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

Le criblage des interactions protéine-protéine représente une approche thérapeutique prometteuse et novatrice qui est encore sous-exploitées par l’industrie pharmaceutique et la recherche biomédicale. Par contre, la nature étendue de la surface d’interaction complique le développement d’inhibiteurs par les méthodes classiques de criblage avec des chimiothèques de petites molécules. En effet, l’espace chimique couvert par les structures moléculaires retrouvées au sein des chimiothèques disponibles est peu adapté à la réalité des interactions protéine-protéine. Dans le but de développer des structures privilégiées et mieux adaptées, le chimiste médicinal doit comprendre la nature de ces interactions et s’éloigner du dogme traditionnel des molécules dites « drug-like ». Les peptides sont d’excellents candidats pour inhiber et étudier ces interactions, mais leur faible perméabilité membranaire et leur sensibilité aux protéases limitent leur utilisation in vivo. Le peptidomimétisme devient alors un concept plus que pertinent pour combiner la sélectivité et l’efficacité d’interaction des peptides avec la biodisponibilité et la stabilité métabolique des molécules organiques. De nombreuses plateformes peptidomimétiques sont disponibles ou en émergence mais plusieurs défis de taille se présentent à l’horizon. En effet, l’incorporation d’une grande diversité moléculaire et l’adaptation de ces plateformes avec les méthodes de criblage biologique à haut débit ne sont que quelques exemples des défis auxquels les chimistes et biochimistes devront répondre. Cet ouvrage présente des travaux qui ont portés sur le développement et l’exploitation de diversités moléculaires peptidomimétiques de nature diverse, tant macrocyclique qu’hétérocyclique. Dans un premier temps, diverses méthodologies de synthèse novatrices ont été développées pour étendre la diversité moléculaire accessible des peptoïdes et pour permettre le criblage à haut débit de peptoïdes cycliques selon l’approche combinatoire «one-bead-one-compound». Dans un deuxième temps, la méthodologie de synthèse Ugi-deFmoc-SNAr a été développée pour permettre la synthèse rapide et efficace de benzo-1,4-diazépin-3-ones hautement diversifiées. C’est grâce à cette méthodologie qu’une chimiothèque de première génération a pu être produite et criblée sur des lignées cellulaires du cancer de l’ovaire, de la prostate et du pancréas. Un composé a d’ailleurs été identifié pour son activité antiproliférative in vitro et son activité antitumorale in vivo. Ces différents travaux répondent au même but : exploiter des structures privilégiées pour découvrir de nouveaux modulateurs d’interaction protéine-protéine ou simplement des agents bioactifs novateurs avec des propriétés pharmacologiques prometteuses. / Targeting protein-protein interactions represents an innovative and under-exploited therapeutic approach by the pharmaceutical industry and biomedical research. Because of their physicochemical nature, protein-protein interactions represent a major challenge for conventional screening methods with small molecule libraries. Indeed, the chemical space covered by the molecular structures found in the available libraries is poorly adapted to the reality of protein-protein interactions. In order to develop privileged and better adapted structures, the medicinal chemist must understand the nature of these interactions and move away from the traditional dogma of the so-called drug-like molecules. Peptides are excellent candidates for studying these interactions, nevertheless their pharmacological properties are generally disappointing in vivo. Peptidomimetism is then a more than relevant concept to combine the selectivity and efficiency of interaction against proteins with the concepts of bioavailability and metabolic stability. Many peptidomimetic platforms are available or emerging, and several major challenges are on the horizon. Indeed, the incorporation of a large molecular diversity and the adaptation of these platforms with the high throughput biological screening methods are only a few examples of the challenges that chemists and biochemists will have to meet. This work deals with the development and exploitation of different peptidomimetic molecular diversities, either macrocyclic or heterocyclic, but which serve the same purpose: to exploit privileged structures to discover new modulators of protein-protein interactions or simply innovative bioactive agents with advantageous pharmacological properties.

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.

Raisonnement: Les mécanismes post-transcriptionnels occupent une place importante au sein de la régulation de l’expression génique. L’expression génique est cruciale au bon développement de la cellule, mais également à sa survie. L’altération des mécanismes post-transcriptionnels fait maintenant l'objet de nombreuses études sur la cause ou la conséquence de différentes pathologies humaines telles que le cancer. Récemment, les Granules de Stress (GS) ont été trouvées à agir comme un nouveau mécanisme post-transcriptionnel, qui permet à la cellule de survivre en conditions de stress. Résultats: Notre étude démontre pour la première fois, la formation de GS dans les cellules cancéreuses traitées avec un agent chimiothérapeutique. De cela, nous avons élucidé un sentier spécifique de formation des GS en réponse au Bortézomib (Bz). Nous avons montré que cet inhibiteur de protéasome réduit l’initiation de la traduction via la phosphorylation du facteur de l’initiation de la traduction (eIF2). Cette phosphorylation d’eIF2 se produit via l’activation de la kinase de stress HRI (Heme-Regulated kinase). La suppression de la voie de phosphorylation d’eIF2-GS via la déplétion de HRI favorise une mort cellulaire accrue chez les cellules cancéreuses traitées au Bz. Ces données révèlent donc un rôle important pour HRI dans la résistance des cellules cancéreuses face au Bz, en partie par l’entremise de sa capacité à réguler la formation de GS. Pour faire suite à cette étude, nous décrivons que le facteur anti-apoptotique p21 est séquestré à l’intérieur des GS qui sont induites par le Bz. L’emprisonnement de l’ARNm p21, hautement instable, à l’intérieur des GS permet à cet ARNm d’être protégé, stabilisé et donc accumulé. Nous démontrons que la protéine de liaison à l’ARN, CUGBP1, est responsable de la localisation de l’ARNm p21 à l’intérieur des GS en réponse au Bz. Après un traitement prolongé de Bz, les GS sont désassemblées et ainsi relâchent une grande quantité d’ARNm p21 qui devient alors disponible pour être traduite. Cette traduction massive de p21 apporte alors un élan anti-apoptotique à la cellule cancéreuse ce qui lui permet de survivre au traitement chimiothérapeutique de Bz. Conclusions et perspectives: En somme, ces études décrivent une nouvelle voie spécifique de survie cellulaire qui implique un rôle potentiel pour les GS dans le cancer et qui pourrait être ciblée en thérapie. En perspective, des tumeurs xénogreffes chez la souris seront utilisées pour tester si (i) la suppression des GS via l’inactivation de HRI, et (ii) l’inactivation de la voie CUGBP1-p21, qui est régulée par les GS, sensibiliseraient les tumeurs au Bz, validant ainsi notre modèle in vivo. Ces études apporteraient des preuves de concept pour le développement de nouvelles stratégies ciblant les voies associées au GS et qui pourraient être utilisées en thérapie combinatoire pour diminuer le risque de résistance face au traitement de Bz. / Rationale: Post-transcriptional mechanisms play an important role in the regulation of gene expression. Gene expression is crucial for the proper development of the cell but also for its survival. The alteration of post-transcriptional mechanisms is now the subject of numerous studies on the cause, or on the consequence, of various human diseases such as cancer. Recently, Stress Granules (SG) have been found to act as a new post-transcriptional mechanism, which allows the cell to survive in stress conditions. Results: Our study demonstrates for the first time, the formation of SGs in cancerous cells, in response to a chemotherapeutic agent. From this we have elucidated a specific pathway of SG formation in response to Bortezomib (Bz). We demonstrate herein that this proteasome inhibitor reduces translation initiation via the phosphorylation of the initiation factor (eIF2). This phosphorylation of eIF2 is controlled through the activation of the heme-regulated kinase (HRI). The alteration of the pathway phospho-eIf2-SG, through depletion of HRI, causes massive cellular death in Bz treated cancerous cells. These data thus reveal a crucial role for HRI in the resistance of cancerous cells against Bz, in part via its capacity to regulate SG formation. Furthermore, we describe the anti-apoptotic factor p21 to be trapped inside Bz-SGs. This sheltering of the highly unstable p21 mRNA allows this one to be protected from degradation, which can be stabilized and accumulated. We also demonstrate, herein, that the RNA-binding protein CUGBP1 acts as a factor responsible for the localization of the p21 mRNA inside Bz-SGs. After prolonged treatment of Bz, SGs disassemble and release a high dose of p21 mRNA that becomes available for translation. This massive translation of anti-apoptotic p21 gives a boost to the cell that allows it to survive the stress. Perspectives and Conclusion: In sum, our studies describe a new specific pathway of cell survival that implies a potential role for SGs in cancer, which could be targeted in therapy. In perspective, xenograft tumors in mice will be used to test if (i) the inhibition of SG formation via the inactivation of HRI, and (ii) the inactivation of the CUGBP1-p21 pathway that is regulated by SGs, can both sensitize tumors to Bz treatment thus validating our model in vivo. These studies will provide us with a proof of principle for the development of new strategies targeting SG-associated pathways. Combinatorial therapies implicating the termination of such pathways could be developped in order to reduce the risk of recurrence against Bz.

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.