Saccharothrix algeriensis est une bactérie filamenteuse productrice de plusieurs molécules de la famille des dithiolopyrrolones aux propriétés à la fois antibiotiques et anticancéreuses. Ces composés sont constitués d'un noyau bicyclique commun, la pyrrothine, lié par une liaison amide à différents radicaux acyls (R). Lors de ce projet de thèse, la réaction enzymatique d'acylation du noyau pyrrothine, dite pyrrothine N-acyltransférase, a été étudiée chez Sa. algeriensis pour mieux comprendre la régulation exercée par les acides organiques sur la biosynthèse des dithiolopyrrolones et synthétiser par voie enzymatique de nouveaux composés avec différents radicaux R. Deux activités enzymatiques pyrrothine Nacétyltransférase et N-benzoyltransférase catalysant la formation de deux dithiolopyrrolones, la thiolutine (R= CH3) et la benzoyl-pyrrothine (BEP, R= C6H5) ont d'abord été mise en évidence dans l'extrait cellulaire brut de Sa. algeriensis. Ensuite la régulation exercée par les acides organiques a été étudiée en mesurant ces activités enzymatiques dans des extraits cellulaires de Sa. algeriensis obtenus au cours de cultures sur différents milieux supplémentés en acides organiques. Les résultats obtenus montrent que l'augmentation de la production de BEP en présence d'acide benzoïque à 1,25 mM est en partie due à l'induction de l'activité benzoyltransférase. Par ailleurs, les activités acétyltransférase et benzoyltransférase ont montré des profils d'expression très différents qui laissent supposer que deux enzymes catalysent le transfert de l'acétyl- et du benzoyl-. Leur purification a aussi été entreprise et l'extrait cellulaire de Sa. algeriensis, sous une forme brute ou semi-purifiée, a été utilisé pour catalyser la synthèse enzymatique de 9 dérivés dithiolopyrrolones, susceptibles de posséder des activités biologiques innovantes et/ou accrues. / Saccharothrix algeriensis is a filamentous bacterium that produces many dithiolopyrrolone compounds with antibiotic and anti-tumour properties. These metabolites possess a common bicyclic nucleus, the pyrrothine, amide linked with variable acyl groups R. During this PhD project, the enzymatic reaction of pyrrothine acylation, identified as pyrrothine N-acyltransferase, was studied in Sa. algeriensis to further our understanding of the regulation exerted by organic acids on the dithiolopyrrolone biosynthesis and to produce new dithiolopyrrolone compounds by enzymatic catalysis. Evidence for the presence in the crude cell free extract of Sa. algeriensis of two enzymatic activities, pyrrothine Nacetyltransferase and N-benzoyltransferase is provided. They catalyze respectively the formation of the two dithiolopyrrolones, thiolutin (R= CH3) and benzoyl-pyrrothine (BEP, R = C6H5). To study the regulation exerted by organic acids, these enzymatic activities were then assayed in crude cell free extracts of Sa. algeriensis obtained during cultures on media supplemented with organic acids. The results show that BEP-production is enhanced in the presence of benzoic acid partly because of an induction of pyrrothine N-benzoyltransferase. Differences in the expression time courses of pyrrothine N-acetyltransferase and Nbenzoyltransferase activities were also observed. It supports the idea that the transfer reactions of acetyl-CoA and benzoyl-CoA on pyrrothine are catalyzed by two different enzymes. Their purification was undertaken and the cell free extract, crude or semi-purified was used as catalyst to synthetize nine dithiolopyrrolones with biological activities potentially new and better

Ce travail a porté sur la bio-analyse de plantes médicinales Djiboutiennes. Ces dernières ont été sélectionnées sur des critères ethnobotaniques appliqués sur les plantes utilisées traditionnellement contre les infections microbiennes. Cette sélection a retenu six plantes qui ont ensuite subi un screening antibactérien et anti oxydant. Les résultats de ce screening ont conduit à étudier trois plantes: Acacia seyal, Indigofera caerulea et Cymbopogon commutatus. La recherche des composés de l’Acacia seyal est effectuée au moyen d’un bio-guidage. Deux extraits, aqueux et méthanolique, de l’écorce de cette plante sont évalués pour leur activité antibactérienne. Quatre composés sont isolés et caractérisés (épicatéchine, catéchine, catéchine digallique et β-sitostérol) et testés pour leurs activités. Par ailleurs quatre extraits (hexanique, acétonique, méthanolique et aqueux) du fruit d’Indigofera caerulea ont été testés pour leurs activités antibactérienne et anti oxydante. Les extraits hexanique et méthanolique sont les plus actifs. Six composés sont isolés de ces extraits (méthyl gallate, acide gallique, rutine, isoquercétine, kaempférol-3- rutinoside et β-sitostérol). Le méthyl gallate inhibe staphylococcus aureus avec une CMI de 64 µg/ mL. Enfin l’activité de l’huile essentielle de Cymbopogon commutatus est testée sur sept souches bactériennes, deux souches fongiques et onze types de cellules cancéreuses. Sur ces dernières, elle présente une forte cytotoxicité avec des IC50 allant de 0,05 µg/mL sur PC3 et HCT116 (cellules cancéreuses de la prostate et colorectales) et à 0,67 µg/mL sur NCI-N87 (cellule cancéreuse gastrique). De façon surprenante, une activité antibactérienne moyenne est observée. L’analyse GCMS de la partie solubilisée dans le milieu de culture a montré que seuls les composés hydrophiles étaient présents. La formulation d’une micro émulsion a été mise au point et les IC50 ont diminué jusqu’à une centaine de fois. Nous avons montré que cette huile essentielle renferme plus de 73,9 % de pipéritone (monoterpène). En conclusion, ces trois plantes ont montré des activités antimicrobiennes, et les travaux confirment leurs utilisations traditionnelles. En plus, nous avons montré qu’elles possèdent d’autres activités biologiques (anti oxydante et anti cancéreuse). Ces résultats devront contribuer à la mise en place d’une pharmacopée traditionnelle et à des formulations de ‘médicaments traditionnels améliorés’ (MTA) / This research focused on the bio-analysis of Djiboutian medicinal plants. These latter were selected on ethnobotanical criteria applied to the plants traditionally used against microbial infections. This selection retained six plants which were then subjected to a biological screening including antibacterial and anti-oxidant activities. Three plants were finally study: Acacia seyal, Indigofera caerulea and Cymbopogon commutatus. The search of compound in Acacia seyal was carried out by means of bio-guidance. Two extracts, aqueous and methanolic, of the bark of this plant were evaluated for their antibacterial activity. Four compounds were isolated, characterized (epicatechin, catechin, digallic catechin and β-sitosterol) and tested for their activity. Also four extracts (hexanic, acetonic, methanolic and aqueous) of the fruit of Indigofera caerulea were tested for their antibacterial and antioxidant activities. The Hexanic and methanolic extracts were the most active. Six compounds were isolated from these extracts (methyl gallate, gallic acid, rutin, isoquercetin, kaempferol-3-rutinoside and β-sitosterol). Methyl gallate inhibited Staphylococcus aureus with a MIC of 64 μg / mL. Finally, the activity of the essential oil of Cymbopogon commutatus was evaluated on seven bacterial strains, two fungal strains and eleven types of cancer cells. On the latter, it exhibits a high cytotoxicity with IC50s ranging from 0.05 μg / mL on PC3 and HCT116 (prostate and colorectal cancer cells) to 0.67 μg/mL on NCI-N87 (gastric cancer cell). Surprisingly, an antibacterial activity not so high was observed. GCMS analysis of the solubilized part in the culture medium showed that only the hydrophilic compounds were present. The formulation of a microemulsion was performed and the IC50 decreased to a hundred times. We have found that this essential oil contained more than 73.9 % piperitone (monoterpene). In conclusion, these three plants showed antimicrobial activities and the work confirms their traditional uses. In addition, we have shown that they have other biological activities (anti-oxidant and anti-cancer). These results should contribute to the establishment of a traditional pharmacopoeia and formulations of 'improved traditional medicines' (MTAs)

En premier lieu, notre travail résume l'état des connaissances sur les Ganodermataceae des Antilles françaises, en se basant sur l'analyse exhaustive de la littérature et sur les récoltes personnelles que nous avons effectuées au cours de 7 missions sur le terrain, en Guadeloupe et en Martinique (2003- 2008). Soixante quatre collections ont été examinées, ainsi que plusieurs types d'espèces décrites des Néotropiques (Ganoderma dussii Pat., G. pulverulentum Murrill, G. subfornicatum Murrill, G. tuberculosum Murrill). Au total, quinze taxons ont été identifiés dans les Antilles françaises. Les caractères morphologiques de chaque espèce ont fait l'objet d'une description méticuleuse, d'une illustration sur planche ainsi que d'une discussion. De plus, chacune de nos hypothèses portées sur l'identité des espèces s'appuie sur des résultats phylogénétiques. Les espèces suivantes sont citées pour la première fois aux Antilles : Ganoderma amazonense Weir, Ganoderma flaviporum (Murill) Sacc.& Trotter, Ganoderma subamboinense (P. Hennings) Bazzalo & Wright, Ganoderma tuberculosum Murril. En second lieu, nos recherches ont porté sur la comparaison des activités antiprolifératives de différents extraits méthanoliques de Ganodermataceae Donk récoltés aux Antilles et Guyane françaises et de deux espèces de référence : Ganoderma lucidum européen et ‘Ganoderma lucidum' asiatique, sur cellules cancéreuses humaines de type prostatique (PC-3), mammaires (MCF- 7) et colorectal (HT-29). Nous avons démontré que certains ganodermes néotropicaux tel le Ganoderma tuberculosum pouvaient aussi inhiber la croissance des cellules cancéreuses de la même façon, sinon plus, que le Ganoderma lucidum utilisé en médecine traditionnelle asiatique et le Ganoderma lucidum européen. Les acides ganodériques A, DM et F, pour lesquels une activité anticancéreuse a été démontrée, n'ont pas été retrouvés dans l'extrait méthanolique de Ganoderma tuberculosum. D'un autre côté, l'extrait de cette espèce contient un composé majoritaire correspondant à un acide ganodérique jusqu'ici jamais décrit : GA FWI. Celui-ci n'a pas montré d'activité antiproliférative significative sur cellules cancéreuses de type PC-3, MCF-7 et HT29. De plus, ce travail a montré que l'activité antiproliférative du G. lucidum européen est similaire à celle du G. lucidum traditionnellement utilisé en médecine asiatique excepté pour HT29 pour lesquels aucune activité n'a été démontrée pour l'espèce asiatique. Enfin, notre étude illustre l'importance des investigations taxinomiques fiables, avec des méthodes traditionnelles et moléculaires, afin d'identifier clairement les espèces contenant les molécules spécifiques bioactives.

La 20(S)-camptothécine (CPT) est un alcaloïde pentacyclique doté d'une activité anticancéreuse remarquable, agissant comme inhibiteur de la topoisomérase I (topo I). Le problème majeur de ce composé (et de la plupart de ses dérivés) est la fragilité de son cycle E qui s'hydrolyse rapidement à pH physiologique pour conduire au carboxylate correspondant inactif. L'une des approches permettant de pallier ce problème d'hydrolyse consiste à modifier le cycle E. Ce travail de thèse porte sur la synthèse totale de deux nouveaux analogues de la CPT modifiés au niveau du cycle E. Chacune de ces synthèses fait appel à une cycloaddition [3+2] afin de préparer l'hydroxypyridone de départ (cycles C et D), à un réarrangement de Claisen permettant de mettre en place le cycle E et à une condensation de Friedländer pour installer le motif quinoléinique (cycles A et B). Le premier analogue synthétisé, la (±) 17 norcamptothécine (17-norCPT), possède une α-hydroxy γ-lactone à la place de l'α-hydroxy δ-lactone de la CPT. Ce composé a été obtenu en neuf étapes avec un rendement de 4,4% à partir de l'hydroxypyridone de départ. Le test d'inhibition de la topo I a été réalisé, mais cette molécule s'est révélée totalement inactive. Cependant, une étude de la cinétique d'hydrolyse de la 17-norCPT, réalisée par spectroscopie de fluorescence, a permis de montrer que cet analogue était très instable en milieu aqueux. Le second composé préparé est en fait un homologue de la 17 norCPT possédant un méthylène entre l'oxygène et le carbonyle de la lactone. Cette molécule, comportant un motif céto éther, est donc un isomère de la CPT. Elle a été obtenue par deux voies de synthèse différant l'une de l'autre par l'ordre des réactions mises en œuvre. Chacune de ces approches permet d'obtenir le composé souhaité en neuf étapes à partir de l'hydroxypyridone de départ, avec un rendement de 16% et 10% respectivement. Les tests biologiques sur le composé final sont actuellement en cours.

Le cancer, la malaria et bien d'autres infections bactériennes sont de plus en plus résistants aux traitements existants. Dans le but de trouver de nouveaux médicaments plus efficaces contre les agents potentiellement responsables de ces maladies, l'homme a de plus en plus recourt aux plantes comme source de nouveaux principes actifs. Près de 40% des médicaments approuvés entre 1983 et 1994 étaient des produits naturels ou leurs dérivés; et 80% des anticancéreux et antibiotiques sont d'origine naturelle. Le brévifoliol, un abéotaxane, isolé des aiguilles et tiges de Taxus brevifolia du Pacifique, est très peu cytotoxique mais il est capable d'inhiber l'activité de transport de médicaments anti-cancer de la glycoprotéine-P (P-gp), une protéine membranaire en partie responsable du phénomène de la multi-résistance aux médicaments en chimiothérapie. Dans le cadre de ce projet, du fait de sa grande quantité relative dans la plante, nous nous sommes intéressés à synthétiser de nouveaux dérivés de brévifoliol susceptibles d'augmenter son profil thérapeutique. Les travaux consistent à effectuer des réactions de couplage du brévifoliol avec différents dérivés d'acide cinnamique. Ensuite, l'activité inhibitrice de la P-gp de ces dérivés a été évaluée sur des cultures cellulaires des CHRC5 au laboratoire de la professeure Averill du Département des Sciences Biologiques de l'UQAM. Des dix dérivés du brévivoliol synthétisés, quatre de ces dérivés à savoir : 5,13-bis-p,m-diméthoxycinnamoyl brévifoliol (64), 13-p-méthylcinnamoyl brévifoliol (66), 5-p-fluorocinnamoyl brévifoliol (69) et 5-p-tritluorométhylcinnamoyl brévifoliol (70) ont démontré un potentiel inhibiteur de P-gp supérieur à celui de la cyclosporine A. Les dérivés 13-p,m-diméthoxycinnamoyl brévifoliol (62), 5-p-chlorocinnamoyl brévifoliol (67), 5-(3'-phénylpropanoyl) brévifoliol (71) et 5-p-méthylcinnamoyl brévifoliol (65) possèdent une activité cytotoxique et anti-P-gp bonne ou moyenne. Ces dérivés favorisent une accumulation cellulaire d'adriamycine dans les cellules. Par contre les dérivés 5-p,m-diméthoxycinnamoyl brévifoliol (60) et 13-p-chlorocinnamoyl brévifoliol (68) ont une activité moindre. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hémi-synthèse, Brévifoliol, Glycoprotéine-P, Cytotoxicité.

La résistance aux agents chimiothérapeutiques (Multidrug Resistance ou MDR) est caractérisée par la surexpression de différentes protéines membranaires de type ABC, parmi lesquelles, MRP1 et ABCG2 sont largement impliquées. Ces transporteurs diminuent les concentrations intracellulaires des agents chimiothérapeutiques en augmentant leur efflux de la cellule cancéreuse. Dans le but de contrecarrer cette chimiorésistance, nous avons conçu, synthétisé et étudié des activateurs de MRP1 et des inhibiteurs d'ABCG2. Les activateurs de MRP1 sont des dérivés de flavonoïdes et de vérapamil. Ces activateurs sont capables d'induire un efflux rapide et massif de glutathion cellulaire via MRP1 qui entraîne l'apoptose des cellules cancéreuses. Nous avons également conçu et synthétisé de nouveaux composés, dérivés de chromone, inhibiteurs sélectifs d'ABCG2, afin de restaurer la sensibilité des cellules cancéreuses aux agents chimiothérapeutiques. Mots clés : MRP1, ABCG2, flavonoïdes, analogues de vérapamil, chromones, inhibiteurs, activateurs / Resistance to chemotherapeutic agents (Multidrug Resistance or MDR) is characterized by the overexpression of membrane ABC proteins, such as MRP1 and ABCG2. These transporters decrease intracellular concentrations of chemotherapeutic agents by increasing their efflux from the cancer cell. In order to find effective modulators of drug resistance, we have designed, synthesized and investigated MRP1 activators and ABCG2 inhibitors. We designed and synthesized new derivatives of flavonoids and verapamil as activators of MRP1. These activators are capable of inducing a rapid and massive efflux of intracellular glutathione via MRP1 and causing cells death by apoptosis. We have also designed and synthesized new compounds, derivatives of chromone, as selective inhibitors of ABCG2, to restore sensitivity of cancer cells to chemotherapeutic agents. The biological evaluation of investigated compounds enabled us to identify new activators of MRP1 as well as potent and selective inhibitors of ABCG2. Keywords: MRP1, ABCG2, flavonoids, verapamil analogs, chromone, inhibitors, activators

Les graines de pin (Pinus halepensis Mill., Pinus pinea L., Pinus pinaster et Pinus canariensis) sont les quatre espèces les plus disponibles dans le bassin méditerranéen. Elles sont très utilisées par les populations Nord-africaines en médecine traditionnelle et en gastronomie où elles agrémentent les plats traditionnels (salades, riz, poissons …etc), car elles sont bien connues pour leur excellent goût salé. Cependant, la composition biochimique, les valeurs nutritionnelles, et les mécanismes d'actions cellulaires et moléculaires via lesquels ces graines exercent leurs effets thérapeutiques restent mal élucidés. Le but de notre travail est d'étudier les propriétés physico-chimiques des graines de quatre espèces de pin et la valeur nutritionnelle et pharmaceutique des fractions lipidiques des graines de Pinus halepensis Mill., en utilisant différentes techniques de séparation et d'analyse telles que (DRX, IRTF, CC, LC/MS, GC, GC/MS et RMN) et en examinant la voie principale impliquée dans le développement du cancer qui est l'angiogenèse via des essais biologiques in vitro sur la prolifération et la migration des cellules endothéliales sur Matrigel et in vivo sur une membrane chorioallantoïdienne (CAM) des œufs de poulet ainsi que leurs toxicités sur des cultures cellulaires (Myélome humain HL60, Adénocarcinome du coulon, humain HCT15, Cellules épithéliales A549 et cellules de mélanomes B16F1). Les résultats de la caractérisation physico-chimiques montrent que les quatre graines sont très riches en métabolites primaires (sucres, protéines, protéines de réserve) et secondaires (Phénols totaux et flavonoïdes) comme elles présentent une importante concentration en oligo-éléments (phosphore, potassium, magnésium, Zinc, fer, cuivre et manganèse). Leurs huiles essentielles sont riches en limonène. Les principaux acides gras insaturés pour les quatre espèces sont l'acide linoléique et l'acide oléique. Les propriétés chimiques et physiques de leurs huiles fixes sont dans la norme de qualité agroalimentaire. Les graines de Pinus halepensis Mill. sont les plus riches en lipides totaux qui atteignent un taux de 36% diversifiés chimiquement avec des lipides apolaires (Lipides neutres) et polaires (Quatre classes de glycolipides et six classes de phospholipides). Ces résultats sont de bons indicateurs de la qualité nutritionnelle des graines de pins et impliquent que les lipides neutres, les glycolipides et les phospholipides des graines de Pinus halepensis Mill. dépourvus de toxicité aux concentrations de 1, 10, 25, 50, 100 et 200µg/ml et ayant une activité cytotoxique à 500 et 1000µg/ml et anti-angiogénique in vitro à des concentrations de 100 et 500µg/ml et in vivo à des concentrations de 1mg /ml et 10 mg/ml peuvent être utilisés dans la prévention des maladies liées à l'angiogenèse et à la lutte contre le cancer. / The pine (Pinus halepensis Mill., Pinus pinea L., Pinus pinaster and Pinus canariensis) seeds are the four most available species in the Mediterranean basin. They are widely used by North African populations in traditional medicine and gastronomy where they adorn the traditional dishes (salads, rice, fish ... etc) because they are well known for their excellent taste salty. However, the biochemical composition, nutritional value, and the cellular and molecular mechanisms of action through which these seeds exert their therapeutic effects remain poorly understood. The aim of our study was to investigate the physicochemical properties of pine seed species and nutritional and pharmaceutical value of lipid fractions of Pinus halepensis Mill. Seeds using different separation and analysis techniques such as (XRD, FTIR, CC, LC/MS, GC, GC/MS and NMR) and examining the main pathway involved in the development of cancer which is angiogenesis through biological tests in vitro on the proliferation and migration of endothelial cells on Matrigel and in vivo on a chorioallantoic membrane (CAM) of chicken eggs, thus that their toxicity on healthy cell cultures (human myeloma HL60, Adenocarcinoma of human coulon, HCT15, human epithelial cells, A549 and cells melanoma, B16F1). The results of the physico-chemical characterization showed that four seeds are rich in primary metabolites (sugars, proteins, protein reserves) and secondary (total phenolic and flavonoids) as they have a high concentration of trace elements (phosphorus, potassium, magnesium, zinc, iron, copper and manganese). Their essential oils are rich in limonene. The main unsaturated fatty acids of all species are linoleic acid and oleic acid. The chemical and physical properties of their fixed oils are the in standard food quality. Pinus halepensis Mill. seeds are the richest in total lipids which achieved a rate of 36% chemically diverse with non polar lipids (neutral lipids) and polar lipids (Four classes of glycolipids and six classes of phospholipids). These results are good indicators of the nutritional quality of pine seeds and imply that the neutral lipids, glycolipids and phospholipids of Pinus halepensis Mill. seeds devoid of toxicity at the concentrations of 1, 10, 25, 50, 100 and 200µg/ml and having cytotoxic activity at 500 and 1000µg/ml and anti-angiogenic effect in vitro at the concentrations of 100 and 500 µM and in vivo at the concentrations of 1 mg/ml and 10 mg/ml may be useful in prevention of angiogenesis-related and the fight against cancer diseases.

La migration cellulaire est une étape clé intervenant à un stade précoce de la dissémination des cellules cancéreuses dans l’organisme, et est donc responsable de la formation des métastases qui tuent environ nonante pourcent des patients atteints de cancer. De plus, ces cellules migrantes résistent à l’apoptose grâce à l’activation constitutive de voies de signalisation anti-apoptotiques, et développent donc une résistance vis-à-vis des traitements anti-cancéreux actuels qui sont généralement pro-apoptotiques. Nous avons pris pour cible ce processus de migration cellulaire dans l’espoir d’identifier des agents anti-migratoires qui permettraient de lutter contre la formation des métastases et de restaurer chez les cellules migrantes une certaine sensibilité aux traitements pro-apoptotiques.<p>Dans la première partie de notre travail, nous avons analysé les effets anti-angiogéniques et anti-migratoires des agents anti-tubuline. Nous avons confirmé que le Taxol® présentait une action anti-angiogénique à des concentrations non-cytotoxiques. Nous avons ensuite démontré que d’autres agents anti-tubuline exerçaient la même action que le Taxol®, et que cette action leur était spécifique. Nous avons montré que certains de ces agents étaient également capables de réduire la migration de lignées cellulaires tumorales, toujours à des concentrations non-cytotoxiques, et que cette action pouvait s’exercer via une affectation du cytosquelette d’actine.<p>Dans la deuxième partie du présent travail, nous avons démontré l’importance de la mise au point d’une approche pharmacologique originale permettant l’identification de composés à action anti-migratoire puisque l’outil utilisé par le U.S. National Cancer Institute pour le criblage de nouvelles molécules anti-cancéreuses ne permet pas de discerner l’activité anti-migratoire des molécules testées.<p>Enfin dans la troisième partie de ce travail, après avoir souligné la raison du choix de l’actine comme cible pour inhiber la migration cellulaire, nous avons développé une stratégie pharmacologique in vitro originale de découverte de composés anti-actine à activité anti-migratoire. Grâce à une approche divisée en plusieurs étapes, à savoir un essai de cytotoxicité, une étude de la dynamique de la polymérisation d’actine en tubes ou sur cellules entières, et des essais de migration bidimensionnelle sur cellules individuelles ou sur population cellulaire, nous avons montré d’une part que des molécules connues pour affecter le cytosquelette actinique étaient capables d’affecter la migration cellulaire, et d’autre part que la méthodologie que nous avons développée permettait bien l’identification de composés affectant l’actine et capables de réduire la migration de cellules tumorales. En conclusion, cette stratégie in vitro pourrait être utilisée dans l’identification de nouvelles molécules à activité anti-migratoire pour lutter contre le cancer.<p> / Doctorat en sciences pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse s’articule autour de systèmes innovants de délivrance d’anticancéreux pour répondre aux limitations actuelles des systèmes de type nanoparticules. Celles-ci permettent l’encapsulation d’anticancéreux pour prolonger leur temps de circulation dans le sang et diminuer leurs effets secondaires. Néanmoins les produits disponibles en cliniques ne permettent pas un contrôle précis de la libération de la substance active, ni un ciblage de la tumeur.Pour répondre à ces deux limitations, nous avons synthétisé un copolymère thermosensible ayant une température critique haute de solubilité (upper critical solution temperature, UCST) pour formuler des nanoparticules encapsulant physiquement la doxorubicine. Celles-ci permettent la libération contrôlée de la substance active par hyperthermie modérée à 43 °C. Nous avons étudié notre système d’un point de vue physico-chimique et évalué sa cytotoxicité in vitro sur des cellules de cancer de l’ovaire.Nous avons également opté pour une approche via couplage chimique entre une substance active, le paclitaxel, et le polymère afin de permettre l’administration par la voie sous-cutanée d’anticancéreux. En effet, cette voie d’administration est peu utilisée pour les anticancéreux car certains d’entre eux induisent une toxicité locale au site d’injection de type irritation / nécrose de la peau. Nous avons évalué si d’une part, l’approche prodrogue polymère hydrophile permet d’empêcher cette toxicité locale et si d’autre part, l’approche prodrogue polymère UCST permet d’obtenir des nanoparticules stables à température ambiante en vue d’une administration par la voie sous-cutanée. Une fois administrées, les nanoparticules deviennent hydrophiles par le changement de température, 34 °C dans le tissu sous-cutané, et peuvent donc diffuser librement jusqu’à atteindre la circulation sanguine. Nos travaux ont permis d’évaluer l’approche prodrogue polymère hydrophile in vivo chez la souris nude, ainsi que de décrire pour la première fois la synthèse de prodrogues polymères UCST. / This thesis focuses on innovative drug delivery systems of anticancer drugs to tackle the current limitations of formulations based on nanoparticles. These allow encapsulation of anticancer drugs to prolong their circulation time in the blood stream and to decrease side effects. Yet, nanoparticle formulations available in the clinic do not allow a precise control on the drug release nor targeting of the tumor.To overcome these hurdles, we have synthesized a thermoresponsive copolymer exhibiting an upper critical solution temperature (UCST) to formulate nanoparticles physically encapsulating doxorubicin. These allow controlled release of the anticancer drug by mild hyperthermia at 43 °C. We have studied our system from a physico-chemical point of view and evaluated its cytotoxicity in vitro on ovarian cancer cells.We have also tried a chemical coupling approach between the polymer and the anticancer drug, paclitaxel, to allow innocuous subcutaneous administration. In did, this route of administration is seldom used for anticancer drugs as some of them induce local toxicity at the site of injection in the form of skin irritation / necrosis. We assessed if a hydrophilic polymer prodrug approach allows innocuous subcutaneous administration of an irritant drug; and if a UCST polymer prodrug approach enables formation of stable nanoparticles at room temperature for subcutaneous administration. Once in the subcutaneous tissue at 34 °C, they would solubilize and become hydrophilic thus could freely diffuse to reach the blood circulation. We have managed to evaluate the hydrophilic polymer prodrug approach in vivo on nude mice and we are the first to describe the synthesis of UCST polymer prodrug.

Les polyoxométallates (POMs) sont des oxydes moléculaires solubles dont la facilité de fonctionnalisation permet l’accès à un grand nombre de propriétés telles que la catalyse, le magnétisme, la biologie ou l’optique. Cette thèse est donc consacrée à la synthèse de POMs hybrides possédant des propriétés dans les domaines de la biologie et de l’optique. Dans un premier temps, de nouveaux composés hybrides moléculaires comportant des POMs et des entités organiques de type bisphosphonate (BP) ont été synthétisés. Une étude in vitro a révélé les excellentes propriétés anticancéreuses de ces nouveaux assemblages. L’un d’entre eux a également fait l’objet de tests in vivo.Dans un second temps, des POMs hybrides photoactifs constitués de deux types de molécules organiques photochromes ont été synthétisés. Des dérivés de spiropyrane (SP) et de spironaphtoxazine (SN) ont été greffés sur des POMs. Ces assemblages ont été analysés en électrochimie puis leurs propriétés fonctionnalisantlesatomesdiridium photochromes à l’état solide ont été étudiées. D’autre part, un photochrome inverse appelé « donor-acceptor Stenhouse adduct » (DASA) a été greffé pour la première fois sur un POM. Les propriétés optiques de ce complexe ont été modulées par la nature du contre-ion associé.Des assemblages ioniques entre différents POMs et un complexe d’iridium ont été synthétisés et caractérisés. Les propriétés optiques de l’entité phosphorescente ont été modulées à l’état solide par la nature du POM. Un de ces assemblages possèdent des propriétés de vapoluminescence pouvant trouver une application dans le domaine de la détection de composés organiques volatils.Enfin, d’autres POMs hybrides associant de façon covalente un POM Anderson et des dérivés organiques appelés tétrathiafulvalène (TTF) ont été synthétisés et caractérisés. Après avoir été analysés en électrochimie, leurs propriétés en optique non linéaire ont été étudiées. / Polyoxometalates (POMs) are a unique class of molecular oxides that can be easily functionalized, hence opening the door to different fields such as catalysis, magnetism, etc. This thesis is devoted to the synthesis of hybrid POMs having properties in biology or optics. Firstly, new molecular hybrids were formed using POMs and organic bioactive entities called bisphosphonates (BPs). An in vitro study revealed the excellent anticancerous properties of these assemblies. One of them has also been subject to in vivo studies.Secondly, photoactive hybrid POMs constituted of two different photochromic organic molecules have been synthesized. Spiropyran (SP) and spironaphtoxazine (SN) derivatives have been covalently grafted onto an Anderson-type POM. These assemblies have been analyzed in electrochemistry functionalizing then their photochromic properties at the solid state have been studied. A new class of reverse photochromic entity called « donor-acceptor Stenhouse adduct » (DASA) has been grafted for the first time onto a POM. This complex’s optical properties have been modulated by the nature of the associated counter-ion.Ionic assemblies between POMs and an iridium complex have been synthesized. The influence of the POM’s nature on the luminescent properties of the complex has been studied. One of these new assemblies possesses vapochromisme properties.Finally, three hybrid POMs have been obtained from the covalent grafting of a tetrathiafulvalene (TTF) derivative. After their electrochemical properties have been analyzed, their properties in non linear optics have been studied.