HNF1α (hepatocyte nuclear factor-1α) est un facteur de transcription exprimé dans le foie, le pancréas, les reins, l’estomac, l’intestin grêle et le côlon. Il a été démontré que des mutations du gène codant pour cette protéine sont associées à un diabète non insulinodépendant MODY3. De plus, les souris déficientes pour l’expression de Hnf1α souffrent d’hyperglycémie. Ces animaux mutants semblent produire de l’insuline mais présentent cependant une altération de la sécrétion de cette hormone au niveau du pancréas. Dans une précédente étude, nous avons démontré que certains marqueurs de cellules entéroendocrines impliqués dans l’homéostasie du glucose étaient modulés chez les animaux mutants comparativement aux animaux contrôles notamment la ghréline, le Gip, la somatostatine. Notre hypothèse de recherche est que la perte de Hnf1α conditionne la promotion du diabète par l’intermédiaire d’hormones intestinales. Nous avons observé, chez les animaux mutants, une augmentation de l’expression du transcrit, du nombre de cellules positives ainsi que des taux plasmatiques de ghréline. Cette hormone étant reliée à l’homéostasie du glucose, nous avons suivi les variations de la glycémie et des taux d’insuline chez nos animaux. Nous avons observé une hyperglycémie accompagnée d’une diminution des taux d’insuline chez nos animaux mutants. Ces souris présentent une prise alimentaire augmentée, une polyurie et une polydipsie élevées, symptômes connus du diabète. Le traitement de 6 jours sur les souris Hnf1α[indice supérieur -/-] avec un antagoniste commercial du récepteur à la ghréline GHSR1a, le (D-Lys3)-GHRP-6 de BACHEM®, montre un rétablissement de la glycémie proche des valeurs normales, de même qu’une augmentation significative des taux d’insuline plasmatiques des souris traitées, une diminution de la polyurie, de la polydipsie et de la glycosurie. Les souris mutantes traitées avec cet antagoniste voient leur tolérance au glucose améliorée même en cas de choc glycémique. Nous avons, enfin, documenté la régulation possible de Hnf1α vis-à-vis du gène codant pour la ghréline. Des infections lentivirales, réalisées sur des cellules MIN6 avec un shARN dirigé contre le transcrit Hnf1α, montrent une augmentation des taux d’expression du transcrit ghréline. Nous avons également mis en évidence l’interaction physique entre Hnf1α et le promoteur ghréline en plusieurs sites par des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine. L’ensemble de ces résultats suggère que la perte de Hnf1α chez la souris joue un rôle dans la promotion de l’hyperglycémie par l’intermédiaire d’une dérégulation de la production de ghréline.

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

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

Il est bien établi que la vasopressine (AVP) est élevée dans le diabète tant humain qu'expérimental. Chez l'homme, plusieurs études récentes ont montré une association entre la copeptine (biomarqueur de la sécrétion d'AVP), et la survenue d'un diabète ou d'une hyperglycémie, le syndrome métabolique et l'obésité. Dans l'équipe, nous avons montré une association inverse entre la consommation d'eau (diminue la sécrétion AVP) et le risque de survenue d'hyperglycémie dans la cohorte D.E.S.I.R. Le but de mon projet de thèse a été de déterminer le rôle de l'AVP et de la prise hydrique dans l'homéostasie glucidique chez le rat sain et dans un modèle de rat présentant un syndrome métabolique. L'administration aigüe ou chronique d'AVP augmente la glycémie et cet effet est réversé par un antagoniste des récepteurs V1a. L'activation des récepteurs V1b ne modifie pas l'insulino-sécrétion mais stimule en permanence et de façon modérée la glucagonémie. Ces effets ont été observés sur deux souches différentes de rats sains. Chez le rat Zucker obèse, l'AVP aggrave l'hyperinsulinémie à jeun et l'intolérance au glucose alors que le régime hydraté ne modifie pas la tolérance au glucose mais réduit très fortement la stéatose hépatique ainsi que le contenu hépatique en cholestérol et triglycérides et l'expression des gènes impliqués dans la lipogenèse. En conclusion, ces travaux montrent pour la première fois, que l'AVP dégrade à long terme la tolérance au glucose ; a contrario, un régime fortement hydraté est protecteur. Ces résultats, en accord avec nos données épidémiologiques, démontrent un lien de causalité entre vasopressine/hydratation et désordre du métabolisme glucidique. / It is well established that vasopressin (AVP) level is high in both human and experimental diabetes. In humans, several recent studies have shown an association between copeptin (biomarker of AVP secretion) and the occurrence of diabetes mellitus or hyperglycemia, metabolic syndrome and obesity. Our team has shown a reverse association between water consumption (decrease AVP secretion) and the risk of hyperglycemia in the general population (D.E.S.I.R cohort). The aim of my thesis was to determine the role of AVP and fluid intake in glucose homeostasis in healthy rats and in a rat model of metabolic syndrome. AVP, administered acutely or chronically in healthy rats, increases glycaemia and this effect is reversed by a V1a receptor antagonist. V1b receptor activation does not influence insulin secretion but stimulates moderately basal glucagon production by the pancreas. These effects were observed in two different healthy strains of rats. In obese Zucker rats, a high AVP level worsens fasting hyperinsulinaemia and glucose intolerance whereas hydration does not affect glucose tolerance but drastically reduces hepatic steatosis, the content of cholesterol and triglycerides in liver and expression of genes involved in hepatic lipogenesis. In conclusion, these studies show for the first time, that AVP aggravates glucose tolerance whereas a highly hydrated diet is protective. These results, in agreement with our epidemiological data, demonstrate a causal link between vasopressin and/or hydration and glucose metabolism disorders.

La légèreté, simplicité et robustesse des systèmes mécaniques binaires font en sorte qu'ils sont une alternative prometteuse aux systèmes analogiques employés de nos jours dans des applications en robotique et en mécatronique. Les performances de systèmes mécaniques binaires sont présentement restreintes par la complexité, le poids et le coût des actionneurs conventionnels. De nouvelles technologies d'actionneurs, telles celles des matériaux intelligents (Smart Materials), doivent donc être développées afin de permettre l'essor et la commercialisation de systèmes binaires performants. Les actionneurs diélectriques en polymère (Dielectric Elastomer Actuators : DEA) sont capables de grandes déformations et de hautes énergies volumiques. Toutefois, l'application de cette technologie d'actionneurs à des systèmes binaires concrets est présentement limitée par la faible fiabilité de ces actionneurs et les faibles énergies volumiques développées par les configurations de DEAs actuelles. Afin de permettre l'avancée de la technologie des DEAs dans des applications binaires, cette recherche propose des configurations antagonistes et bistables qui développent ~10x plus d'énergie volumique que les configurations bistables développées antérieurement. De plus, cette recherche investigue les impacts des techniques de fabrication sur la fiabilité des actionneurs.

Le but de ce travail est de déterminer les liens éventuels existant entre la force et l'équilibre agoniste / antagoniste des muscles rotateurs médiaux et latéraux de l'articulation scapulohumérale, et la stabilité scapulo-humérale. La première partie de ce travail est un rappel d'anatomie fonctionnelle, de physiologie articulaire et de biomécanique de l'articulation scapulo-humérale, ainsi que des aspects pathologiques en rapport avec la problématique de sa stabilité et de son exploration. La deuxième partie propose une analyse critique de la technique d'exploration de la force musculaire par dynamométrie isocinétique, afin de déterminer un protocole d'évaluation fiable et reproductible. Ainsi, nous choisissons d'utiliser la position d'évaluation la plus reproductible et la plus adaptée pour l'évaluation de sujets pathologiques : la position assise avec 45° d'abduction dans le plan de la scapula avec correction de la gravité. La troisième partie a pour objet de rechercher, à partir d'études cliniques originales, les liens existant entre la force musculaire des rotateurs médiaux et latéraux de l'épaule et l'instabilité antérieure chronique post-traumatique d'une part, et les adaptations de cette force avec certaines sollicitations sportives d'autre part. Bien qu'un déficit de la force musculaire des rotateurs médiaux et latéraux soit associé à l'instabilité antérieure chronique, nos études ne rapportent pas d'association entre le déséquilibre agoniste/antagoniste et l'instabilité antérieure chronique. Dans le cadre de la pratique de sports sollicitant les membres supérieurs, les adaptations de la force, avec une augmentation de la force des muscles rotateurs médiaux et latéraux du côté dominant, sont inconstantes, et surtout, nos résultats ne rapportent aucun déséquilibre agoniste/antagoniste induit par la pratique sportive. En conclusion, notre travail de thèse met en évidence des adaptations de la force musculaire sans perturbation de l'équilibre agoniste/antagoniste des rotateurs médiaux et latéraux de l'articulation scapulo-humérale, associées à l'instabilité scapulo-humérale ou induites par la pratique de sports sollicitant cette articulation. Prenant en compte les limites de notre expérimentation, on peut faire l'hypothèse que les adaptations physiologiques induites par la pratique sportive n'interviendraient pas comme un mécanisme de désadaptation, ou un facteur de risque prédisposant, à l'origine des pathologies de l'articulation scapulo-humérale. Ainsi, notre conclusion serait que l'équilibre agoniste / antagoniste aurait un rôle protecteur de la stabilité articulaire ; la survenue d'un déséquilibre musculaire agoniste / antagoniste serait alors secondaire à une lésion anatomique et marquerait le signe de son évolution longue et/ou péjorative

L’adénosine est un nucléoside ubiquitaire qui exerce un contrôle puissant sur les systèmes nerveux,immunitaire et cardiovasculaire par l’intermédiaire de quatre récepteurs membranaires : A1R, A2AR, A2BR etA3R. L’étude des récepteurs de l’adénosine est nécessaire à la compréhension de physio‐pathologieshumaines non encore élucidées. Pour étudier l’expression des A2AR, nous avons, dans une première étude,produit un anticorps monoclonal, appelé Adonis, d’isotype IgM, . Adonis reconnait un épitope linéaire desept acides aminés sur la partie C‐terminale de la seconde boucle extra‐cellulaire de l’A2AR humain. Adonisrévèle, par Western blotting sur lysats cellulaires, une bande de 45 KDa, correspondant à l’A2AR. Adonis secomporte comme un « agonist‐like » en augmentant la production d’AMPc et en inhibant la proliférationcellulaire via la stimulation des A2AR. Dans une deuxième étude, nous avons utilisé Adonis pour montrerque l’expression des A2AR de cellules mononucléées, qui mime celle des tissus cardiaques, permet dedifférencier certains patients souffrant de syncope neurocardiogénique. Nous avons monté dans unetroisième étude, qu’Adonis induit une « down‐régulation » de l’expression des co‐récepteurs CXCR4 etCCR5 des cellules T via la stimulation des A2AR, et qu’à ce titre il pouvait être un outil thérapeutique dans lesinfections par HIV. Dans une quatrième étude, nous avons évalué les effets anti‐nociceptifs d’Adonis qui,administré par voie intra‐cérébro‐ventriculaire, augmente de manière dose‐dépendante les latencesobtenues avec le test du Hot‐plate et du Tail‐flick chez la souris. Ces effets sont renversés par deuxantagonistes des A2AR mais aussi par un antagoniste des récepteurs aux opioïdes. Ceci suggère que leseffets anti‐nociceptifs d’Adonis sont médiés par la libération d’opioïdes endogènes. En marge de sesétudes, nous avons également testé les propriétés biologiques de nouveaux ligands des A1R dans le cadred’une collaboration entre chimistes et biologistes. Ainsi, nous montrons, dans une cinquième étude, queparmi la trentaine de molécules synthétisées, quatre sont des antagonistes et deux autres des agonistesavec un EC50 de l’ordre du micromolaire pour la production d’AMPc. De tels agonistes des A1R pourraientêtre utiles dans le traitement des douleurs neuropathiques, tandis que les antagonistes le seraient dansl’insuffisance cardiaque ou utilisés comme diurétique. Enfin dans une sixième étude, nous avons testé unemolécule originale, puisque bivalente, possédant un pôle d’activité pour les récepteurs aux opioïdes μ et unautre pour les A1R. Cette molécule est un antagoniste pour les deux récepteurs. Elle pourrait avoir desapplications cliniques dans certaines pathologies comme le choc hypovolémique ou le sevrage aux opiacés. / Adenosine interacts on its cell surface receptors, namely A1R, A2AR, A2BR and A3R, to exertphysiological effects on target tissues. Modulation of these adenosine receptors appears to be a currenttopic of research which may bring more comprehensions on human pathophysiology yet to be elucidated.In order to study A2AR expression, we produced, in study 1, a monoclonal antibody anti‐human A2AR, calledAdonis being of IgM, isotype. Adonis recognized a linear epitope of seven amino acids on the C‐terminalpart of the A2AR second extra‐cellular loop. By Western blotting, Adonis reveals a 45 KDa band of A2AR incell lysates. Adonis behaves as an agonist‐like which increases the cAMP production and inhibits cellproliferation through A2AR stimulation. In study 2, we showed that using Adonis, to measure the A2ARexpression of peripheral blood mononuclear cells which mimic those of the cardiac tissue, was able todifferentiate some patients with suspected neurally mediated syncope. We showed, in study 3, that A2ARstimulation by Adonis leads to a down‐regulation of CXCR4 and CCR5 expression on T‐cells, suggesting thatAdonis would be a potential drug to treat HIV infections. In study 4, we showed that intracereboventricularinjection of Adonis increased the Hot‐plate and Tail‐flick test latencies in mice in a dose‐dependent manner.Such increases were prevented by two A2AR antagonists and by an opiate receptor antagonist, suggestingthat the anti‐nociceptive effects of Adonis were mediated, at least in part, by endogenous opioid liberation.The last section focused on biological evaluation of new A1R ligands in collaborative studies betweenchemists and biologists. Indeed we showed, in study 5, that among thirty synthesized molecules, four act asA1R antagonists and two turn out to be A1R agonists with a micromolar EC50 on cAMP production. ThoseA1R agonists would be used in neuropathic pains, whereas other antagonists could be used in cardiacfailure or as diuretic. Finally, in study 6, we tested an original hybrid molecule which was revealed to be abivalent antagonist to μ opiate receptors and A1R. This hybrid compound may have applications in somepathologies such as hypovolemic shock and opiate addiction.

Les intégrines, protéines transmembranaires hétérodimériques de type αβ, sont impliquées dans un grand nombre de phénomènes physiologiques et pathologiques. L’intégrine α5β1 est considérée à l’heure actuelle comme une cible thérapeutique pertinente en oncologie, en particulier pour le traitement des glioblastomes. Ces tumeurs cérébrales très agressives résistent aux traitements actuels, en partie par leur capacité à envahir le tissu cérébral sain. Nos résultats mettent en évidence, in vitro, le rôle de l’intégrine α5β1 dans la migration de cellules de glioblastome. Ils ont permis également de caractériser les effets inhibiteurs de la migration d’antagonistes sélectifs de l’intégrine α5β1 non reproduits par des antagonistes de l’intégrine αvβ3. Pour caractériser des antagonistes originaux de l’intégrine α5β1, nous avons combiné des techniques in silico et un test fonctionnel de migration in vitro. Cette démarche a permis la sélection de 3 molécules intéressantes, antagonistes allostériques de l’intégrine α5β1, se démarquant des antagonistes de référence par leur capacité à inhiber la migration cellulaire sans affecter la liaison du ligand endogène de l’intégrine, la fibronectine. / Integrins are αβ heterodimeric transmembrane proteins implicated in various physiological and pathological processes. Currently, α5β1 integrin is considered as a relevant therapeutic target in oncology, particularly for the treatment of glioblastomas. These highly aggressive brain tumours are resistant to current therapies, notably by their ability to invade healthy brain tissues. Our results highlight the role of the α5β1 integrin in the in vitro migration of glioblastoma cells. We characterized the inhibitory effects of selective α5β1 integrin antagonists in cell migration, which are not reproduced by αVβ3 integrin antagonists. To identify original and selective α5β1 integrin antagonists, we combined in silico screening and in vitro functional cell migration assays. This allowed the selection of 3 interesting molecules, behaving as allosteric α5β1 integrin antagonists. Contrarily to known α5β1 antagonists, our three hits inhibit cell migration without interfering with the binding of fibronectin, the endogenous ligand of this integrin.