Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Nous avons étudié les marqueurs hémorhéologiques, hématologiques et biochimiques chez des sujets drépanocytaires homozygotes SS (HbS/HbS) et hétérozygotes composites SC (HbS/HbC) dans deux cohortes, pédiatriques et adultes, de patients drépanocytaires, et ce, à travers 7 complications récurrentes de la drépanocytose : 2 appartenant au profil hémolytique (l’ulcère de jambes et la glomérulopathie) et 5 appartenant au phénotype visqueux/vaso-occlusif (l’hypertension artérielle, le syndrome thoracique aigu (STA), la crise vaso-occlusive (CVO), la rétinopathie et l’ostéonécrose). Nous avons montré que : 1) une viscosité sanguine et une déformabilité érythrocytaire élevées sont des facteurs de risques de CVO chez les enfants homozygotes ; 2) Une viscosité sanguine élevée est associée à une hypertension artérielle systémique relative chez des adultes SS ; 3) les enfants SC présente une fonction vasculaire mieux préservée que les enfants SS pour faire face à une augmentation de la viscosité sanguine ; 4) les patients adultes SS avec une ostéonécrose présentent une déformabilité érythrocytaire plus élevée que les patients sans ostéonécrose ; 5) une viscosité sanguine élevée est associée à la présence d’une rétinopathie chez les adultes SC mais pas chez les SS ; 6) les patients adultes SS présentant une glomérulopathie ont un taux d’hémolyse élevé, une déformabilité érythrocytaire réduite et des agrégats érythrocytaires très robustes ; 7) les patients adultes SS avec des ulcères de jambes récurrents ont un taux d’hémolyse accru et une déformabilité érythrocytaire réduite. De plus, nos travaux confirment que l’-thalassémie module les propriétés de déformabilité érythrocytaire, mais montrent pour la première fois qu’elle module aussi les propriétés d’agrégation érythrocytaire, et notamment la force des agrégats érythrocytaires. En conclusion, ces travaux permettent de préciser le rôle de la rhéologie sanguine dans un certain nombre de complications de la drépanocytose et d’enrichir le modèle préexistant divisant les complications de la drépanocytose selon 2 phénotypes : hémolytique versus visqueux/vaso-occlusif. Nous montrons pour la première fois que le phénotype hémolytique est caractérisé aussi par des anomalies de la rhéologie du globule rouge : rigidité accrue et agrégats érythrocytaire robustes. / Hemorheological, hemathological, and biochemical marquers of patients with sickle cell anemia (SS) and patients with sickle cell SC disease (SC) were studied in 2 cohorts: children and adults. We focused on 7 recurrent complications: 5 belonging to the viscosity/vaso-occlusion phenotype (systemic hypertension, acute chest syndrome (ACS), vaso-occlusive crisis (VOC), retinopathy and osteonecrosis) and 2 belonging to the hemolytic phenotype (leg ulcer and glomerulopathy). Our results show that 1) high viscosity is associated with increased risk for VOC in SS children; 2) blood viscosity is increased in SS adults with systemic relative hypertension; 3) SC children have preserved vascular function compared to SS children; 4) SS adults with osteonecrosis are characterized by higher red blood cell (RBC) deformability than SS adults without osteonecrosis; 5) high blood viscosity is associated with retinopathy in SC adults but not in SS adults; 6) SS adults affected by glomerulopathy have high hemolytic rate, low RBC deformability and increased RBC aggregates strenght; 7) SS adults with recurrent leg ulcers have high hemolytic rate and reduced RBC deformability. Moreover, our studies shows that alpha-thalassemia modulate RBC deformability and RBC aggregation properties. In conclusion, this work shows for the first time that the hemolytic phenotype is characterized by an abnormal RBC rheology which may play a role in several sickle cell complications.

Cette thèse porte sur la caractérisation de différents systèmes membranaires et se divise en deux grandes parties. Une première partie traite des interactions entre des membranes modèles de phospholipides et des agents chimiothérapeutiques, les chloroéthylurées (CEU) et une deuxième partie présente un système membranaire, appelés nanoÉrythrosomes, utilisé potentiellement comme transporteur de molécules d'intérêt thérapeutique. Ces deux systèmes ont été caractérisés par un duo de méthodes spectrales soit la spectroscopie infrarouge et la résonance magnétique nucléaire. Plusieurs dérivés de CEU, différents de par leur structure et leur activité cytotoxique, ont été étudiés. Leurs interactions avec des membranes de phospholipides ont d'abord été étudiées par spectroscopie RMN des solides du deutérium afin de montrer l'effet de l'incorporation des CEU sur l'ordre conformationnel du phospholipide deutéré utilisé. Des mesures de l'écart quadrupolaire des deutérons de la chaîne acyle ont permis d'appuyer un modèle proposé pour l'incorporation des CEU dans des membranes modèles de phospholipides. Des systèmes similaires ont ensuite été étudiés par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) afin de vérifier l'effet de ces molécules sur les chaînes acyle de phospholipides saturés et insaturés et ce, en présence et en absence de cholestérol. L'effet observé est fortement corrélé à la structure de la CEU et à son activité anticancéreuse. L'ensemble de ces travaux a également permis de montrer que l'effet des CEU les plus cytotoxiques est toujours présent à plus faible concentration. Dans la seconde partie de la thèse, le nanoÉrythrosome, système biologique composé de lipides et de protéines provenant de membranes de globules rouges, a été étudié comme système pur et recouvert de polyéthylène glycol de poids moléculaire de 2000 et 5000 g-mol"1 . Par le greffage de polyéthylène glycol à sa surface, le nanoÉrythrosome devient alors un système intéressant pour la libération de médicaments. La spectroscopie infrarouge a permis de caractériser ce système tant au niveau de sa portion lipidique que protéique en fonction de la température. La spectroscopie RMN des solides du phosphore-31 et la microscopie électronique ont permis quant à elles de démontrer que la présence de polyéthylène glycol diminue l'agrégation des nanoÉrythrosome entre eux.

Le cycle érythrocytaire de Plasmodium falciparum, parasite responsable du paludisme, alterne entre prolifération intense et différenciation sexuée impliquant un contrôle fin de l'expression des gènes. Cependant, les acteurs de la régulation transcriptionnelle sont encore peu décrits.<br />L'étude comparative du transcriptome des clones 3D7 et F12, ne produisant pas de gamétocytes, a permis d'identifier à l'aide d'une bio-puce à ADN thématique, plusieurs gènes différemment exprimés et potentiellement impliqués dans la régulation des événements clés de la vie du parasite.<br />L'annotation de facteurs de transcription et d'éléments de régulation nous a conduit à analyser un facteur spécifique de séquence ADN de la famille <br />Myb des protéines à domaines tryptophane. La protéine PfMyb1 présente dans les extraits nucléaires du parasite est capable de se lier à des motifs "Myb Regulatory Element" identifiés dans des promoteurs plasmodiaux. L'inactivation du gène pfmyb1 par un ARN double brin a montré que ce facteur est essentiel à la survie du parasite et qu'il intervient dans la régulation transcriptionnelle de plusieurs gènes. Puis, deux facteurs spécifiques de structure ADN de la famille "High Mobility Group" des protéines à motif "HMG-box" HMGB ont été caractérisés par leurs propriétés architecturales essentielles au remodelage de la chromatine. Les différences d'activité, de localisation et d'expression de PfHMGB1 et PfHMGB2, lors du développement érythrocytaire, soulignent leur absence de redondance dans le parasite.<br />La caractérisation de ces interactions dynamiques ADN/protéines pourrait fournir de nouvelles stratégies de lutte contre cet important pathogène humain.

La régulation des évènements de prolifération et de différenciation cellulaire, lors du cycle de Plasmodium falciparum, implique un contrôle fin de l'expression des gènes. La conception d'une biopuce ciblée a permis l'identification de gènes différentiellement exprimés lors du cycle érythrocytaire de deux clones 3D7 et F12 (ne produisant pas de gamétocytes). L'implication de plusieurs protéines dans le processus de gamétocytogénèse a été proposée. L'étude d'un facteur de transcription, PfMyb1, a été engagée. Celui-ci est capable de lier spécifiquement des motifs ADN. Une baisse de la croissance des parasites traités par un ARN double brin spécifique du transcrit pfmyb1 a été observée. Les conséquences de l'extinction partielle de l'expression du transcrit et de la protéine PfMyb1, à son pic d'expression, sur le transcriptome des gènes de Plasmodium ont été étudiées. L'analyse des promoteurs, nous a permis de mieux comprendre les modalités de la régulation par ce facteur.

L’objectif de cette étude est de déterminer l’importance clinique de l’antigène érythrocytaire canin Dal, en investiguant sa prévalence, son mode d’héritabilité et son immunogénicité. Un total de 1230 chiens a été recruté à travers l’Amérique du Nord et typés pour le Dal en utilisant des allo-anticorps polyclonaux et une technique sur colonne de gel. Des individus Dal-négatifs ont été identifiés chez les Dalmatiens (n=15/128), Doberman Pinschers (n=183/432), Shih Tzus (n=12/21), chiens de races croisées (3/122), Beagles (2/100), Lhasa Apso (1/3) et Bichon Frisé (1/6). Six donneurs de sang Dal-négatifs ont été identifiés, dont 5 Doberman Pinschers (1/228 donneurs d’une autre race). Tous les autres chiens testés étaient Dal-positifs (n=418). La rareté du sang Dal-négatif place les chiens Dal-négatifs à risque d’incompatibilité transfusionnelle lors de transfusions multiples. Cette étude est la première à identifier des individus Dal-négatifs chez des chiens de race autre que Dalmatien et à établir le mode d’héritabilité du Dal, soit autosomal dominant. Par la suite, 2 Beagles Dal-négatifs ont été sensibilisés spécifiquement pour le Dal en recevant une transfusion Dal-positif. Suivant la sensibilisation, des allo-anticorps anti-Dal ont été détectés à partir du 4ième jour post-transfusion et sont demeurés détectables jusqu’à 2 ans post-transfusion. Les titres d’agglutination maximaux (1:64 et 1:1024) ont été atteints 2 et 1 mois post-transfusion chez le chien #1 et le chien #2, respectivement. Cette étude a confirmé l’immunogénicité du Dal tout en ayant généré une quantité considérable d’allo-anticorps anti-Dal permettant de futurs typages sanguins Dal. / The purpose of this study was to determine the clinical importance of the Dal canine erythrocyte antigen by investigating its prevalence, its mode of inheritance and its immunogenicity. A total of 1230 dogs recruited from North America were blood typed for Dal applying a gel column technique using polyclonal canine anti-Dal sera. Dal-negative dogs were identified mostly in Dalmatians (15/128), Dobermans Pinschers (183/432) and Shih Tzus (12/21), and sporadically in mixed breed dogs (3/122), Beagles (2/100), Lhasa Apso (1/6) and Bichon Frise (1/3). All other dogs tested were Dal-positive (n= 418). Six Dal-negative blood donors were found, including 5 Doberman Pinschers (1/228 non-Dalmatian and non-Doberman Pinscher blood donors). The scarcity of Dal-negative blood donors puts Dal-negative patient at higher risk of transfusion incompatibility if requiring multiple blood transfusions. This study was the first to identify Dal-negative dogs in other breeds than Dalmatians and to establish an autosomal dominant mode of inheritance of the Dal-positive phenotype. Secondly, 2 Dal-negative healthy research Beagles were sensitized specifically for Dal with a Dal-positive packed red blood cell transfusion. Following sensitization, anti-Dal alloantibodies were detected as early as 4 days post-transfusion and remained detectable 2 years post-transfusion, with maximum agglutination titers (1:1024 and 1:64) reached respectively 1 and 2 months posttransfusion in dog #2 and dog #1. Our study confirmed the immunogenicity of the Dal and allowed banking of a considerable amount of polyclonal antisera for further Dal blood typing.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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L'autorenouvellement est une propriété fondatrice du concept de cellule souche. Cependant, malgré l'avancée des connaissances actuelles, les mécanismes moléculaires sous-jacents restent mal compris. Nous nous sommes donc intéressés à cette question, en étudiant l'équilibre entre autorenouvellement et différenciation dans des progéniteurs érythrocytaires primaires. D'une part, grâce à une étude combinant des approches pharmacologiques et de génétique fonctionnelle, nos résultats montrent que le contrôle de la synthèse cellulaire du cholestérol joue un rôle essentiel dans la régulation du basculement de l'autorenouvellement vers la différenciation. D'autre part, nous avons étudié la nature stochastique de l'expression génique au cours du passage de l'autorenouvellement vers la différenciation. En effet, contrairement au caractère déterministe initialement attribué à l'expression des gènes, les données accumulées au cours des dernières années démontrent que cette expression repose sur des processus stochastiques. Nous avons en particulier oeuvré à la conception et à la mise en place d'un dispositif permettant de suivre en temps réel l'expression génique dans des cellules individualisées, afin de pouvoir mesurer et évaluer cette stochasticité. Au final, l'ensemble de ces travaux participent à la compréhension des bases moléculaires de l'autorenouvellement et du contrôle des choix du devenir cellulaire.

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