Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1998. / Titre de l'écran-titre (visionné le 13 juillet 2006). Publié aussi en version papier.

Ce travail présente l'étude de la modulation des canaux K[indice inférieur Ca] des muscles lisses des voies respiratoires par les EETs. Nous avons démontré que l'isomère 11,12-EET active directement les canaux K[indice inférieur Ca], sans l'implication d'une protéine G. Des concentrations de 0.9-3.0 [mu]M multiplient par 1.2-4 la probabilité d'ouverture des canaux K[indice inférieur Ca] sans affecter leur conductance. De plus, les effets du 11,12-EET sont présents lorsque la molécule exogène est ajoutée du côté extracellulaire (cis), et non du côté cytoplasmique (trans) du canal. Le précurseur du 11,12-EET, l'acide arachidonique, induit aussi une activation des canaux K[indice inférieur Ca], mais à des concentrations beaucoup plus élevées. Par contre, les platelet-activating factors (PAF) n'ont aucun effet direct sur le canal, même à des concentrations de 10 [mu]M. Le 11,12-EET n'induit pas une plus grande activation des canaux K[indice inférieur Ca] avec la présence de GTP du côté cytoplasmique, et donc l'hypothèse de la double activation de ces canaux par le 11,12-EET n'a pas été retenue. Finalement, le 11,12-EET induit une relaxation des muscles lisses des bronches de cobayes contractés avec le carbamylcholine, un agoniste muscarinique".--Résumé abrégé par UMI.

"Le recrutement des neutrophiles est une étape critique de la réaction inflammatoire. L'AMP cyclique (AMPc) est une molécule reconnue pour ses effets pro-inflammatoires à de très faibles concentrations intracellulaires mais aussi pour ses effets anti-inflammatoires à fortes concentrations intracellulaires, et ce au niveau de plusieurs de types cellulaires. Des résultats obtenus dans notre laboratoire ont montré que les agents qui augmentent la concentration intracellulaire d'AMPc, comme l'histamine et l'adénosine, inhibent la biosynthèse du leucotriène B₄ (LTB₄) chez le neutrophile humain en bloquant la libération de son substrat, l'acide arachidonique. D'autres études en cours montrent que le LTB₄ est essentiel à la migration transendothéliale du neutrophile humain. Nous démontrons dans cette étude in vitro que l'inhibition par l'AMPc de la migration transendothéliale du neutrophile humain est due, du moins en partie, à l'inhibition de la biosynthèse du LTB₄."

Les médiateurs lipidiques de l'inflammation comprennent plusieurs familles de molécules biologiquement actives, incluant le leucotriène B₄ (LTB₄) et le facteur activant les plaquettes (PAF). Ces médiateurs s'avèrent être particulièrement importants dans la pathogenèse de maladies inflammatoires comme l'arthrite. Effectivement, ils participent directement au recrutement et à l'activation des neutrophiles au site inflammatoire. La biosynthèse du LTB₄ et du PAF implique la phospholipase A₂ de groupe IVA (cPLA₂α); en effet, cette enzyme libère les substrats nécessaires à la biosynthèse de ces médiateurs à partir des phospholipides membranaires. Les mécanismes de régulation de la cPLA₂α sont encore aujourd'hui peu compris. Cette présente étude visait à mieux comprendre et à élucider de nouveaux mécanismes de régulation de la cPLA₂α, première enzyme impliquée dans la biosynthèse du LTB₄ et du PAF dans les neutrophiles humains. Les résultats démontrent que, dans les neutrophiles humains, l'activité de la cPLA₂α est inhibée par son produit, l'acide arachidonique (AA) et que l'AA induit la translocation de l'enzyme aux membranes. Nos résultats suggèrent également une interaction directe du produit (AA) avec l'enzyme et que cette interaction se fait probablement au site catalytique. Les résultats de cette étude ont permis de révéler un nouveau mécanisme de régulation de la cPLA₂α jamais identifié, la régulation négative de la cPLA₂α par l'AA. Le site d'interaction de l'AA sur l'enzyme lors de cette régulation reste à être confirmé.

Les porteurs de l’apolipoprotéine E ε4 (APOE4) sont à risque accru de développer un déclin cognitif et/ou des maladies cardiovasculaires comparativement aux non-porteurs. Ceci serait partiellement attribuable à un débalancement dans le métabolisme de l’acide docosahexaénoïque (DHA), un acide gras (AG) polyinsaturé oméga-3 qui joue un rôle crucial dans la santé du cerveau et du cœur. La consommation d’une diète riche en AG saturés et la présence de surpoids pourraient exacerber ce débalancement puisque ces facteurs modifient l’homéostasie du DHA. Des données préliminaires suggèrent que la consommation d’un supplément à haute dose de DHA, sur le long terme, permettrait de rétablir l’homéostasie de cet AG chez les porteurs de l’APOE4. L’objectif de la première étude était d’évaluer la réponse plasmatique à un supplément de DHA chez des participants consommant une diète riche en AG saturés, et ce, en fonction de l’indice de masse corporelle (IMC) et du statut de porteur de l’APOE4. Cette étude a démontré une interaction génotype x IMC sur la réponse plasmatique de l’acide arachidonique (AA) et du DHA au supplément. De plus, les porteurs de l'APOE4 étaient de plus faibles répondeurs au supplément de DHA comparativement aux non-porteurs, mais seulement chez les participants en surpoids. L’objectif de la seconde étude était d’évaluer si une diète riche en DHA pendant huit mois permet de rétablir les niveaux de DHA dans le foie de souris porteuses de l’APOE4 et d’évaluer si les transporteurs hépatiques d’AG sont impliqués dans ce rétablissement. Les résultats ont démontré que sous une diète contrôle, les concentrations hépatiques d’AA et de DHA étaient plus élevées chez les souris APOE4 comparativement aux souris APOE3 et que le transporteur d’AG hépatiques FABP1 est impliqué. Par contre, chez les souris ayant consommé la diète riche en DHA, les niveaux d’AA et de DHA étaient similaires entre les génotypes. Ceci suggère qu’une supplémentation à long terme en DHA pourrait rétablir l’homéostasie de l’AA et du DHA chez les porteurs de l’APOE4. Puisque le DHA est impliqué dans la santé du cerveau et du cœur, la consommation de hautes doses de DHA chez les porteurs de l’APOE4 pourrait contribuer à diminuer leur risque de développer un déclin cognitif et/ou des maladies cardiovasculaires mais cette association devra être évaluée dans des études ultérieures.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les récepteurs nucléaires LXRα et LXRβ sont activés par la fixation de dérivés oxygénés du cholestérol. Ils régulent l’expression de nombreux gènes appartenant au métabolisme du cholestérol et des acides gras, et jouent un rôle important dans l’inflammation et l’immunité innée. L’activation de LXR inhibe le développement de l’athérosclérose, en augmentant l’efflux de cholestérol des macrophages ainsi que le transport inverse jusqu’au foie et l’excrétion biliaire. De plus, LXR diminue la biosynthèse et la captation du cholestérol dans les tissus périphériques. Enfin, les agonistes synthétiques de LXR administrés à des souris diminuent significativement l’inflammation dans les lésions athérosclérotiques, notamment en inhibant la sécrétion de certaines cytokines inflammatoires. Néanmoins LXR régule également la lipogenèse et la synthèse d’acides gras mono-insaturés, et l’administration d’agonistes de LXR s’accompagne également d’effets indésirables liés à cette régulation, comme une accumulation dérégulée d’acides gras dans le foie et une augmentation du taux de LDLs circulantes. Plusieurs autres mécanismes restent encore à être explorés, comme la synthèse d’acides gras polyinsaturés et les conséquences sur le métabolisme cellulaire. Nos travaux identifient une nouvelle voie régulée entièrement par LXR, le métabolisme des acides gras polyinsaturés. Le récepteur nucléaire LXR régule l’ensemble des enzymes FADS1, FADS2 et ELOVL5, responsables de la synthèse d’acides gras polyinsaturés oméga-6 et oméga-3. Cette régulation s’accompagne d’une incorporation d’acide arachidonique dans les phospholipides, via la régulation de LPCAT3, ce qui prépare les macrophages à une synthèse accrue de dérivés inflammatoires issus de l’acide arachidonique, comme la Prostaglandine E2, suite à une stimulation au lipopolysaccharide. La régulation de cette voie par LXR a également un effet sur le développement de l’athérosclérose, augmentant les taux d’acides gras polyinsaturés oméga-6 et oméga-3 dans les plaques d’athérome. Nos résultats montrent donc que LXR régule la synthèse des acides gras polyinsaturés en plus des acides gras mono-insaturés et de la lipogenèse et que cette régulation a des conséquences sur le profil lipidique des macrophages in vitro et in vivo ainsi que sur leur réponse inflammatoire. / The nuclear receptors LXRα and LXRβ are activated by oxygenated metabolites of cholesterol. They regulate the expression of numerous genes belonging to cholesterol and fatty acids metabolism, and play a central role in inflammation and innate immunity. LXR activation inhibits atherosclerosis development, by increasing cholesterol efflux from macrophages as well as reverse cholesterol transport and biliary excretion. In addition, LXR decreases cholesterol uptake and biosynthesis. Synthetic LXR agonists fed to mice significantly decrease inflammation in atherosclerotic lesions, by inhibiting several inflammatory cytokines. However, LXR also regulate lipogenesis and monounsaturated fatty acids synthesis, and LXR agonists supplementation is accompanied by side effects due to this regulation, such as a deregulated accumulation of fatty acids in the liver and an increase in circulating LDLs. Other mecanisms still need to be characterized, such as polyunsaturated fatty acids synthesis and the consequences on cell metabolism. Our work identify a new pathway regulated by LXR, the metabolism of polyunsaturated fatty acids. The nuclear receptor LXR regulates all enzymes responsible for omega-6 and omega-3 polyunsaturated fatty acids synthesis, FADS1, FADS2 and ELOVL5. This regulation is accompanied by an increase in arachidonic acid incorporation in phospholipids, via LPCAT3 regulation, which subsequently primes human macrophages for an increased inflammatory metabolites secretion derived from arachidonic acid, such as Protaglandin E2, following a LPS stimulation. The regulation of this pathway by LXR has an effect on atherosclerosis, increasing omega-6 and omega-3 ployunsaturated fatty acids in atheroma plaques. Our results show therefore that LXR regulates polyunsaturated fatty acids synthesis in addition to monounsaturated fatty acids and lipogenesis, and that this regulation has direct consequences on lipid profile of macrophages in vitro and in vivo as well as on their inflammatory response.

Les peptides antimicrobiens (PAMs) cationiques sont des molécules amphipatiques conservées chez une grande diversité d'espèces vivantes. Ils participent ainsi à la défense immunitaire de nombreux organismes incluant les bactéries, les insectes, les plantes et les vertébrés. En plus de leur activité microbicide directe dirigée contre un large spectre de pathogènes, la plupart des PAMs cationiques sont désormais connus pour exercer des fonctions immunomodulatrices sur les réponses innée et adaptative. Notre équipe a récemment découvert et isolé un nouveau PAM à partir du venin de la fourmi Tetramorium bicarinatum, nommé P17. Dans ce travail, nous avons étudié les propriétés immunomodulatrices du P17 sur la réponse immunitaire innée médiée par les macrophages. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à sa capacité à moduler la différenciation de macrophages dérivés de monocytes humains (h-MDM) ainsi que leurs fonctions fongicides associées vis-à-vis d'une levure opportuniste majeure Candida albicans (C. albicans). Nous avons ainsi pu mettre en évidence que le P17 oriente la différenciation des h-MDM vers un phénotype alternatif caractérisé par la surexpression des récepteurs lectine de type C (CLRs) tels que Dectine-1 et le récepteur mannose (MR). De manière intéressante, nous avons mis en évidence que la surexpression de ces deux récepteurs à la surface des h-MDM activés par le P17 nécessite la mobilisation de l'acide arachidonique et la production de leucotriène B4 (LTB4). Nous avons également démontré que ce métabolite de l'AA conduit à l'activation du récepteur nucléaire PPARƴ, facteur clé de l'activation alternative des macrophages et de l'expression des CLRs associée à ce phénotype. Au cours de ce travail, nous avons démontré que les h-MDM polarisés par le P17 présentent une meilleure capacité à éliminer C. albicans. En effet, ces h-MDM activés par le P17 ont une capacité de reconnaissance, par les CLRs Dectine-1 et MR, et de phagocytose de C. albicans augmentée. De plus, l'étude des mécanismes microbicides conduisant à l'élimination de C. albicans révèle que les h-MDM activés par le P17 produisent de fortes quantités d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et d'IL-1ß via l'inflammasome. Ainsi, ce travail met en évidence que l'induction de l'activité fongicide des h-MDM par le P17 est dépendante de l'axe LTB4/ PPARƴ/Dectine-1-MR. Nous avons finalement confirmé ces données in vivo sur un modèle de candidose gastro-intestinale induite chez des souris traitées par voie intra-péritonéale par P17 ou non. Les résultats obtenus ont révélé que les souris traitées par P17 étaient plus résistantes à l'infection gastro-intestinale à C. albicans. La diminution de la charge fongique au niveau du cæcum des souris traitées par le P17 est associée à une meilleure efficacité de leurs macrophages à phagocyter C. albicans, à produire des ROS et à tuer C. albicans. Ainsi, ces résultats identifient le P17 comme un activateur original des propriétés antifongiques des macrophages agissant en aval de la voie permettant l'induction de l'expression des CLRs via PPARƴ. Ces données révèlent pour la première fois l'implication d'un PAM dans le contrôle de la différenciation des macrophages et leurs fonctions microbicides. / Cationic antimicrobial peptides (AMPs) are evolutionary small and amphipatic conserved molecules which are involved in the immune defense of a wide range of organisms, including bacteria, insects, plants and vertebrates. Beside their direct microbicidal activity against pathogens, most of them are known to exert immunomodulatory functions on innate and adaptive immune cells. Here we evaluated the immunomodulatory properties of an original cationic AMP, named P17, discovered and isolated by our team from the ant Tetramorium bicarinatum venom. We have focused on its efficiency to modulate human monocyte-derived macrophages (h-MDM) differentiation and its capacity to provide them an antifungal activity against the main opportunistic yeast Candida albicans (C. albicans). We showed that P17 directed h-MDM polarization toward an alternative phenotype characterized by mannose (MR) and dectin-1 C-type lectin receptors (CLRs) upregulation. Interestingly, we demonstrated that this upregulation of MR and Dectin-1 in P17-treated h-MDM requires AA mobilization and leukotriene B4 (LTB4) synthesis, essential for PPAR activation. We also demonstrated that this AA metabolite led to the PPARƴ nuclear receptor activation which is a key factor of macrophages alternative activation and the associated CLRs expression. In this study, we observed that P17-activated h-MDM exhibited an improved capacity to eliminate C. albicans. Indeed, these P17-polarized macrophages displayed an increased ability to recognize and phacocyte yeasts. Furthermore, the study of microbicidal mechanisms leading to C. albicans clearance revealed that P17-activated h-MDM produced reactive oxygen species (ROS) and inflammasome-dependant IL-1ß in high amounts. These mechanisms induction in P17-polarized h-MDM was dependent on the LTB4/ PPARƴ/Dectin-1-MR axis. Finally, these data were supported by in vivo experiments demonstrating that P17-treated mice infected with C. albicans developed less severe gastrointestinal infection related to a higher efficiency of their macrophages to engulf C. albicans, to produce ROS and to kill yeasts. Altogether, these results identify P17 as an original activator of the fungicidal response of macrophages that acts downstream the pathway leading to CLRs expression through PPARƴ activation.

En bloquant les deux voies majeures de métabolisation de l’acide arachidonique, les inhibiteurs mixtes 5-LOX/COX-2 sont de puissants agents anti-inflammatoires non stéroïdiens minimisant les effets secondaires gastro-intestinaux et allergiques (asthme). Par ailleurs, ils offrent de nouvelles perspectives dans le traitement préventif de certains cancers. Contrairement à la COX-2, déjà largement étudiée, le niveau de connaissances concernant la 5-LOX humaine est beaucoup plus restreint. Notre objectif a donc été de caractériser sa structure ainsi que son mode d’interaction avec des inhibiteurs de type non redox, dans le but d’aider à la conception rationnelle d’inhibiteurs mixtes 5-LOX/COX-2. Dans un premier temps, la comparaison d’inhibiteurs 5-LOX non redox de la littérature a permis de mettre en évidence un modèle de pharmacophore à 5 points. Par ailleurs, la structure 3D de la 5-LOX humaine n’étant pas encore déterminée, nous l’avons modélisée par homologie avec la 15-LOX de lapin cristallisée et nous avons étudié, par docking, le mode d’interaction d’inhibiteurs 5-LOX non redox au sein du site actif. La combinaison des approches centrées, respectivement, sur les ligands et sur la protéine, nous a permis d’affiner l’hypothèse de pharmacophore et de proposer un modèle général d’interaction au sein du site actif 5-LOX./Dual 5-LOX/COX-2 inhibitors, acting on both major arachidonic acid metabolic pathways, are potent non-steroidal anti-inflammatory agents, with a reduced gastro-intestinal toxicity and fewer allergic adverse reactions. Moreover, they are promising in the treatment of several cancers. Whereas COX-2 has already been extensively studied, little structural or mechanistic information is available regarding human 5-LOX. Therefore, we focussed on this enzyme and characterized its 3D structure as well as its interaction with non redox inhibitors in order to help the design of dual 5-LOX/COX-2 inhibitors. Firstly, comparison of non redox 5-LOX inhibitors from the literature led to the generation of a five-point pharmacophore model. The 3D structure of human 5-LOX was then modelled based on the crystal structure of rabbit 15-LOX and, the binding modes of representative ligands were investigated through docking studies. Combination of both ligand-based and target-based approaches allowed the refinement of the pharmacophore hypothesis and led to the proposal of an interaction model for non redox inhibitors inside the 5-LOX active site.