L'entérocolite nécrosante (NEC) est une maladie inflammatoire affectant le tractus gastro-intestinal de 5 à 10 % des enfants prématurés ayant un poids inférieur à 1500 g à la naissance. Elle se traduit principalement par la perte de tissu de la muqueuse intestinale, ce qui permet l'invasion bactérienne, menant ultimement à une nécrose de l'intestin. Parmi les options pouvant être envisagées pour prévenir la NEC, le lait maternel constitue l'approche la plus efficace. En effet, ce dernier fournit aux nouveau-nés des nutriments essentiels, mais également des substances bioactives pouvant être à l'origine de sa capacité à prévenir l'inflammation, une des caractéristiques principales de l'entérocolite nécrosante. Toutefois, il n'existe pas de test ou de marqueur permettant de prédire le potentiel anti-inflammatoire des dons de lait maternel. Un test fonctionnel in vitro utilisant des cellules épithéliales intestinales a été développé et il a été possible d'identifier certains dons de lait maternel pouvant prévenir l'inflammation de façon significative, via la réduction de l'expression du signal NF-κB (nuclear factor kappa-B), à l'intérieur des cellules. À partir de ces données, un profil de certains facteurs bioactifs clés contenus dans le lait, tels que le facteur de croissance épidermique, les cytokines inflammatoires et les oligosaccharides, a été dressé pour différents dons de lait. Il fut possible de comparer la composition de ces dons en fonction de leur potentiel anti-inflammatoire et de tenter d'identifier une ou plusieurs molécules pouvant être à l'origine de la prévention de l'inflammation. / Necrotizing enterocolitis (NEC) is an inflammatory disease affecting the gastrointestinal tract in 5-10 % of premature infants weighing less than 1500 g at birth. It mainly results in the loss of tissue from the intestinal lining, which allows bacterial invasion, ultimately leading to necrosis of the intestine. Of the treatment options that may likely be able to prevent NEC, breast milk is the most effective approach. Indeed, the latter provides newborns with essential nutrients, but also bioactive substances that may be the origin of its ability to prevent inflammation, one of the main characteristics of NEC. However, there is no assay or marker to predict anti-inflammatory potential of breast milk samples. A functional in vitro test using intestinal epithelial cells has been developed and showed ability to identify certain donated breast milk that can significantly prevent inflammation, via the reduction of the expression of the NF-κB signal (nuclear kappa-B factor), inside cells. From these data, a profile of some key bioactive factors contained in milk, such as epidermal growth factor, inflammatory cytokines, and oligosaccharides, was dressed in different milk donations. It was possible to compare the composition of these donations according to their anti-inflammatory potential and to try to identify one or more molecules which could be the origin of the prevention of inflammation.

Un nouveau composé polyphénolique formé durant la production du sirop d’érable a été rapporté en 2011. Ce composé, nommé québécol en l’honneur de son origine géographique, a montré jusqu’à maintenant des propriétés biologiques prometteuses. L’approfondissement de son étude a cependant été grandement limité par sa faible abondance dans le sirop d’érable. Afin de contourner ce problème, notre groupe s’est intéressé au développement d’une voie synthèse permettant d’effectuer la préparation de ce produit naturel. En plus d’accéder au québécol, nous voulions également étendre l’application de cette même stratégie à la synthèse d’une variété d’esters d’acides 2,3,3-triarylacryliques, un type d’oléfine tétrasubstituée dont la préparation a été peu explorée et comporte plusieurs défis. La présente thèse rassemble l’ensemble de nos progrès réalisés ces dernières années dans la synthèse d’esters d’acides 2,3,3-triarylacryliques, la synthèse du québécol et de ses dérivés, ainsi que dans l’évaluation de l’activité anti-inflammatoire de ce produit naturel et d’autres structures apparentées. Dans un premier temps, notre stratégie de synthèse ayant mené à la synthèse totale du québécol sera d’abord présentée. Elle fait intervenir comme séquence clé la préparation d’un composé gem-dibromoalcène par homologation C-1 d’un -cétoester, suivie de l’installation de deux groupements aryles par des réactions de Suzuki-Miyaura. Nous démontrerons par la suite l’application de cette même séquence à la préparation de cinq classes diverses d’esters d’acides 2,3,3-triarylacryliques. Dans un second temps, l’évaluation de l’activité anti-inflammatoire du québécol et de plusieurs composés apparentés sera détaillée. Au passage, la préparation de certains dérivés sera discutée, notamment celle de l’isoquébécol, un isomère de constitution inédit. Finalement, les différentes relations structure-activité tirées de ces résultats et permettant d’orienter les recherches futures seront présentées. / A new polyphenolic compound was found in 2011 in maple syrup. It is formed during maple syrup processing of Acer saccharum sap. This compound, named quebecol, is structurally similar to common bioactive agents and showed activity against breast and colon cancer cell lines in some preliminary in vitro biological assays. However, the study of this compound has as yet been limited by its low abundance in its vegetal source. To facilitate further research on this compound by solving its availability problem, we decided to work on the total synthesis of quebecol. In addition to getting access to this natural product, we were interested in developing a general synthetic strategy to produce a variety of 2,3,3-triarylacrylic acid esters, a class of tetrasubstituted olefins whose preparation has not been much explored, and involves many challenges. The following thesis will present our group’s progress over the last years on the synthesis of 2,3,3-triarylacrylic acid esters, the preparation of quebecol and its derivatives, and the evaluation of the anti-inflammatory activity of quebecol and several related structures. First, we will present our synthetic strategy to form quebecol. It involves two key steps. The first is a C-1 homologation reaction on an -ketoester to produce the dibromoalkene analog. This product is used in the second key step: a double Suzuki-Miyaura cross-coupling with the appropriate arylboronic acid. We will also discuss the extension of this strategy to the development of a methodology for the preparation of 2,3,3-triarylacrylic acid esters with one, two, or three different aryl groups. Secondly, we will present our evaluation of the anti-inflammatory activity of quebecol and its derivatives. We will discuss the synthesis of some of these derivatives, including isoquebecol (an unprecedented isomer). Finally, we will establish a series of structure-activity relationships regarding the anti-inflammatory activity of quebecol and its general structure by comparing the tested compounds.

Les tendinopathies sont fréquentes et entraînent une diminution de la qualité de la vie à long terme. Les connaissances des événements physiopathologiques suivant un traumatisme tendineux sont toutefois parcimonieuses. Conséquemment, peu ou pas de stratégies thérapeutiques permettent d’en accélérer le processus de réparation. Le but de cette thèse était donc d’explorer les mécanismes cellulaires et le rôle de différents régulateurs potentiels de la réaction inflammatoire dans la réparation des tendons. Dans un premier temps, nous avons mis au point un modèle de blessure tendineuse aiguë consistant en l’injection de collagénase dans le tendon d’Achille de rats. Nous avons observé, par marquages immunohistochimiques, que les neutrophiles étaient les premières cellules à infiltrer le site de la lésion, suivis des macrophages. Nous avons également remarqué, dans un second projet que l’injection de collagénase, une métalloprotéinase, dans le tendon, induisait une altération des propriétés mécaniques des tendons de rats, et que l’administration d’un anti-inflammatoire non stéroïdien n’affectait pas significativement cette perte fonctionnelle, probablement en raison d’un effet anti-inflammatoire localisé en périphérie des faisceaux tendineux. En utilisant le même modèle expérimental, nous avons ensuite étudié le rôle d’un médiateur central de la physiopathologie tendineuse : p53. L’inhibition pharmacologique de la transactivation des gènes cibles de p53, par une molécule appelée pifithrin-α, a diminué l’accumulation des cellules inflammatoires dans le tendon blessé. Cet effet anti-inflammatoire n’était pas associé à une diminution de la perte fonctionnelle en phase aiguë, mais retardait la guérison de la blessure tendineuse. Puisque les stratégies anti-inflammatoires ne diminuent pas le déficit fonctionnel en phase inflammatoire, nous avons finalement testé le dogme voulant que les cellules inflammatoires pouvaient causer des dommages non spécifiques à la matrice des tendons. L’injection intra tendineuse de carraghénine a induit une accumulation massive de cellules inflammatoires. Cependant, cette réaction n’était pas associée à une altération des propriétés biomécaniques ni à une diminution du contenu en collagène des tendons. En conclusion, nos résultats ont permis d’accroître les connaissances de la séquence physiopathologique suivant un traumatisme tendineux et jettent un doute sur les effets délétères de l’inflammation suivant un traumatisme aigu. / Tendinopathies show a high prevalence and can alter the quality of life for many years. Nevertheless, the pathophysiology of tendinopathies is not well characterized and it may explain the lack of effective treatments to accelerate tendon healing. This thesis was therefore dedicated to the study the role of potential regulators of the pathophysiological sequence following tendon trauma. In a first project we set up an experimental model of acute tendon injury where collagenase was injected into the Achilles tendon of rats. This procedure induces a classical sequence of accumulation of leukocytes where neutrophils accumulate massively 24 hours following the injection of collagenase, followed by macrophages on day 3. We also showed, in a second project, that injection of collagenase reduces the load to failure by more than 50% 3 days post trauma. Moreover, administration of diclofenac, a non-steroidal anti-inflammatory drug, did not rescue tendons from that loss of mechanical strength, presumably because the anti-inflammatory effect was located in the paratenon and not in the core of the tendon where the load-resisting collagen bundles are located. In a third project we studied the role of p53, a putative regulator of the inflammatory process and extracellular matrix homeostasis, on the pathophysiological sequence following an acute tendon trauma. Transactivation inhibition of p53 reduced the accumulation of neutrophils and macrophages in the entire tendon. This anti-inflammatory effect was not associated to a rescue of the mechanical properties and even delayed the onset of healing. In view of the evidence that anti-inflammatory strategies failed to rescue tendons from functional loss, we challenged the dogma that the inflammatory process could induce non-specific damages to the tendon extracellular matrix. Intra-tendinous injection of carrageenan induced a massive accumulation of inflammatory cells. However this was neither associated to a reduction of tendons’ collagen content nor to a reduction of the load to failure. In conclusion, we identified new mediators and mechanisms of the pathophysiology of tendons. Our results challenge the concept that inflammatory cells strictly play deleterious effects following tendon trauma.

Les maladies inflammatoires et auto-immunes sont parmi les maladies les plus morbides et mortelles puisqu’elles sont responsables de plus de 60% des décès mondialement. La plupart des médicaments traitant ces pathologies sont peu efficaces et/ou sont responsables d’un grand nombre d’effets secondaires. Ce projet de recherche comporte deux objectifs principaux, soient la synthèse de nouveaux dérivés d’urées aromatiques substituées (UAS) ainsi que de leurs bioisostères, et l’évaluation du potentiel anti-inflammatoire de ces derniers afin d’identifier ceux qui sont efficaces contre certains mécanismes responsables des processus inflammatoires. Notre hypothèse est que des modifications structurales apportées à ces urées permettra d’augmenter leur potentiel anti-inflammatoire dans des modèles in vitro et in vivo. La synthèse d’une chimiothèque renfermant des structures entièrement nouvelles et diversifiées a été développée. Les molécules ont été synthétisées, purifiées par chromatographie liquide et caractérisées par RMN 1H, 13C, point de fusion et par HPLC-MS. Par la suite, des essais biofonctionnels ont été réalisés sur différentes lignées cellulaires primaires et cancéreuses. La majorité de nos composés n’ont pas d’effet marqué sur la prolifération cellulaire et n’influencent pas la progression du cycle cellulaire, ce qui témoigne de leur innocuité potentielle. Le potentiel antiinflammatoire des molécules a ensuite été évalué sur des kératinocytes humains, où nous avons déterminé leur capacité à inhiber la production d’interleukine 6 (IL6), une cytokine étroitement liée à l’inflammation. Certains de nos composés inhibent à plus de 80% la production d’IL-6. Le mécanisme anti-inflammatoire que pourrait avoir nos composés a ensuite été étudié et une cible thérapeutique potentielle a ensuite été déterminée et évaluée. En plus d’UASs montrant une forte inhibition de l’expression d’IL-6 certaines inhibent l’activité de l’époxyde hydrolase soluble (sEH)à plus de 80% à 250 nM. Ce projet de maîtrise a également permis le développement de méthodes de Ce projet de maîtrise a également permis le développement de méthodes de synthèse des UASs et de leurs bioisostères à la fois simples, rapides et efficaces. Ces molécules montrent une activité anti-inflammatoire indiscutable dont les relations structure-activité et le mécanisme d’action anti-inflammatoire ont été étudiés. / Inflammatory and autoimmune diseases are among the most morbid and deadly treats to human health. The aims of our project are to synthesize, characterize and screen a chemolibrary of new aromatic substituted ureas (UASs) as well as some of their bioisosteres to identify “hit compounds” that are effective against inflammatory processes. Our hypothesis is that structural modifications of these ureas will improve their anti-inflammatory potential both in vitro and in vivo. The synthesis of a chemolibrary containing entirely new and diversified structures has been developed. The molecules have been synthesized, purified by flash chromatography and fully characterized by 1H, 13C NMR and HPLC-MS. Subsequently, their antiproliferative activity was examined on various normal and cancer cell lines. The anti-inflammatory potential of these molecules was evaluated by investigating their potential to inhibit IL-6 production using an ELISA assay. More than a hundred urea derivatives have been synthesized, the latter proposing completely new and diversified structures. Some of our compounds inhibit by more than 80% of IL-6 production in human keratinocytes. The majority of these compounds showed no marked antiproliferative effects on the cell lines tested so far, suggesting their potential innocuity. Moreover, all the synthesized compounds do not impact the cell-cycle progression. Structural analyzes predicted that the new compounds could inhibit an enzyme involved in inflammation namely the soluble epoxide hydrolase (sEH). Several UASs reduce sEH) activity by displaying more than 80% inhibition at the nanomolar level. Moreover, UAS-1025 has an IC50 of 3.6± 0.7 nM on the human sEH and UAS-1008 an IC50 of 6.9± 0.7 nM on the murine sEH. This research has led to the development of simple, fast and efficient synthetic methods to produce potent anti-inflammatory UASs and their bioisosteres. Several VI of these molecules exhibit significant anti-inflammatory and anti-psoriatic activities whose structure-activity relationships and mechanism of action are currently under study. / Texte principalement en français, comprend quelques extraits en anglais

Les lipides cationiques sont des molécules amphiphiles chargées positivement et couramment utilisées comme vecteur de transfection tant in vitro qu'in vivo avec une bonne efficacité. <p><p>Cependant, la transfection in vivo par voie intraveineuse à l'aide de complexes lipides cationiques/ADN (lipoplexes) induit une réponse inflammatoire, attribuée à la présence de séquences CpG dans les plasmides transportés, et qui limite l'efficacité de transfection des complexes.<p><p>Il a été montré dans notre laboratoire que la pré-injection de liposomes de diC14-amidine, un lipide cationique mis au point dans notre laboratoire, avant l'injection des lipoplexes diC14-amidine/ADN permettait d'augmenter l'efficacité de transfection tout en diminuant la production de TNF-¦Á dans le sérum [Elouahabi et al. 2003b]. Ce résultat suggérait une nouvelle propriété anti-inflammatoire de la diC14-amidine dans le cas d'une inflammation causée par les lipoplexes de diC14-amidine/ADN. <p><p>Dans le présent travail, nous d¨¦montrons que les macrophages de la rate sont les principales cellules productrices de TNF-¦Á suite à l'injection intraveineuse des lipoplexes à des souris. Ces mêmes cellules sont également la principale cible des liposomes de diC14-amidine après injection intraveineuse. Nous avons dès lors centré notre étude sur ce type cellulaire, en utilisant une lignée établie de macrophages murins. <p><p>Nos résultats ont permis de confirmer la capacité des liposomes de diC14-amidine à inhiber la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires induites par des séquences CpG, des lipopolysaccharides ou des poly(I :C). Fait intéressant, la présence de sérum est indispensable à la propriété anti-inflammatoire des liposomes de diC14-amidine. Par fractionnement successifs des composants du sérum, nous avons pu montrer que seuls les phospholipides des lipoprotéines pouvaient conférer cette propriété aux liposomes de diC14-amidine. <p> / Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The deleterious effects of MPO make it a new target for medicinal research. The aim of our study is to find promising inhibitors of MPO for using them as starting point of new anti-inflammatory drugs. Depending on previous researches on MPO inhibitors, we selected 5-fluorotryptamine as starting compounds. Using docking experiments, we designed a series of compounds derived from 5-fluorotryptamine. Two modifications were proposed: <p>& / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le présent travail a porté sur l’évaluation des propriétés anti-inflammatoires et anticancéreuses de Agelanthus dodoneifolius (Loranthaceae), communément appelée «gui africain». Cette plante hémiparasite est utilisée en médecine traditionnelle africaine pour le traitement de pathologies chroniques telles que l’asthme, l’hypertension, des gastroentérites et le cancer. Actuellement, les maladies chroniques représentent un problème mondial de santé publique. En effet, elles constituent la première cause de mortalité dans le monde surtout dans les pays à revenu faible ou intermédiaire. <p><p>Cette étude a été réalisée dans le but d’apporter une validation scientifique quant à certaines utilisations traditionnelles de Agelanthus dodoneifolius. <p>Pour évaluer l’effet anti-inflammatoire de Agelanthus dodoneifolius, nous avons testé les différentes fractions de la plante sur la production des espèces réactives de l’oxygène, la libération et l’activité spécifique de la myéloperoxydase (MPO), enzyme libérée par le neutrophile au cours de la phagocytose pour détruire les microorganismes. L’identification et la quantification des composés a été faite grâce à une combinaison des méthodes chromatographiques, spectrophotométriques et spectrométriques. L’activité anticancéreuse de Agelanthus dodoneifolius a consisté, d’abord, à déterminer l’effet d’inhibition de croissance de diverses fractions de la plante, de la quercétine ainsi que de ses dérivés sur des lignées cellulaires cancéreuses. Nous avons ensuite déterminé les effets de la quercétine sur l’activité de plus de 300 kinases. <p><p>Les résultats obtenus montrent qu’Agelanthus dodoneifolius est capable de moduler les activités biologiques des neutrophiles. En effet, le décocté aqueux et les fractions organiques de la plante inhibent de manière dose-dépendante la production des espèces réactives de l’oxygène, la dégranulation du neutrophile et l’activité spécifique de la myéloperoxydase. Nous avons pu identifier et quantifier dix composés polyphénoliques dont quatre acides phénoliques :l’acide gallique, l’acide coumarique, l’acide chlorogénique et l’acide ellagique et six flavonoïdes :la quercétine, le kaempférol, la catéchine, l’isoquercitrine ou quercétine 3-O-glucoside, la rutine et la miquelianine ou quercétine-3-O-glucuronide. <p>Concernant l’activité anticancéreuse, les résultats montrent que seules les fractions à l’éther diéthylique et à l’acétate d’éthyle ont une activité antiproliférative. La quercétine a des effets inhibiteurs de croissance, cytostatiques et présente un large spectre d’activité sur plusieurs kinases surexprimées dans certains cancers. <p><p>En conclusion, l’ensemble de ces résultats constitue des bases scientifiques qui pourraient justifier certaines utilisations traditionnelles de Agelanthus dodoneifolius. <p>À notre connaissance, cette étude est la première à évaluer d’une part l’effet, in vitro, des différentes fractions de Agelanthus dodoneifolius sur des neutrophiles stimulés et sur la MPO et d’autre part l’effet inhibiteur de croissance de lignées cellulaires cancéreuses par certaines fractions de la plante. En outre, cette étude a permis pour la première fois d’identifier et de quantifier des composés polyphénoliques dans Agelanthus dodoneifolius. Les nombreuses propriétés de ces composés, notamment celles anti-inflammatoires et anticancéreuses, peuvent expliquer en partie les résultats reportés dans ce travail.<p><p>This work focused on evaluating anti-inflammatory and anticancer activities of Agelanthus dodoneifolius (Loranthaceae), commonly called "African mistletoe". This plant is used in African traditional medicine for the treatment of chronic conditions such as asthma, hypertension, gastroenteritis and cancer. Currently, chronic diseases are a global public health problem. Indeed, they are the leading cause of death worldwide, especially in countries with low and middle income.<p>The study was conducted to provide scientific validation for some traditional uses of Agelanthus dodoneifolius.<p><p>To characterize the anti-inflammatory activity of Agelanthus dodoneifolius, we tested the different fractions of the plant on reactive oxygen species production, release and the specific activity of myeloperoxidase, an enzyme released by neutrophils during phagocytosis to destroy microorganisms. The identification and quantification of compounds were made through a combination of chromatographic, spectrophotometric and spectrometric techniques. The anticancer activity of Agelanthus dodoneifolius consisted, first, to determine, the antiproliferative effect of fractions of the plant, quercetin and its derivatives on cancer cell lines. Then, we determined the effects of quercetin on the activity of more than 300 kinases.<p><p>The results show that Agelanthus dodoneifolius is capable of modulating the biological activities of neutrophils. In fact, the decoction aqueous and organic fractions of the plant inhibited in a dose-dependent manner the production of reactive oxygen species, degranulation of neutrophils and specific activity of myeloperoxidase. <p>We were able to identify and quantify ten polyphenolic compounds including four phenolic acids: gallic acid, coumaric acid, chlorogenic acid and ellagic acid and six flavonoids: quercetin, kaempferol, catechin, isoquercitrin or quercetin 3-O-glucoside, rutin and miquelianin or quercetin-3-O-glucuronide.<p>Regarding the anticancer activity, the results show that only fractions with diethyl ether and ethyl acetate have antiproliferative activity. Quercetin has antiproliferative and cytostatic effects and presents a broad spectrum of activity on several kinases overexpressed in certain cancers.<p><p>In conclusion, all these findings are scientific basis that could justify some traditional uses of Agelanthus dodoneifolius. To our knowledge, this is the first study to evaluate the effect firstly, by in vitro tests, of the different fractions of Agelanthus dodoneifolius on stimulated neutrophils and the MPO and secondly the growth inhibitory effect of cancer cell lines by certain fractions. Also, this study is the first to identify and quantify the phenolic compounds in Agelanthus dodoneifolius. The many properties of these compounds, including anti-inflammatory and anticancer, may partly explain the results reported in the present work. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished