was measured from the area of the lagoon under marine influence towards the bottom of the lagoon, under the continental and anthropogenic influence of the west side. The lagoon could be considered hypereutrophic with an annual average concentration of total phosphorus of 350 mg/m3. In order to conceptualize and optimise hydraulic structures for water quality improvement in the lagoon, a numerical model of the velocity fields (depth averaged) and water depth was used. The hydrodynamic model used was bi-dimensional, adapted for use in shallow lagoons. After model calibration using in-situ measurements, simulations were carried out to analyse the present hydrodynamic condition of the lagoon. Several stagnation zones were detected, which contributed to the altered water quality that was observed. Several management practices were proposed and simulated, aiming to control and improve the internal circulation and water exchange between the lagoon and the Mediterranean Sea. The main goal of these simulations was to improve water mobility inside the lagoon, and thus improve the water quality. The proposed hydraulic development measures consisted mainly of the creation of a new hydraulic communication in the south-eastern area of the lagoon, by dredging the south part of the lake or by channel creation in front of the new communication, reaching the stagnation zones of the lagoon. The impact assessment of the proposed development was verified with simulations using the bi-dimensional hydrodynamic model.An ecological model based on nitrogen and phosphorus cycling, was also developed for Ghar El Melh lagoon. It took into account one ecological compartment, the macro algae, that included Cladophora sp., Ulva sp. and Enteromorpha sp. Algae (A), inorganic nitrogen (NA), inorganic phosphorus (PA), organic nitrogen (NEorg) and organic phosphorus (PEorg), were the main variables of this model. After calibration of the model, a 10-yr simulation showed that all variables demonstrated a steady behaviour and that the lagoon eutrophication level remained. Model sensitivity analysis allowed the choice of some restoration scenarios and the prediction of their impacts on the ecological behaviour of the ecosystem. The simulations showed that wastewater load deviation combined with an increase in the sea-lagoon water exchange, instead of a decrease of nutrient diffusion from the sediments, led to a substantial decrease in the eutrophication level of the lagoon. Indeed, the annual average nutrient concentrations decreased from 270 to 60 mg/m3 for total nitrogen and from 350 to 20 mg/m3 for total phosphorus in the Ghar El Melh lagoon

Régulation négative de la signalisation de l'interleukine-10 par le TNFa dans les monocytes humains : implication de NOX2 et impact dans la polyarthrite rhumatoïde

Interleukin-10 (IL-10) is a potent anti-inflammatory cytokine produced by most innate and adaptive immune cells and of which monocytes are a major target. Binding of interleukin-10 to its receptor initiates intracellular signaling involving STAT3 which induces the expression of genes encoding anti-inflammatory factors. Due to its immunomodulatory action, IL-10 has been considered as an interesting therapeutic tool in diseases, acute or chronic inflammatory diseases, and autoimmune diseases with an inflammatory component. However, administration of IL-10 has shown little efficacy in various pathological conditions such as rheumatoid arthritis (RA). The difficulty could be related to the complexity of the inflammatory environment where the presence of multiple cytokines could affect IL-10 signaling. In this context, the objective of the thesis was to determine whether TNFα, a major pro-inflammatory cytokine, could alter interleukin-10 signaling in human monocytes and to determine underlying mechanisms, involving NADPH oxidase 2 (NOX2) an important player in cell signaling and in which TNFα is an agonist, as well as the potential impact in pathological inflammatory situations, such as RA, using an experimental mouse model. Our results show that TNFα interferes with IL-10 signaling by inducing rapid dephosphorylation of STAT3 in human monocytes. TNFα-induced dephosphorylation of STAT3 results in decreased ability of IL-10 to induce expression of SOCS3, a major anti-inflammatory factor. The decrease in STAT3 phosphorylation involved SHP1 / 2 phosphatase because the use of NSC-87877, an SHP1 / 2 inhibitor, prevents the inhibitory action of TNFα on IL-10 signaling. In monocytes stimulated by TNFα, SHP1 is activated while SHP2 is not, suggesting the involvement of SHP1 and not that of SHP2 in the dephosphorylation of STAT3. The activation of SHP1 by TNFα is dependent on NOX2 because we observed that diphenyleneiodonium, an inhibitor of NOX2, suppressed the activation of SHP1 and the dephosphorylation of STAT3 triggered by TNFα. In addition, H2O2 mimicked the inhibitory action of TNFα on IL-10 signaling. Furthermore, activation of SHP1 by ROS in TNFα-stimulated monocytes is mediated by Lyn tyrosine kinase known to be regulated by oxidation. Finally, the SHP1 / 2 inhibitor, NSC-87877, attenuated collagen antibody-induced arthritis (CAIA) in mice. These results revealed that TNFα disrupted IL-10 signaling by inducing STAT3 dephosphorylation via the NOX2-ROS-Lyn-SHP1 axis in human monocytes and that inhibition of SHP1/2 in vivo protected against CAIA. This new finding might explain the resistance to IL-10 supplementation in arthritis and might be useful to harness IL-10 for immunotherapy.L'interleukine-10 (IL-10) est une puissante cytokine anti-inflammatoire produite par la plupart des cellules de l'immunité innée et adaptative et dont les monocytes en sont une cible majeure. La liaison de l'interleukine-10 à son récepteur initie une signalisation intracellulaire impliquant STAT3 ce qui induit l'expression de gènes codant pour des facteurs anti-inflammatoires. Du fait de son action immuno-modulatrice, l'IL-10 a été considérée comme un outil thérapeutique intéressant dans les maladies les maladies inflammatoires aigües ou chroniques, et les maladies auto-immunes ayant une composante inflammatoire. Cependant l'administration de l'IL-10 n'a montré que peu d'efficacité dans diverses situations pathologiques telle que la polyarthrite rhumatoïde (PR). La difficulté pourrait être liée à la complexité du foyer inflammatoire où la présence de multiples cytokines pourrait affecter la signalisation de l'IL-10. Dans ce contexte l'objectif de la thèse était de déterminer si le TNFα, une cytokine pro-inflammatoire majeure, pouvait altérer la signalisation de l'interleukine-10 dans les monocytes humains et de déterminer mécanismes sous-jacents, impliquant la NADPH oxydase 2 (NOX2) acteur important de la signalisation cellulaire et dont le TNFα en est agoniste, ainsi que l'impact potentiel dans les situations inflammatoires pathologiques, telle que la PR, en utilisant un modèle expérimental murin. Nos résultats montrent que le TNFα interfère avec la signalisation de l'IL-10 en induisant une déphosphorylation rapide de STAT3 dans les monocytes humains. La déphosphorylation de STAT3 induite par le TNFα se traduit par une diminution de la capacité de l'IL-10 à induire l'expression de SOCS3 un facteur anti-inflammatoire majeur. La diminution de la phosphorylation de STAT3 impliquait une phosphatase SHP1 / 2 car l'utilisation du NSC-87877, un inhibiteur de SHP1 / 2, empêche l'action inhibitrice du TNFα sur la signalisation de l'IL-10. Dans les monocytes stimulés par le TNFα la SHP1 est activée alors que la SHP2 ne l'est pas, suggérant l'implication de SHP1 et non pas celle de SHP2 dans la déphosphorylation de STAT3. L'activation de SHP1 par le TNFα est dépendante de NOX2 car nous avons observé que le diphénylèneiodonium, un inhibiteur de NOX2, supprime l'activation de SHP1 et la déphosphorylation de STAT3 déclenchée par le TNFα. De plus, H2O2 a reproduit l'action inhibitrice du TNFα sur la signalisation de l'IL-10. Par ailleurs, l'activation de SHP1 par les FRO dans les monocytes stimulés par le TNFα est médié par la tyrosine kinase Lyn connue pour être régulée par oxydation. Enfin, l'inhibiteur SHP1/2, NSC-87877, a atténue l'arthrite induite par les anticorps de collagène (CAIA) chez la souris. Ces résultats révèlent que le TNFα perturbe la signalisation de l'IL-10 en induisant la déphosphorylation de STAT3 via l'axe NOX2-ROS-Lyn-SHP1 dans les monocytes humains et que l'inhibition de SHP1/2 in vivo protège contre la CAIA. Cette nouvelle découverte pourrait expliquer la résistance à l'IL-10 dans l'arthrite et pourrait être utile pour exploiter l'IL-10 dans l'immunothérapie

Negative regulation of interleukin-10 signaling by TNFa in human monocytes : implication of NOX2 and impact in rheumatoid arthritis

L'interleukine-10 (IL-10) est une puissante cytokine anti-inflammatoire produite par la plupart des cellules de l'immunité innée et adaptative et dont les monocytes en sont une cible majeure. La liaison de l'interleukine-10 à son récepteur initie une signalisation intracellulaire impliquant STAT3 ce qui induit l'expression de gènes codant pour des facteurs anti-inflammatoires. Du fait de son action immuno-modulatrice, l'IL-10 a été considérée comme un outil thérapeutique intéressant dans les maladies les maladies inflammatoires aigües ou chroniques, et les maladies auto-immunes ayant une composante inflammatoire. Cependant l'administration de l'IL-10 n'a montré que peu d'efficacité dans diverses situations pathologiques telle que la polyarthrite rhumatoïde (PR). La difficulté pourrait être liée à la complexité du foyer inflammatoire où la présence de multiples cytokines pourrait affecter la signalisation de l'IL-10. Dans ce contexte l'objectif de la thèse était de déterminer si le TNFα, une cytokine pro-inflammatoire majeure, pouvait altérer la signalisation de l'interleukine-10 dans les monocytes humains et de déterminer mécanismes sous-jacents, impliquant la NADPH oxydase 2 (NOX2) acteur important de la signalisation cellulaire et dont le TNFα en est agoniste, ainsi que l'impact potentiel dans les situations inflammatoires pathologiques, telle que la PR, en utilisant un modèle expérimental murin. Nos résultats montrent que le TNFα interfère avec la signalisation de l'IL-10 en induisant une déphosphorylation rapide de STAT3 dans les monocytes humains. La déphosphorylation de STAT3 induite par le TNFα se traduit par une diminution de la capacité de l'IL-10 à induire l'expression de SOCS3 un facteur anti-inflammatoire majeur. La diminution de la phosphorylation de STAT3 impliquait une phosphatase SHP1 / 2 car l'utilisation du NSC-87877, un inhibiteur de SHP1 / 2, empêche l'action inhibitrice du TNFα sur la signalisation de l'IL-10. Dans les monocytes stimulés par le TNFα la SHP1 est activée alors que la SHP2 ne l'est pas, suggérant l'implication de SHP1 et non pas celle de SHP2 dans la déphosphorylation de STAT3. L'activation de SHP1 par le TNFα est dépendante de NOX2 car nous avons observé que le diphénylèneiodonium, un inhibiteur de NOX2, supprime l'activation de SHP1 et la déphosphorylation de STAT3 déclenchée par le TNFα. De plus, H2O2 a reproduit l'action inhibitrice du TNFα sur la signalisation de l'IL-10. Par ailleurs, l'activation de SHP1 par les FRO dans les monocytes stimulés par le TNFα est médié par la tyrosine kinase Lyn connue pour être régulée par oxydation. Enfin, l'inhibiteur SHP1/2, NSC-87877, a atténue l'arthrite induite par les anticorps de collagène (CAIA) chez la souris. Ces résultats révèlent que le TNFα perturbe la signalisation de l'IL-10 en induisant la déphosphorylation de STAT3 via l'axe NOX2-ROS-Lyn-SHP1 dans les monocytes humains et que l'inhibition de SHP1/2 in vivo protège contre la CAIA. Cette nouvelle découverte pourrait expliquer la résistance à l'IL-10 dans l'arthrite et pourrait être utile pour exploiter l'IL-10 dans l'immunothérapie.Interleukin-10 (IL-10) is a potent anti-inflammatory cytokine produced by most innate and adaptive immune cells and of which monocytes are a major target. Binding of interleukin-10 to its receptor initiates intracellular signaling involving STAT3 which induces the expression of genes encoding anti-inflammatory factors. Due to its immunomodulatory action, IL-10 has been considered as an interesting therapeutic tool in diseases, acute or chronic inflammatory diseases, and autoimmune diseases with an inflammatory component. However, administration of IL-10 has shown little efficacy in various pathological conditions such as rheumatoid arthritis (RA). The difficulty could be related to the complexity of the inflammatory environment where the presence of multiple cytokines could affect IL-10 signaling. In this context, the objective of the thesis was to determine whether TNFα, a major pro-inflammatory cytokine, could alter interleukin-10 signaling in human monocytes and to determine underlying mechanisms, involving NADPH oxidase 2 (NOX2) an important player in cell signaling and in which TNFα is an agonist, as well as the potential impact in pathological inflammatory situations, such as RA, using an experimental mouse model. Our results show that TNFα interferes with IL-10 signaling by inducing rapid dephosphorylation of STAT3 in human monocytes. TNFα-induced dephosphorylation of STAT3 results in decreased ability of IL-10 to induce expression of SOCS3, a major anti-inflammatory factor. The decrease in STAT3 phosphorylation involved SHP1 / 2 phosphatase because the use of NSC-87877, an SHP1 / 2 inhibitor, prevents the inhibitory action of TNFα on IL-10 signaling. In monocytes stimulated by TNFα, SHP1 is activated while SHP2 is not, suggesting the involvement of SHP1 and not that of SHP2 in the dephosphorylation of STAT3. The activation of SHP1 by TNFα is dependent on NOX2 because we observed that diphenyleneiodonium, an inhibitor of NOX2, suppressed the activation of SHP1 and the dephosphorylation of STAT3 triggered by TNFα. In addition, H2O2 mimicked the inhibitory action of TNFα on IL-10 signaling. Furthermore, activation of SHP1 by ROS in TNFα-stimulated monocytes is mediated by Lyn tyrosine kinase known to be regulated by oxidation. Finally, the SHP1 / 2 inhibitor, NSC-87877, attenuated collagen antibody-induced arthritis (CAIA) in mice. These results revealed that TNFα disrupted IL-10 signaling by inducing STAT3 dephosphorylation via the NOX2-ROS-Lyn-SHP1 axis in human monocytes and that inhibition of SHP1/2 in vivo protected against CAIA. This new finding might explain the resistance to IL-10 supplementation in arthritis and might be useful to harness IL-10 for immunotherapy

Couche mince de silice amorphe dopée en alumine comme barrière de diffusion dans les verres fonctionnalisés

Functionalized glasses with thin films are generally subjected to thermal treatments at high temperatures (550-650 °C). During this step, chemical diffusion phenomena can take place from the glass substrate towards the thin layers, which can lead to the degradation of the product’s performance. As such, barrier layers are often incorporated into the thin films stack to limit ion diffusion. Within this framework, the properties of alumina-doped silica thin films, used as a diffusion barrier layer, were investigated. The challenge of this study comes from the nanometric thicknesses and the amorphous nature of the silica films, which asked a special characterization development. The investigation of the atomic structure of the sputtered silica thin films is the first research axis of this thesis. Magnetron sputtering generates densification of the silica layer structure, which is characterized by a decrease in inter-tetrahedral angles and a drastic increase in the proportion of small three-membered rings. Understanding the impact of deposition pressure and the alumina doping into the silica layer network is the second focus of this structural study. In addition to the composition of the glass substrate, the structural properties of the silica layers are the key parameters controlling the alkali diffusion from the glass substrate towards the thin film. The Al2O3 doping of the silica film has been shown to strongly enhance the diffusion of alkali ions from the glass substrate, to ensure the charge compensation of the AlO4- tetrahedra. The increase in deposition pressure affects the kinetics of alkali diffusion by generating a porous, proton-rich, structure.Les verres fonctionnalisés par le dépôt des couches minces sont généralement soumis à des traitements thermiques (550-650°C). Lors de cette étape, des phénomènes de diffusion chimique peuvent avoir lieu entre le substrat de verre et les couches minces, ce qui peut conduire à la dégradation des performances des produits. À ce titre, des couches barrières sont souvent intégrées à l’empilement de couches afin de limiter la diffusion ionique. Dans ce cadre, ces travaux se sont consacrés à l’étude des propriétés des couches minces de silice dopées en alumine utilisées comme couche barrière de diffusion. L’enjeu de cette étude réside dans les faibles épaisseurs et la nature amorphe des films, ce qui a demandé des développements spécifiques pour leurs caractérisations. La compréhension de la structure atomique des couches de silice est un premier axe de cette thèse. La pulvérisation cathodique engendre une densification de la structure de couche qui se caractérise par une diminution des angles intertétraédriques et l’augmentation drastique de la proportion des anneaux à trois tétraèdres. La compréhension de l’effet de la pression de dépôt et du dopage en alumine de la couche de silice est le second axe de cette étude structurale. En plus de la composition du substrat de verre, les propriétés structurales des couches de silice se sont avérées des paramètres clés contrôlant la diffusion des alcalins depuis le verre vers la couche mince. La diffusion des alcalins augmente avec le dopage Al2O3 pour assurer la compensation de charges des AlO4-. L’augmentation de la pression de dépôt affecte la cinétique de diffusion des alcalins en engendrant une structure poreuse riche en protons

Glycyrrhiza SP (nouvelles perspectives thérapeutiques)

BORDEAUX2-BU Santé (330632101) / SudocSudocFranceF