A study of the robustness of the group scheduling method using an emulation of a complex FMS

International audienceIn the field of predictive-reactive scheduling methods, group sequencing is reputed to be robust (in terms of uncertainties absorption) due to the flexibility it adds with regard to the sequence of operations. However, this assumption has been established on experiments made on simple theoretical examples. The aim of this paper is to carry out experimentation on a complex flexible manufacturing system in order to determine whether or not the flexibility of the group scheduling method can in fact absorb uncertainties. In the study, transportation times of parts between machines are considered as uncertain. Simulation studies have been designed in order to evaluate the relationship between flexibility and the ability to absorb uncertainties. Comparisons are made between schedules generated using the group sequencing method with different flexibility levels and a schedule with no flexibility. A last schedule takes into account uncertainties whereas schedules generated using the group sequencing method do not. As it is the best possible schedule, it provides a lower bound and enables to calculate the degradation of performance of calculated schedules. The results show that group sequencing perform very well, enabling the quality of the schedule to be improved, especially when the level of uncertainty of the problem increases. The results also show that flexibility is the key factor for robustness. The rise in the level of flexibility increases the robustness of the schedule towards the uncertainties

Rôle des espèces réactives de l'oxygène dans l'induction de mécanismes d'adaptation au cadmium dans les cellules CACO-2

Le cadmium (Cd) est un métal toxique, inducteur de stress oxydatif, dont la principale source de contamination pour l'humain non-fumeur est la nourriture. L'épithélium intestinal est la première barrière de l'organisme franchie par le Cd ingéré. Lors de sa phase proliférative, la lignée cellulaire Caco-2 est représentative des précurseurs d'entérocytes et, lors de sa phase différenciée, des entérocytes matures de l'épithélium intestinal. Un prétraitement de 24 h à 10 µM de Cd induit une tolérance au Cd dans les cellules prolifératives, mais pas dans les cellules Caco-2 différenciées alors que ces dernières sont, de façon naturelle, moins sensibles. Les objectifs de cette étude sont d'évaluer, en fonction du stade de différenciation entérocytaire, le rôle du stress oxydatif dans l'induction de cette tolérance et dans la toxicité aiguë du Cd, ainsi que de comparer la tolérance induite par le Zinc (Zn) à celle induite par le Cd. Les hypothèses de cette étude sont: i) le stress oxydatif est impliqué dans le mécanisme de résistance acquise des cellules prolifératives, ii) la MT-lIa et la HSP70 ne sont pas essentielles à ce processus de résistance et iii) les résistances acquises induites par le Zn et le Cd impliquent des processus différents. La méthodologie de cette étude comprend des techniques de culture cellulaire, des tests de viabilité cellulaire, des analyses d'expression de la MT-lIa et de la HSP70 par RT-PCR, des dosages de contenus en thiols intracellulaires et d'activité de la catalase (CAT) et de la glutathion peroxidase (GSH-Px), des mesures d'accumulation cellulaire de

Simplification de modèles mathématiques représentant des cultures cellulaires

L’utilisation de cellules vivantes dans un procédé industriel tire profit de la complexité inhérente au vivant pour accomplir des tâches complexes et dont la compréhension est parfois limitée. Que ce soit pour la production de biomasse, pour la production de molécules d’intérêt ou pour la décomposition de molécules indésirables, ces procédés font appel aux multiples réactions formant le métabolisme cellulaire. Afin de décrire l’évolution de ces systèmes, des modèles mathématiques composés d’un ensemble d’équations différentielles sont utilisés. Au fur et à mesure que les connaissances du métabolisme se sont développées, les modèles mathématiques le représentant se sont complexifiés. Le niveau de complexité requis pour expliquer les phénomènes en jeu lors d’un procédé spécifique est difficile à définir. Ainsi, lorsqu’on tente de modéliser un nouveau procédé, la sélection du modèle à utiliser peut être problématique. Une des options intéressantes est la sélection d’un modèle provenant de la littérature et adapté au procédé utilisé. L’information contenue dans le modèle doit alors être évaluée en fonction des phénomènes observables dans les conditions d’opération. Souvent, les modèles provenant de la littérature sont surparamétrés pour l’utilisation dans les conditions d’opération des procédés ciblées. Cela fait en sorte de causer des problèmes d’identifiabilité des paramètres. De plus, l’ensemble des variables d’état utilisées dans le modèle n’est pas nécessairement mesuré dans les conditions d’opération normales. L’objectif de ce projet est de cibler l’information utilisable contenue dans les modèles par la simplification méthodique de ceux-ci. En effet, la simplification des modèles permet une meilleure compréhension des dynamiques à l’oeuvre dans le procédé. Ce projet a permis de définir et d’évaluer trois méthodes de simplification de modèles mathématiques servant à décrire un procédé de culture cellulaire. La première méthode est basée sur l’application de critères sur les différents éléments du modèle, la deuxième est basée sur l’utilisation d’un critère d’information du type d’Akaike et la troisième considère la réduction d’ordre du modèle par retrait de variables d’état. Les résultats de ces méthodes de simplification sont présentés à l’aide de quatre modèles cellulaires provenant de la littérature

Observateur pour le suivi en temps réel de cultures cellulaires végétales

Ce document présente le travail effectué et les résultats obtenus dans le cadre d'un projet visant à associer une technique nouvellement développée, le suivi des biomarqueurs endogènes permettant l'estimation de la concentration cellulaire de cultures végétales en suspensions, à un modèle mathématique décrivant l'évolution de ces cultures en fonction de la consommation des différents nutriments disponibles. Cette association permet d'obtenir une estimation des conditions de cultures cellulaires en temps réel dont la mesure ne peut actuellement être effectuée que par échantillonnages. Les temps d'expériences requis pour obtenir les mesures sont toutefois trop longs pour pouvoir effectuer un contrôle des conditions de cultures advenant une déviation du procédé. L'intérêt de ce projet se situe à deux endroits. Premièrement, la simplicité, la rapidité et l'efficacité de la technique de suivi des biomarqueurs endogènes permet le suivi en temps réel de la quantité de cellules lors de la culture (concentration cellulaire et biomasse). Or, en raison des particularités des cultures de cellules végétales, en particulier l'agglomération cellulaire, il est très difficile d'obtenir une estimation fiable de la concentration cellulaire. Présentement, il n'existe pas de technique commercialement disponible pour effectuer ce suivi. D'où l'intérêt de la méthode des biomarqueurs endogènes. Ensuite, l'association de ces mesures avec un modèle mathématique permet d'obtenir un outil décrivant l'évolution de la culture et de variables importantes qui l'influencent. Le modèle étant indépendant de la technique des biomarqueurs endogènes, il est possible de suivre un grand éventail de procédés et de variables en suivant la même méthodologie, en modifiant le modèle utilisé. Ce projet utilise un cas précis, la culture d'Arabidopsis thaliana dans un milieu standard avec un modèle relativement simple. Cependant, la même démarche peut être appliquée pour d'autres systèmes avec d'autres types d'organismes. Le travail présenté ici ouvre donc la voie à une meilleure compréhension des cultures cellulaires en générale et pourrait permettre l'optimisation de procédés jusqu'ici difficilement contrôlables dû au manque d'information disponible

Autophagy drives fibroblast senescence through MTORC2 regulation

Sustained macroautophagy/autophagy favors the differentiation of fibroblasts into myofibroblasts. Cellular senescence, another means of responding to long-term cellular stress, has also been linked to myofibroblast differentiation and fibrosis. Here, we evaluate the relationship between senescence and myofibroblast differentiation in the context of sustained autophagy. We analyzed markers of cell cycle arrest/senescence in fibroblasts in vitro, where autophagy was triggered by serum starvation (SS). Autophagic fibroblasts expressed the senescence biomarkers CDKN1A/p21 and CDKN2A/p16 and exhibited increased senescenceassociated GLB1/beta-galactosidase activity. Inhibition of autophagy in serum-starved fibroblasts with 3-methyladenine, LY294002, or ATG7 (autophagy related 7) silencing prevented the expression of senescence-associated markers. Similarly, suppressing MTORC2 activation using rapamycin or by silencing RICTOR also prevented senescence hallmarks. Immunofluorescence microscopy showed that senescence and myofibroblast differentiation were induced in different cells, suggesting mutually exclusive activation of senescence and myofibroblast differentiation. Reactive oxygen species (ROS) are known inducers of senescence and exposing fibroblasts to ROS scavengers decreased ROS production during SS, inhibited autophagy, and significantly reduced the expression of senescence and myofibroblast differentiation markers. ROS scavengers also curbed the AKT1 phosphorylation at Ser473, an MTORC2 target, establishing the importance of ROS in fuelling MTORC2 activation. Inhibition of senescence by shRNA to TP53/p53 and shRNA CDKN2A/p16 increased myofibroblast differentiation, suggesting a negative feedback loop of senescence on autophagy-induced myofibroblast differentiation. Collectively, our results identify ROS as central inducers of MTORC2 activation during chronic autophagy, which in turn fuels senescence activation and myofibroblast differentiation in distinct cellular subpopulations

Développement d’une méthodologie preuve de concept pour la recherche et la détermination des fonctionnalités des flores microbiennes et des aliments fermentés

Natural products have always been a successful source of new drugs. Nowadays, the health sector (animal and human) is still looking for new compounds from natural resources, especially those which can exhibit a beneficial effect on the biological processes involved in the age-related affections (which have become a public health issue). The plants have already been investigating for this application. However, other natural resources, such as the microbial diversity, remain unexplored for the bioactivity of their compounds. The non-pathogenic microorganisms, especially those that can be found in fermented foods and drinks, could be considered as an interesting and innovative source of new metabolites that could exhibit beneficial effects. Among those fermented foods, the raw-milk cheese appears to have a great potential, as a source of new compounds, due to its rich microbial diversity. An innovative strategy was developed in this thesis with the aim of discovering new bioactive metabolites in a raw goat milk cheese. Several cheese extracts were obtained via an extraction method, which efficacity has been validated. The effect of the extracts on aging has been determined on in vitro and on in vivo models. Their impacts on the longevity of the nematode Caenorhabditis elegans, and on its survival on an oxidative medium have been evaluated. Some extracts (freeze-dried cheese, apolar extract and three aqueous extracts) have demonstrated beneficials effects during these experiments. Moreover, two signalling pathways (DAF-2/ILR pathway and p38 MAPK pathway) were identified to be involved in the mechanisms of action of the extracts. In parallel, two extracts (apolar extract and an aqueous extract) demonstrated a capacity to reduce the ROS production in human leukocytes. Finally, the study of the chemical composition of the bioactive extracts has begun, with the aim of determining the compounds that could be responsible of the biological activity and deserve to be isolated and studied. All the results obtained during this thesis are promising. The study of the chemical composition of the extracts will be pursued, as well as the study of their biological activity, especially on other in vitro and in vivo models more specific to aging.Depuis toujours, l’Homme a eu recours à la nature pour subvenir à ses besoins. Aujourd’hui encore, le secteur de la santé (animale et humaine) s’intéresse aux ressources naturelles pour découvrir des principes actifs originaux permettant de développer de nouveaux traitements. Ce secteur est notamment à la recherche de nouvelles molécules pouvant lutter contre les processus biologiques impliqués dans les affections liées au vieillissement, qui induisent une problématique de santé publique. Bien que la bioressource végétale ait été la plus étudiée pour ses propriétés pharmacologiques, d’autres ressources naturelles restent à explorer, telle que la bioressource microbienne. Les microorganismes non pathogènes, notamment ceux régulièrement consommés au travers des aliments et boissons fermentés, représentent une source intéressante de métabolites potentiellement actifs sur ces processus. Parmi ces aliments, le fromage au lait cru présente un fort potentiel grâce à la richesse de sa biodiversité microbienne. Une stratégie innovante a été développée au cours de cette thèse pour rechercher des métabolites bioactifs dans un caillé lactique caprin. Cette stratégie a permis l’obtention de plusieurs extraits de fromage, à l’aide d’une méthode d’extraction dont l’efficacité a été validée. Le criblage de l’effet des extraits sur le vieillissement a ensuite été réalisé à l’aide de modèles biologiques in vitro et in vivo. Leurs impacts sur la longévité du modèle Caenorhabditis elegans et sur sa survie sur un milieu oxydant ont notamment été évalués. Plusieurs des extraits (fromage lyophilisé, extrait apolaire, 3 extraits aqueux différents) ont par ailleurs montré des effets bénéfiques au cours de ces expériences. Les voies biologiques impliquées dans l’action des extraits ont également pu être identifiées (voie DAF-2/ILR et voie p38 MAPK). En parallèle, deux extraits (extrait apolaire et un des extraits aqueux) ont induit une diminution de la production de radicaux libres dans un modèle de leucocytes humains. Enfin, l’étude de la composition des extraits ayant présenté des résultats bénéfiques a débuté, avec pour objectif de cibler, parmi toutes les molécules les composant, celles pouvant être porteuses de l’activité biologique. L’ensemble des résultats obtenus est prometteur, et encourage à poursuivre les études de la composition des extraits issus du fromage ainsi que de leurs activités biologiques, notamment sur des modèles plus spécifiques du vieillissement

Développement d’une méthodologie preuve de concept pour la recherche et la détermination des fonctionnalités des flores microbiennes et des aliments fermentés

Natural products have always been a successful source of new drugs. Nowadays, the health sector (animal and human) is still looking for new compounds from natural resources, especially those which can exhibit a beneficial effect on the biological processes involved in the age-related affections (which have become a public health issue). The plants have already been investigating for this application. However, other natural resources, such as the microbial diversity, remain unexplored for the bioactivity of their compounds. The non-pathogenic microorganisms, especially those that can be found in fermented foods and drinks, could be considered as an interesting and innovative source of new metabolites that could exhibit beneficial effects. Among those fermented foods, the raw-milk cheese appears to have a great potential, as a source of new compounds, due to its rich microbial diversity. An innovative strategy was developed in this thesis with the aim of discovering new bioactive metabolites in a raw goat milk cheese. Several cheese extracts were obtained via an extraction method, which efficacity has been validated. The effect of the extracts on aging has been determined on in vitro and on in vivo models. Their impacts on the longevity of the nematode Caenorhabditis elegans, and on its survival on an oxidative medium have been evaluated. Some extracts (freeze-dried cheese, apolar extract and three aqueous extracts) have demonstrated beneficials effects during these experiments. Moreover, two signalling pathways (DAF-2/ILR pathway and p38 MAPK pathway) were identified to be involved in the mechanisms of action of the extracts. In parallel, two extracts (apolar extract and an aqueous extract) demonstrated a capacity to reduce the ROS production in human leukocytes. Finally, the study of the chemical composition of the bioactive extracts has begun, with the aim of determining the compounds that could be responsible of the biological activity and deserve to be isolated and studied. All the results obtained during this thesis are promising. The study of the chemical composition of the extracts will be pursued, as well as the study of their biological activity, especially on other in vitro and in vivo models more specific to aging.Depuis toujours, l’Homme a eu recours à la nature pour subvenir à ses besoins. Aujourd’hui encore, le secteur de la santé (animale et humaine) s’intéresse aux ressources naturelles pour découvrir des principes actifs originaux permettant de développer de nouveaux traitements. Ce secteur est notamment à la recherche de nouvelles molécules pouvant lutter contre les processus biologiques impliqués dans les affections liées au vieillissement, qui induisent une problématique de santé publique. Bien que la bioressource végétale ait été la plus étudiée pour ses propriétés pharmacologiques, d’autres ressources naturelles restent à explorer, telle que la bioressource microbienne. Les microorganismes non pathogènes, notamment ceux régulièrement consommés au travers des aliments et boissons fermentés, représentent une source intéressante de métabolites potentiellement actifs sur ces processus. Parmi ces aliments, le fromage au lait cru présente un fort potentiel grâce à la richesse de sa biodiversité microbienne. Une stratégie innovante a été développée au cours de cette thèse pour rechercher des métabolites bioactifs dans un caillé lactique caprin. Cette stratégie a permis l’obtention de plusieurs extraits de fromage, à l’aide d’une méthode d’extraction dont l’efficacité a été validée. Le criblage de l’effet des extraits sur le vieillissement a ensuite été réalisé à l’aide de modèles biologiques in vitro et in vivo. Leurs impacts sur la longévité du modèle Caenorhabditis elegans et sur sa survie sur un milieu oxydant ont notamment été évalués. Plusieurs des extraits (fromage lyophilisé, extrait apolaire, 3 extraits aqueux différents) ont par ailleurs montré des effets bénéfiques au cours de ces expériences. Les voies biologiques impliquées dans l’action des extraits ont également pu être identifiées (voie DAF-2/ILR et voie p38 MAPK). En parallèle, deux extraits (extrait apolaire et un des extraits aqueux) ont induit une diminution de la production de radicaux libres dans un modèle de leucocytes humains. Enfin, l’étude de la composition des extraits ayant présenté des résultats bénéfiques a débuté, avec pour objectif de cibler, parmi toutes les molécules les composant, celles pouvant être porteuses de l’activité biologique. L’ensemble des résultats obtenus est prometteur, et encourage à poursuivre les études de la composition des extraits issus du fromage ainsi que de leurs activités biologiques, notamment sur des modèles plus spécifiques du vieillissement

Development of a proof-of-concept methodology for the research and the determination of the functionalities of the microbial diversity and fermented foods

Depuis toujours, l’Homme a eu recours à la nature pour subvenir à ses besoins. Aujourd’hui encore, le secteur de la santé (animale et humaine) s’intéresse aux ressources naturelles pour découvrir des principes actifs originaux permettant de développer de nouveaux traitements. Ce secteur est notamment à la recherche de nouvelles molécules pouvant lutter contre les processus biologiques impliqués dans les affections liées au vieillissement, qui induisent une problématique de santé publique. Bien que la bioressource végétale ait été la plus étudiée pour ses propriétés pharmacologiques, d’autres ressources naturelles restent à explorer, telle que la bioressource microbienne. Les microorganismes non pathogènes, notamment ceux régulièrement consommés au travers des aliments et boissons fermentés, représentent une source intéressante de métabolites potentiellement actifs sur ces processus. Parmi ces aliments, le fromage au lait cru présente un fort potentiel grâce à la richesse de sa biodiversité microbienne. Une stratégie innovante a été développée au cours de cette thèse pour rechercher des métabolites bioactifs dans un caillé lactique caprin. Cette stratégie a permis l’obtention de plusieurs extraits de fromage, à l’aide d’une méthode d’extraction dont l’efficacité a été validée. Le criblage de l’effet des extraits sur le vieillissement a ensuite été réalisé à l’aide de modèles biologiques in vitro et in vivo. Leurs impacts sur la longévité du modèle Caenorhabditis elegans et sur sa survie sur un milieu oxydant ont notamment été évalués. Plusieurs des extraits (fromage lyophilisé, extrait apolaire, 3 extraits aqueux différents) ont par ailleurs montré des effets bénéfiques au cours de ces expériences. Les voies biologiques impliquées dans l’action des extraits ont également pu être identifiées (voie DAF-2/ILR et voie p38 MAPK). En parallèle, deux extraits (extrait apolaire et un des extraits aqueux) ont induit une diminution de la production de radicaux libres dans un modèle de leucocytes humains. Enfin, l’étude de la composition des extraits ayant présenté des résultats bénéfiques a débuté, avec pour objectif de cibler, parmi toutes les molécules les composant, celles pouvant être porteuses de l’activité biologique. L’ensemble des résultats obtenus est prometteur, et encourage à poursuivre les études de la composition des extraits issus du fromage ainsi que de leurs activités biologiques, notamment sur des modèles plus spécifiques du vieillissement.Natural products have always been a successful source of new drugs. Nowadays, the health sector (animal and human) is still looking for new compounds from natural resources, especially those which can exhibit a beneficial effect on the biological processes involved in the age-related affections (which have become a public health issue). The plants have already been investigating for this application. However, other natural resources, such as the microbial diversity, remain unexplored for the bioactivity of their compounds. The non-pathogenic microorganisms, especially those that can be found in fermented foods and drinks, could be considered as an interesting and innovative source of new metabolites that could exhibit beneficial effects. Among those fermented foods, the raw-milk cheese appears to have a great potential, as a source of new compounds, due to its rich microbial diversity. An innovative strategy was developed in this thesis with the aim of discovering new bioactive metabolites in a raw goat milk cheese. Several cheese extracts were obtained via an extraction method, which efficacity has been validated. The effect of the extracts on aging has been determined on in vitro and on in vivo models. Their impacts on the longevity of the nematode Caenorhabditis elegans, and on its survival on an oxidative medium have been evaluated. Some extracts (freeze-dried cheese, apolar extract and three aqueous extracts) have demonstrated beneficials effects during these experiments. Moreover, two signalling pathways (DAF-2/ILR pathway and p38 MAPK pathway) were identified to be involved in the mechanisms of action of the extracts. In parallel, two extracts (apolar extract and an aqueous extract) demonstrated a capacity to reduce the ROS production in human leukocytes. Finally, the study of the chemical composition of the bioactive extracts has begun, with the aim of determining the compounds that could be responsible of the biological activity and deserve to be isolated and studied. All the results obtained during this thesis are promising. The study of the chemical composition of the extracts will be pursued, as well as the study of their biological activity, especially on other in vitro and in vivo models more specific to aging

Simplification de modèles mathématiques représentant des cultures cellulaires

L’utilisation de cellules vivantes dans un procédé industriel tire profit de la complexité inhérente au vivant pour accomplir des tâches complexes et dont la compréhension est parfois limitée. Que ce soit pour la production de biomasse, pour la production de molécules d’intérêt ou pour la décomposition de molécules indésirables, ces procédés font appel aux multiples réactions formant le métabolisme cellulaire. Afin de décrire l’évolution de ces systèmes, des modèles mathématiques composés d’un ensemble d’équations différentielles sont utilisés. Au fur et à mesure que les connaissances du métabolisme se sont développées, les modèles mathématiques le représentant se sont complexifiés. Le niveau de complexité requis pour expliquer les phénomènes en jeu lors d’un procédé spécifique est difficile à définir. Ainsi, lorsqu’on tente de modéliser un nouveau procédé, la sélection du modèle à utiliser peut être problématique. Une des options intéressantes est la sélection d’un modèle provenant de la littérature et adapté au procédé utilisé. L’information contenue dans le modèle doit alors être évaluée en fonction des phénomènes observables dans les conditions d’opération. Souvent, les modèles provenant de la littérature sont surparamétrés pour l’utilisation dans les conditions d’opération des procédés ciblées. Cela fait en sorte de causer des problèmes d’identifiabilité des paramètres. De plus, l’ensemble des variables d’état utilisées dans le modèle n’est pas nécessairement mesuré dans les conditions d’opération normales. L’objectif de ce projet est de cibler l’information utilisable contenue dans les modèles par la simplification méthodique de ceux-ci. En effet, la simplification des modèles permet une meilleure compréhension des dynamiques à l’oeuvre dans le procédé. Ce projet a permis de définir et d’évaluer trois méthodes de simplification de modèles mathématiques servant à décrire un procédé de culture cellulaire. La première méthode est basée sur l’application de critères sur les différents éléments du modèle, la deuxième est basée sur l’utilisation d’un critère d’information du type d’Akaike et la troisième considère la réduction d’ordre du modèle par retrait de variables d’état. Les résultats de ces méthodes de simplification sont présentés à l’aide de quatre modèles cellulaires provenant de la littérature

L'apport du ticagrelor dans la prise en charge des syndromes coronariens aigus

CAEN-BU Médecine pharmacie (141182102) / SudocSudocFranceF