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Four analogues of the Lewis X trisaccharide antigen (β-D-Galp(1→4)[α-L-Fucp(1→3)]-D-GlcNAcp) in which the galactosyl residue is modified at O-4 as a methyloxy, deoxychloro, deoxyfluoro or deoxy were synthesized. The preparation of the modified 4-OMe, 4-Cl, 4-F and 4-H trichloroacetimidate galactosyl donors is described as well as their use in the glycosylation of an N-acetylglucosamine glycosyl acceptor. The resulting disaccharides were deprotected at O-3 of the glucosamine residue and fucosylated giving access to the desired protected Lewis X analogues. One step global deprotection (Na/NH3) of the protected 4”-methoxy and 4”-deoxy analogues, and two step deprotections (removal of a p-methoxybenzyl with DDQ, then Zemplén deacylation) of the 4”-deoxychloro and 4”-deoxyfluoro protected Lex analogues gave the desired compounds in good yields. The relative binding energies of the 4” manipulated Lewis X methyl glycoside analogues for anti-Lewis X mAb SH1 were determined using competitive ELISA procedures. The binding experiments revealed that substitution of the 4” site with a deoxychloro, deoxyfluoro or deoxy function had a large differential change in the free energy of binding; yet they did not completely abolish cross reactivity with native Lewis X. Substitution with a methyloxy function eliminated recognition by anti-Lewis X monoclonal antibody SH1. / NSERC

Les structures sialylées sont présentes à la surface des cellules sous forme de glycoconjugués,couplés à des protéines ou des lipides. Ces structures jouent un rôle important dans divers processusbiologiques que ce soit à travers l’interaction avec des lectines, ou de par leurs propriétés physicochimiques.Ces structures sont également impliquées dans diverses pathologies et on constatenotamment une forte augmentation du taux d’acides sialiques chez les individus atteints de cancer,due à une surexpession de structures naturelles mais aussi à l’apparition de nouveaux motifs,naturellement absent chez l’individu sain. L’ensemble de ces structures sialylées présente un intérêtsoit par leur rôle biologique soit à cause de leur expression spécifique dans les cancers. Leurobtention est très difficile par voie chimique et la synthèse enzymatique in vitro est efficace mais trèscoûteuse en nucléotide-sucre et ne sont pas adaptées à une production à l'échelle préparative.Dans un premier temps, ces travaux de thèse s’intéressent à la synthèse bactérienne par ingénieriemétabolique d'acides polysialiques fonctionalisés. Ces polysaccharides présentent divers intérêts.Tout d’abord il est possible de les coupler à des protéines actives pour en augmenter le temps dedemi-vie in vivo. Mais ces polysaccharides peuvent également être utilisés dans le cadre de thérapievaccinale, soit contre des bactéries pathogènes de types Neisseria meningitidis qui le présententcomme polysaccharide capsulaire, soit contre les cellules cancéreuses surexprimant cette structure.Ensuite nous avons cherché à obtenir des oligosaccharides spécifiques des cancers, les motifssialylTn, et siallTF, toujours par ingénierie métabolique d’E. coli. Le sialylTn a été couplé à uneplateforme peptidique immunogène afin de construire un candidat vaccin qui a été testé in vitro et invivo sur la souris. / Sialylation is an important feature of glycolipids and glycoproteins of animal cell surfaces. Sialylatedmotifs are involved in many biological processes through lectin interactions or because of theirphysico-chemical properties. There is a great variety of sialylated structural motifs, and in manycases, there is a structure-relationship between the sialylated profile of and some pathologicprocesses. In cancer, there is an increase of sialylation including the apparition of newly andspecifically related sialylated structures belonging to the so-called tumor-associated carbohydrateantigens (TACA). Those structures present a particular interest, but their chemical or chemoenzymaticsynthesis is costly and quite unappropriated for preparative scale.This work addresses to the bacterial synthesis of sialylated motifs through the metabolic engineeringof Escherichia coli. The first part of the thesis deals with the biosynthesis of polysialylatedconjugatable motifs. Those motifs present various biological properties, such as an increase of thelife-time of therapeutic proteins; they also belong to the TACA family since over-expressed incancers. In addition, some of them are bacterial-specific motifs such as in pathogenic Neisseriameningitidis. Altogether, polysialylated conjugates can be useful for the synthesis of therapeuticdrugs and vaccines. The second part of the thesis describes a new way of producing sialylated Tn andTF carbohydrate antigens by metabolic engineering. The sialylTN motif was coupled to a peptidic andimmunogenic scaffold being a potential vaccine candidate, and its ability of raising specific antibodieswas assayed in mouse.

Les vaccins thérapeutiques anti-tumoraux reposent sur l’activation du système immunitaire adaptatif et sont basés sur la reconnaissance des antigènes tumoraux (AT) par les lymphocytes T auxiliaires et cytotoxiques spécifiques. Leur efficacité nécessite une sélection méticuleuse des antigènes cibles ainsi qu’une présentation antigéniques par le CMH de classe I (CMH-I) dans les tumeurs non modifiée. Alors que l’attention s’est d’abord portées uniquement sur les AT dérivés de séquences exoniques, ceux dérivés d’évènements de traduction alternatifs ont été montrés comme ayant un fort potentiel en tant que cibles. Ces derniers peuvent dérivés d’une traduction de séquences dîtes « non traduites », initiée par des codons alternatifs ou dans un cadre de lecture non canonique. Une telle traduction alternative des ARN épissés dans le noyau et donnant naissance aux Pioneer Translation Products (PTPs) a été décrite. Ces derniers ont été montrés comme source de peptides pour la voie de présentation des antigènes par le CMH-I. Récemment, nous avons montré que les antigènes dérivés des PTPs et présentés par les tumeurs sont capables d’entrainer une réponse lymphocytaire T cytotoxique in vivo et de contrôler la croissance tumorale. Lors de ma thèse, nous avons identifié la molécule inhibitrice de l’épissage isoginkgetin comme modulateur positif de cette présentation dans les cellules cancéreuses. De plus, nous avons observé qu’un de ses dérivées, l’IP2, qui est soluble dans l’eau et moins toxique que l’isoginkgetin, est de même capable d’augmenter la présentation des antigènes dérivés des PTPs dans les tumeurs in vitro, ainsi que de réduire la croissance tumorale in vivo de manière dépendante de la réponse immunitaire. Ainsi, le composé IP2 se révèle être un immunomodulateur de la réponse anti-tumorale efficace et prometteur pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. / Anti-tumoral therapeutic vaccines rely on the activation of the adaptative immune system and are based on the recognition of tumor antigens (TA) by specific helper and cytotoxic T lymphocytes (CTL). Their efficacy requires a careful selection of the targeted antigens as well as an unaltered MHC class I (MHC-I) antigenic presentation in tumors. While the focus was first put on exome-derived TA, evidences highlighted the ones derived from alternative translations as having a high potential as T-cells targets. These can be derived from translation of allegedly non coding sequences, initiated at alternative codons or performed in non-canonical open reading frames. Such an alternative translation occurring from pre-spliced mRNAs in the nucleus has been described as giving rise to the Pioneer Translation Products (PTPs), which constitute a source of polypeptides for the MHC-I pathway. Recently, we showed that PTPs-derived antigens presented by tumors are able to elicit a CTL response in vivo that controls tumor growth. Here, we identified one positive modulator of PTPs-derived antigenic presentation in cancer cells: the splicing inhibitor isoginkgetin. Then, we provided one of its derivatives, the IP2, which is water soluble and less toxic than the isoginkgetin, and showed that IP2 treatment increases PTPs-derived antigenic presentation of cancer cells in vitro and reduces tumor growth in vivo in an immune-dependent manner. Hence we describe here the IP2 as a new efficient immunomodulator of the antitumor response, promising for the development of innovative therapeutic strategies.