Les hormones stéroïdiennes jouent un rôle important dans le développement sexuel normal de l’homme et de la femme. Le développement et la progression de plusieurs cancers hormonaux-dépendants tels que le cancer du sein, des ovaires et de la prostate sont également influencés par la disponibilité des stéroïdes actifs et de leurs précurseurs gonadiques et surrénaliens. Les enzymes UDP- glucuronosyltransferase (UGT) font partie de la phase II du métabolisme des médicaments également impliqués dans l’inactivation des stéroïdes. Ces enzymes ont le potentiel de jouer un rôle important sur la biodisponibilité des stéroïdes aux niveaux tissulaire et circulant. Mes travaux portaient sur l’étude de la glucuronidation de précurseurs (13) impliqués dans la formation de la dihydrotestostérone (DHT) et de ses métabolites. Nous avons d’abord déterminé la formation de dérivés glucuronides (-G) de ces stéroïdes au foie, rein et intestin, démontrant la formation de stéroïde-G pour pratiquement tous ceux testés. Quinze enzymes UGT humaines ont été investiguées individuellement pour leur participation à la formation de ces stéroïdes-G. En plus de la sous-famille UGT2B déjà reconnue, l’UGT1A4 est parmi celle qui jouerait un rôle prédominant dans la conjugaison de la plupart des précurseurs surrénaliens et de l’androgène actif DHT, alors que l’enzyme UGT1A10 est active pour la formation de DHT-G et d’androstanediol-G. De plus, nos données indiquent que les isoformes variantes des enzymes UGT1A4 et UGT2B7, issues de polymorphismes génétiques fréquents (>5%) aux codons 24 (UGT1A4*2), 48 (UGT1A4*3) et 268 (UGT2B7*2), pourraient entrainer des variations hormonales significatives en affectant l’activité enzymatique de ces enzymes. Enfin, la mesure de certains de ces métabolites chez un groupe d’hommes et de femmes pré- et post–ménopausées, supporte la variabilité interindividuelle dans les niveaux circulants de stéroïdes-G, toutefois, un plus grand nombre de sujets sera nécessaire afin de déterminer si les variations génétiques des enzymes UGT impliquées sont en cause. / Steroid hormones play a critical role in the sexual development of both men and women. The development and progression of several hormono-dependent cancers such as breast, ovarian, uterine and prostate cancers are also influenced by the bioavailability of active steroids as well as their gonadal and adrenal precursors. UDP-glucuronosyltransferase enzymes represents phase II drug-metabolizing enzymes involved in the inactivation of steroids in addition to therapeutic drugs. Variability in this pathway has the potential to affect steroids bioavailability in tissues and in blood. My work focused on the study of glucuronidation of steroid precursors (13) of dihydrotestosterone (DHT) synthesis and its metabolites. We first determined whether glucuronide (-G) derivatives of these precursors are formed in the liver, kidney and intestine. Steroid–glucuronides (-G) were demonstrated for almost every steroids tested. Of the 15 human UGT enzymes tested individually, UGT1A4 is one of the most active towards adrenal precursors (dehydroepiandrosterone, androstanediol and progestogens) and the active androgen DHT, whereas UGT1A10 is active for DHT and androstanediol. In addition, our data indicate that the variant isoforms of UGT1A4 and UGT2B7 resulting from the presence of frequent genetic polymorphisms (>5%) at codons 24 (UGT1A4*2), 48 (UGT1A4*3) and 268 (UGT2B7*2), affect enzyme activity for steroid substrates. Finally, quantification of some of these glucuronide metabolites in a small group of men and pre- and post-menopausal women supports their formation and highlight a significant inter-individual variability in their circulating levels. Additional studies are required to determine whether genetic variations in UGT genes might explain a fraction of the observed variability.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 60-72. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

La rétinol déshydrogénase est suggérée comme une enzyme importante dans le métabolisme des rétinoïdes (Vitamine A). Elle appartient à la superfamille des déshydrogénases/réductases à chaîne courte et catalyse la transformation du rétinol à l'aldéhyde correspondant. En fait, le clonage de la rétinol déshydrogénase humaine de type 16 (RDH16) par l'isolation de son ADNc, et la construction d'un vecteur d'expression qui exprime de façon stable l'enzyme ciblée, nous a permis de déterminer l'activité qui lui est attribuée. En effet, en transfectant le vecteur dans les cellules HEK-293, nous avons pu démontrer que la RDH16 possède aussi une activité 3aoxydative puisqu'elle catalyse la transformation du 5ct-androstane-3a,17p-diol (3a-diol) en dihydrotestostérone (DHT). Cette transformation représente une source de production d'androgènes, laquelle est différente de la voie classique où la production de la DHT se fait à partir de la testostérone par l'action de la 5a-réductase dans les tissus périphériques. La distribution tissulaire de la RDH16 établie par PCR quantitatif en temps réel est surtout concentrée dans le foie où elle joue un rôle dans le métabolisme des rétinoïdes et, en second lieu, à un niveau moindre dans la prostate, qui est un tissu sensible aux androgènes. Il est intéressant de noter que le gène Rdhlô chez la souris, le gène homologue de la RDH16 humaine, est très stimulé par la DHT et le déhydroépiandrostérone dans la glande préputiale, mais sa stimulation par l'estradiol n'est pas très importante.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. 91-105. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2001. / Bibliogr.: f. [92]-105. Publ. aussi en version électronique.

L'utérus est un tissu complexe fonctionnant sous le contrôle d'hormones stéroïdiennes et hypophysaires, et faisant intervenir de nombreux facteurs. Les hormones stéroïdiennes ovariennes jouent un rôle particulièrement important au niveau des changements morphologiques et de la différenciation vasculaire de l'utérus. Bien que l'utérus tienne une place fondamentale dans le domaine de la fertilité et de la santé des femmes, les mécanismes hormonaux, cellulaires, et moléculaires qui contrôlent le fonctionnement de l'utérus ne sont pas entièrement définis. Ainsi, nos travaux visaient l'identification des gènes modulés par l'oestradiol (E2) et la dihydrotestostérone (DHT) dans l'utérus de souris ovariectomisées. Plus précisément, l'analyse de ces gènes avait pour but de caractériser ou de raffiner la compréhension des sentiers métaboliques et/ou signalétiques impliqués dans la régulation du fonctionnement de l'utérus, et ultimement, de déterminer des gènes pouvant potentiellement servir de cibles thérapeutiques. Mettant à profit les récentes avancées technologiques pour l'acquisition et l'analyse de données génomiques, nous avons entrepris l'étude détaillée du profil de l'expression génique induit par l'E2 ou la DHT dans l'utérus de souris. Ces investigations ont confirmé l'activation par E2 d'une série d'événements transcriptionnels, potentiellement impliqués dans le contrôle de l'effet utérotrophique de l'oestradiol. Il ressort également de nos analyses que la DHT module la transcription de gènes liés au contrôle du cycle cellulaire, et que cette hormone pourrait éventuellement participer aux modifications périodiques de la couche endométriale de l'utérus. Cette étude n'a toutefois pas encore permis la caractérisation de nouveaux sentiers métaboliques ou signalétiques. En résumé, les résultats présentés dans ce mémoire ont non seulement permis de préciser les profils d'expression génique induits par l'E2 ou la DHT dans l'utérus de souris, mais également de mettre en évidence les sentiers IGF1 (pour E2) et ATM/Gadd45g (pour DHT), et d'émettre ainsi de nouvelles hypothèses à tester par des approches de biologie moléculaire classique.

L'influence de l'estradiol, de la dihydrotestostérone et de la corticostérone sur l'expression génétique de l'enzyme Il β-hydroxystéroïde déshydrogénase de types 1 et 2 a été évaluée par l'analyse semi-quantitative de résultats d'hybridation in situ des ARN messagers correspondants. Le rein, le foie, les glandes surrénales, les glandes préputiales, les glandes clitoridiennes, la prostate, les glandes mammaires, l'utérus et le vagin ont été les tissus à l' étude. Des souris mâles et femelles ayant d'abord subi une gonadectomie ou une adrénalectomie (l'ablation des organes principalement producteurs des hormones stéroïdiennes en question) ont ensuite reçu le remplacement hormonal correspondant à la chirurgie de chaque sujet. Les résultats ont démontré une régulation de la Il phydroxystéroïde déshydrogénases de types 1 et 2 par ces stéroïdes hormonaux, mais de façon différente, selon le tissu et selon le sexe. La localisation des enzymes a aussi été identifiée au niveau cellulaire. Aussi, la distribution de la Il β-hydroxystéroïde déshydrogénase de type 1 présente un dimorphisme sexuel au niveau du rein.

Les études disponibles suggèrent que l'expression des gènes et la régulation cellulaire du tissu adipeux pourraient jouer un rôle important dans le développement des complications reliées à l'obésité. L'identification et la caractérisation du transcriptome de tissu adipeux est susceptible d'aider à comprendre davantage la fonction endocrinienne de ce tissu et le rapport entre l'homéostasie de l'énergie et d'autres systèmes physiologiques. Les outils de la génomique fournissent l'avantage d'étudier simultanément l'expression d'un grand nombre de gènes possiblement impliqués dans les maladies associées à l'obésité. Dans cette thèse, nous avons principalement examiné le transcriptome du tissu adipeux dans diverses conditions physiologiques. La conversion de certains stéroïdes a également été étudiée. La méthodologie des micropuces d'expression a été utlisée, en plus des techniques usuelles de la biochimie des tissus adipeux. Nous avons étudié pour la première fois la variabilité d'expression des gènes dans le tissu adipeux sous-cutané et omental chez des hommes obèses. En second lieu, nous avons étudié la réponse du transcriptome de tissu adipeux à la dihydrotestostérone (DHT) chez les souris. Troisièmement, nous avons examiné le métabolisme de la progestérone dans les cellules adipeuses. Enfin, nous avons évalué l'impact de l'ablation des ovaires sur le métabolisme et le transcriptome de tissu adipeux de singe. En conclusion, dans nos études de transcriptomique examinant le profil d'expression des gènes dans des échantillons humains et d'animaux et dans différentes conditions, plusieurs gènes et voies moléculaires intéressantes ont été identifiés. Ces études peuvent fournir des informations sur les voies métaboliques et de signalisation étant à la base de l'étiologie de l'obésité et de ses complications.

La 17β-hydroxystéroïde déshydrogénase humaine de type 7 (17β-HSD7) a une double fonction dans la cholestérologénèse et la stéroïdogénèse, et qui est impliquée à la fois dans la formation d’estradiol (E2) à partir de l’estrone (E1), et dans la dégradation de la dihydrotestostérone (DHT) en un œstrogène faible (3β-diol). Cependant, sa fonction dans le cancer du sein dépendant des œstrogènes (positif aux récepteurs oestrogéniques (RE+) n’a pas toujours été claire. L’E2 stimule la croissance des cellules cancéreuses du sein (CCS; cellules MCF-7) via les RE tandis que la DHT a un effet antiprolifératif via le récepteur des androgènes. Mes études in vitro, in vivo et de protéomique, ont apporté les résultats suivants : (1) L’inhibition de la 17β-HSD7 par un inhibiteur spécifique (INH7) dans les CCS a entrainé une baisse de l’E2, une augmentation de la DHT, une interruption du cycle cellulaire et une régulation négative de cette enzyme. De plus, l’INH7 a permis de réduire des tumeurs xénogreffes qui a été accompagnées d’une diminution de l’E2 et une augmentation de la DHT sériques. (2) L’INH7 a modulé des protéines impliquant différents processus biologiques. L’INH7 a supprimé l’expression de la protéine 78 régulée par le glucose (Grp78) et de fait a augmenté l’apoptose des CCS envers le Letrozole, un inhibiteur de l’aromatase. (3) Les interactions entre les CCS et les fibroblastes tumoraux montrent que la 17β-HSD7 était l’enzyme la plus régulée dans les CCS tandis que l’aromatase était l’enzyme les plus régulées dans les fibroblastes. De telles régulations ont mené à une augmentation de la conversion de l’E2 à partir de ses précurseurs, et a ainsi encouragé la prolifération cellulaire des CCS. Si l’augmentation de la prolifération cellulaire est bloquée par le Letrozole des résultats plus significatifs ont été observés par l’INH7 qui bloque la dégradation de la DHT. (4) L’analyse des données intégratives basée sur The Cancer Genome Atlas (TCGA) confirme l’amplification significative du gène HSD17B7 dans les divers cancers du sein comparé à des tissus mammaires sains. Ainsi, nous pensons que la 17β-HSD7 devrait être une nouvelle cible thérapeutique des cancers RE+ du sein. / Human 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 7 (17β-HSD7) displays a dual function in cholesterogenesis and steroidogenesis. In steroidogenesis, it is both involved in the formation of the estradiol (E2) from estrone (E1) and in the degradation of dihydroterstosterone (DHT) into weak estrogen 5α-androstane-3β, 17β-diol (3β-diol). However, its function in estrogen dependent breast cancer (estrogen receptor positive, ER+) has been unclear for many years. E2 stimulates breast cancer cells (BCCs, MCF-7 cells) growth via estrogen receptor (ER) whereas DHT displays anti-proliferative effects via androgen receptor (AR). In the present thesis, the function of 17β-HSD7 in ER+ breast cancer was studied with in vitro, in vivo, proteomics and three dimensional (3D) co-culture model and results were described: (1) Inhibition of 17β-HSD7 by its selective inhibitor (INH7) in BCCs induced significant lower E2, higher DHT, cell cycle arresting and negative regulating of the same enzyme. Such inhibition induced significant shrinkage of xenograft tumors accompanied by decreased E2 and elevated DHT in plasma. (2) Inhibition of 17β-HSD7modulated 104 proteins involved in different biological processes. INH7 especially suppresses the expression of glucose regulated protein 78 (GRP78) and consequently enhanced apoptosis of MCF-7 towards aromatase inhibitor. (3) The interactions between BCCs and tumor fibroblast modulate steroidogenic enzymes. 17β-HSD7 was the most modulated enzyme in MCF-7 cells whereas aromatase was the most regulated enzyme in fibroblast (Hs578Bst). Such regulations led to an increasing of E2 conversion from precursors and promoted MCF-7 cells’ proliferation. The increased cell proliferation was blocked by aromatase inhibitor in 3D co-culture system, but more significant results were observed with INH7 which blocked DHT degradation. (4) Integrative data analysis with The Cancer Genome Atlas (TCGA) confirmed the significant amplification of 17β-HSD7 in various breast cancers compared to normal breast tissue. Thus, in the present thesis, 17β-HSD7 was characterized as a novel therapeutic target for estrogen dependent breast cancer in postmenopausal women.

Ce programme de recherche vise à améliorer la compréhension de l'expression génique de la glande mammaire sous l'effet de la dihydrotestostérone ou de l'oestradiol, dont elle dépend pour exercer ses rôles physiologiques. Cependant, une dysrégulation hormonale peut favoriser la formation de tumeurs cancéreuses dans les glandes mammaires. Par l'usage de la méthode d'analyse sérielle d'expression génique, l'identification des transcrits régulés par ces hormones démontrent la contribution de gènes spécifiques aussi bien d'un point de vue physiologique au niveau de la différenciation cellulaire, la régulation du cycle cellulaire, l'homéostasie, l'immunité, le cytosquelette et d'autres, que pathologique, en ce sens qu'ils peuvent susciter des suggestions selon le cas de la pathogénicité qui pourrait découler suite à un dérèglement hormonal. Compte tenu des résultats obtenus, des cibles thérapeutiques intéressantes sont envisageables.