Des observations préliminaires ont montré que l’auto-assemblage d’un peptide issu de l’hydrolyse trypsique de la β-lactoglobuline (β-lg f1-8) modifiait la composition de mélanges de protéines de lactosérum, particulièrement en α-lactalbumine (α-la) soluble. Le but du présent travail était de démontrer l’occurrence d’interactions entre le peptide β-lg f1-8 et l’α-la. L’étude de l’auto-assemblage du peptide β-lg f1-8 en présence d’α-la à 25 et 55 °C a permis d’observer que l’ajout d’α-la à un hydrolysat trypsique permettait de retarder la floculation du peptide à 55 °C. La mise en contact d’α-la avec le peptide β-lg f1-8 a permis de modifier le profil de solubilité de la protéine à différents pH, mais pas son profil de dénaturation thermique obtenu par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Ces observations suggèrent que le peptide β-lg f1-8 interagit avec l’α-la par le biais d’interactions hydrophobes et qu’il pourrait être utilisé dans le développement de nouvelles stratégies de fractionnement de mélanges protéiques. / Preliminary observations showed that the self-assembly capacity of a β-lactoglobulin peptide obtained from trypsin hydrolysis (β-lg f1-8) could modify the composition of whey protein mixtures, mainly by reducing the amount of soluble α-lactalbumin (α-la). The goal of this study was to demonstrate the occurrence of interactions between β-lg f1-8 peptide and α-la. A study of the peptide self-assembly process in presence of α-la at 25 and 55 °C showed that the addition of α-la to the original tryptic hydrolysate delays the flocculation of peptide β-lg f1-8 at 55 °C. Adding β-lg f1-8 peptide to α-la modified the solubility profile of the protein at various pH, but its thermal unfolding profile obtained by differential scanning calorimetry (DSC) remained unchanged. All of these observations suggest that the peptide β-lg f1-8 can interact with the α-la via hydrophobic interactions and could be used for developing new strategies for the fractionation of protein mixtures.

La maladie d'Alzheimer (MA) est une fonne de démence caractérisée par une dégénérescence des cellules nerveuses et une perte des fonctions synaptiques. Une des causes majeures de la forme familiale de la MA serait la présence de mutations dans le gène codant poin la préséniline 1 (PSI). Des études antérieures ont confirmé l'interaction de PSI avec la Neural-Plakophilin-Related Armadillo Protein (NPRAP), une protéine neuronale dont la deletion du gène est impliquée dans le syndrome du Cri-du-Chat et entraîne des déficits cognitifs importants. Le rôle fonctionnel de cette interaction reste inconnu. Puisque les souris nulles NPRAP présentent des déficits cognitifs importants et des défauts synaptiques, nous supposons que NPRAP contribue au phénotype de pertes synaptiques associées aux mutations de PSI dans la MA. Le but de ce projet était d'élucider la voie moléculaire de NPRAP en identifiant ses partenaires biochimiques afin de caractériser son rôle putatif dans les voies de signalisation de la MA. Le système de double hybride en levures a été utilisé afin de confirmer l'interaction de partenaires biochimiques de NPRAP identifiés lors d'im criblage d'une banque d'ADNc spécifiques du cerveau hiunain. Les candidats retenus ont été clones dans des vecteurs d'expression mammaliens afin de confirmer leur expression dans des cellules HEK293T. La technique de co-iimnunoprécipitation en co-transfectant les protéines hypothétiques avec NPRAP a été utilisée afin d'appuyer les résultats obtenus en levure. Panni les quatre protéines candidates retenues, seule l'interaction de deux protéines avec NPRAP a été confinnée en levure, soient la tubulin beta2B (TUBB2B) et une protéine hypothétique dont le gène est situé sur le chromosome 8. L'expression de la protéine hypothétique n'a pu être confirmée dans les cellules HEK293T. La TUBB2B semble être exprimée dans le même modèle cellulaire, mais n'interagit pas avec NPRAP lorsque co-iimnunoprécipitée. D'autres expériences sont nécessaires afin de vérifier les interactions ht vitro. Une clarification de la voie de signalisation de NPRAP permettrait de comprendre comment son interaction avec PSI peut être associée à la MA.

La maladie d'Alzheimer (MA) est la forme la plus commune des maladies neurodegeneratives qui se caractérise par un déclin progressif et continu des fonctions cognitives et par des lésions histopathologiques caractéristiques : les plaques seniles et les dégénérescences neurofibrillaires. Avec une incidence qui augmente de façon vertigineuse, la MA représente un défi thérapeutique mais aussi un enjeu économique majeur. À ce jour, malgré les progrès réalisés dans la compréhension de la maladie au cours de 20 dernières années, aucun traitement efficace n'est disponible pour ralentir ou arrêter l'évolution de la maladie. Le peptide amyloïde (Aβ) principal constituant des plaques seniles, est issu du clivage amyloïdogénique de la protéine précurseur amyloïde (APP) suite à l'action des sécrétases bêta et gamma. L'accumulation extracellulaire de l'Aβ initie une cascade d'événements neuropathologiques, encore incomplètement comprise, connue sous le nom de la cascade amyloïde qui entraine un dysfonctionnent synaptique accompagné d'une mort neuronale intensive. Plusieurs évidences indiquent que l'APP joue un rôle déterminant dans l'étiologie de la MA. Les études génétiques menées à partir de formes familiales ont montré que toutes les mutations géniques pathogènes répertoriées à ce jour, avaient une incidence directe soit sur l'expression, soit sur le métabolisme de l'APP et, par conséquent, sur l'accumulation du peptide Aβ. La surexpression de l'ARNm cellulaire de l'APP étant étroitement et positivement corrélée à l'expression en aval de la protéine APP et le niveau de la production de l'Aβ. Ainsi, l'APP apparaît comme une cible pertinente pour le traitement de la MA. Son inhibition permettrait de bloquer l'accumulation et la toxicité liée à l'Aβ responsable de la pathogenèse observée dans la MA. Ce travail décrit le développement d'un outil d'inhibition moléculaire basé sur l'utilisation du ribozyme delta. Une nouvelle génération de ribozyme appelée SOFA-ð-Ribozyme a été spécialement construite pour cibler l'ARNm de l'APP. Nous avons démontré que ces APP-ð-Ribozymes assurent une correction efficace des niveaux de l'APP et permettent le rétablissement de la production aberrante d'Aβ dans les cellules neuronales. Cette intervention est donc considérée comme une étape importante et cruciale pour corriger les mécanismes qui animent l'augmentation des dépôts amyloïdes dans le but d'influencer les autres acteurs de cascade amyloïde. Nous nous sommes penchés ensuite sur la possibilité de trouver une approche alternative à l'inhibition des sécrétases impliquées dans la libération pleeà'A intervenant directement au niveau de leurs sites d'action sur l'APP. Pour cela un criblage d'une banque de peptides aléatoires à été réalisé grâce à l'utilisation du système double hybride chez la levure dans le but de sélectionner de nouvelles interactions in vivo peptides-APP capables interférer avec les activités sécrétases et d'empêcher la libération de l'Amyloïde. Cette approche est particulièrement pertinente, puisque ces enzymes possèdent différents substrats et leur inhibition directe peut avoir des effets secondaires indésirables voir fatals. Dans la mesure où la bêta-sécrétase (BACE) est l'enzyme limitant dans la génération de l'Aβ, la découverte d'une nouvelle génération d'inhibiteur agissant directement sur l'APP serait d'une importance majeure pour le développement d'une thérapie appropriée à la MA. n

Les tissus adipeux ont été reconnus il y a longtemps comme des sites importants de transformation et d’action des hormones stéroïdiennes. Parmi ces hormones, les androgènes et les oestrogènes jouent un rôle important dans la régulation des fonctions du tissu adipeux comme l'accumulation de triglycérides, la lipolyse, la différenciation des préadipocytes et la prolifération cellulaire. La disponibilité de ces hormones est modulée par un groupe d’enzymes de conversion des stéroïdes qui n’ont pas été entièrement caractérisées dans les tissus adipeux humains. Objectif: Notre objectif était de caractériser les isoenzymes de la 5α-réductase de même que la 17β-hydroxystéroïd déshydrogénase (17β-HSD) de type 2 et leur association avec les mesures anthropométriques et/ou les marqueurs d'adiposité. Méthodes: Des tissus adipeux omental et sous-cutané ont été obtenus auprès d’hommes et/ou de femmes non-obèses et/ou obèses. L'expression des 5α-réductases et 17β-HSD type 2 ont été mesurées dans différents modèles de tissus adipeux. Des techniques d’immunohistochimie et d'imagerie confocale ont été utilisées pour localiser la 17β-HSD type 2 dans les tissus adipeux. Nous avons utilisé des inhibiteurs spécifiques à ces enzymes dans nos expériences. De plus, des cultures de cellules HEK-293 ont été utilisées pour tester les inhibiteurs des 5α-réductases. Résultats: Nous avons démontré que la dihydrotestostérone est formée principalement à partir de l'androsténedione (4-dione) et est responsable de la grande majorité de l’effet inhibiteur du 4-dione et de la testostérone sur l'adipogenèse. Les isoenzymes de la 5α-réductase jouent donc un rôle important dans la régulation de la différenciation des préadipocytes. Nos résultats indiquent également que la conversion de la testostérone et de l'estradiol en stéroïdes moins actifs tels que le 4-dione et l'estrone, respectivement, est effectuée par la 17β-HSD type 2 qui est localisée dans les vaisseaux sanguins des tissus adipeux des hommes et des femmes. Conclusion: Les 5α-réductases et la 17β-HSD type 2 modulent la disponibilité des hormones stéroïdiennes actives dans les tissus adipeux humains. Leur activité et/ou leur expression est associée aux mesures d’adiposité. Ceci supporte la notion d’un rôle possible de ces enzymes dans l'altération des dépôts graisseux via une modulation de la disponibilité des hormones stéroïdiennes actives. / Adipose tissue has long been recognized as a significant site for steroid hormone transformation and action. These hormones include androgens and estrogens, which play a pivotal role in the regulation of many adipose tissue functions including triglyceride accumulation, lipolysis, preadipocyte differentiation and proliferation. The availability of these hormones is regulated through a group of steroid hormone-converting enzymes that have not been fully characterized in adipose tissue. Our objective was to characterize steroid hormone-converting enzymes 5α-reductase and 17β-hydroxysteroid dehydrogenase (17β-HSD) type 2 and their involvement in the regulation of androgen and estrogen availability in abdominal adipose tissues of men and/or women, and define their association with anthropometric measurements or other adiposity markers. Methods: Omental (OM) and subcutaneous (SC) adipose tissues were obtained from non-obese and/or obese men and/or women. The expression of 5α-reductase and 17β-HSD type 2 isoenzyme was measured in various OM and SC tissue models. Immunohistochemistry and confocal imaging techniques were used to localize 17β-HSD type 2 in adiposes tissues. We used specific enzyme inhibitors in our experiments. In addition, HEK-293 cell cultures were used to test the 5α-reductase isoenzymes inhibitors. We also measured glycerol-3-phosphate dehydrogenase (G3PDH) activity with or without 5α-reductase inhibitors to assess the extent of preadipocyte differentiation. Results: Dihydrotestosterone is formed mainly through 4-androst-4-ene-3,17-dione (4-dione) and it is responsible for the vast majority of the inhibitory effect of 4-dione and testosterone on adipogenesis. 5α-reductase isoenzymes play an important role in the regulation of preadipocyte differentiation through modulation of androgenic activity. Our results also indicated that the conversion of testosterone and estradiol into less active steroids such as 4-dione and estrone, respectively, is caused by 17β-HSD type 2, which is localized in the blood vessels of adipose tissue in both men and women. No sex difference was detected in HSD17B2 mRNA expression. However, opposite correlations were found between 17β-HSD type 2/HSD17B2 mRNA expression and/or activity with age or adiposity measurements in both sexes. Conclusion: 5α-reductases and 17β-HSD type 2 have opposite actions on the availability of active steroid hormones in human OM and SC adipose tissues. The activity and/or the expression of these enzymes is associated with adiposity measurements. This supports a possible role of these enzymes in altering fat deposition through the modulation of active steroid hormone availability in adipose tissue.

Dans cette thèse, je présente une étude (1) du rôle de la 17β-HSD5 dans la modulation des taux d'hormones et dans la prolifération, et l'impact de l'expression de la 17β-HSD5 sur d’autres protéines de BC cellules; (2) une étude comparative sur trois enzymes (17β-HSD1, 17β-HSD7 et 3α-HSD3) avec la provision de DHEA et ses substrats directes soit l’E1 ou la DHT. Les principaux résultats obtenus dans cette étude sont les suivants: (1) en utilisant l'ARN d’interférence de la 17β-HSD5, des immunodosages enzymatiques et des tests de prolifération de cellules démontrent que l'expression de la 17β-HSD5 est positivement corrélée à un niveau de T et de DHT dans les BCC, mais négativement corrélée pour l’E2 et la prolifération des cellules de BC (2) les analyses quantitatives de PCR en temps réel et de Western blot ont démontré que l’inhibition de l’expression de la 17β-HSD5 régule à la hausse l'expression de l'aromatase dans les cellules MCF-7. (3) L’analyse d’ELISA de la prostaglandine E2 a vérifié que l'expression accrue de l'aromatase a été modulée par des niveaux élevés de PGE2 après l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5. (4) Le test de cicatrisation a montré que l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5 favorise l’augmentation de la migration cellulaire. (5) L'expression du gène 17β-HSD5 dans des échantillons cliniques, à partir de l'analyse de base de données ONCOMINE, a montré que sa plus faible expression a été corrélée avec le statut de l’HER-2 et de la métastase de la tumeur. (6) Les données protéomiques révèlent également que des protéines impliquées dans les voies métaboliques sont fortement exprimées dans les cellules MCF-7 après l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5. (7) L’étude n'a démontré aucune différence dans la fonction biologique de la 17β-HSD1 et de la 17β-HSD7 lorsqu'elles sont cultivées avec différentes stéroïdes: tel que les niveaux de stéroides, la prolifération cellulaire et les protéines régulées. (8) Toutefois, la supplémentation du milieu de culture se révèle avoir un impact marqué sur l'étude de la 3α-HSD3. (9). Nous avons proposé que l'utilisation de la DHEA comme source d'hormone puisse entraîner une meilleure imitation des conditions physiologiques post-ménopausales en culture cellulaire selon l’intracrinologie. / Human 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 5 (17β-HSD5) mainly synthesizes the activate androgen testosterone (T) from △4-androstenedione (4-dione), then 4-dione and T aromatazion to estrone (E1) and estradiol (E2) by the action of aromatase. 17β-HSD1 and 7 catalyze the formation of E2 from E1 and inactivate androgen dihydrotestosterone (DHT). In this thesis, I present the study of (1) the roles of 17β-HSD5 in the modulation of hormone levels and in the proliferation. and the proteomic study of the impact of the 17β-HSD5 knock down in BCC; (2) a comparative study of three enzymes (17β-HSD1，7 and 3α-HSD3) with the provision of DHEA and the direct substrates, E1 or DHT. The main results obtained in this study are as follow: (1) Using RNA interference of 17β-HSD5, enzyme immunoassays, and cell proliferation assays demonstrate that 17β-HSD5 expression is positively correlated with T and DHT levels in BCC, but negatively correlated with E2 levels, and BCC proliferation. (2) Quantitative real-time PCR analyzes and western blot showed that 17β-HSD5 knockdown up-regulates aromatase expression in MCF-7 cells. (3) Prostaglandin E2 ELISA assay verified that aromatase expression increase was modulated by elevated PGE2 levels after 17β-HSD5 knockdown. (4) Wound healing assay showed that with the knockdown of 17β-HSD5 expression, cell migration increased. (5)17β-HSD5 gene expression in clinical samples from ONCOMINE analysis showed its lower expression was correlated with HER-2 status and tumor metastasis. (6) The proteomic data also reveal that proteins involved in metabolic pathways are highly expressed in 17β-HSD5 knockdown MCF-7 cells. (7) Cell biology study showed no difference in biological function for 17β-HSD1 and 17β-HSD7 when cultured with different steroids cell proliferation and estradiol levels decreased, whereas DHT accumulated; cyclin D1, PCNA, and pS2 were down-regulated after knocking down these two enzymes. (8) The culture medium supplementation was found to have a marked impact on the study of 3α-HSD3. (9) We first proposed that using DHEA as hormone source may result in better mimicking of the physiological conditions of post-menopausal in cell culture according intracrinology.

L'influence de l'estradiol, de la dihydrotestostérone et de la corticostérone sur l'expression génétique de l'enzyme Il β-hydroxystéroïde déshydrogénase de types 1 et 2 a été évaluée par l'analyse semi-quantitative de résultats d'hybridation in situ des ARN messagers correspondants. Le rein, le foie, les glandes surrénales, les glandes préputiales, les glandes clitoridiennes, la prostate, les glandes mammaires, l'utérus et le vagin ont été les tissus à l' étude. Des souris mâles et femelles ayant d'abord subi une gonadectomie ou une adrénalectomie (l'ablation des organes principalement producteurs des hormones stéroïdiennes en question) ont ensuite reçu le remplacement hormonal correspondant à la chirurgie de chaque sujet. Les résultats ont démontré une régulation de la Il phydroxystéroïde déshydrogénases de types 1 et 2 par ces stéroïdes hormonaux, mais de façon différente, selon le tissu et selon le sexe. La localisation des enzymes a aussi été identifiée au niveau cellulaire. Aussi, la distribution de la Il β-hydroxystéroïde déshydrogénase de type 1 présente un dimorphisme sexuel au niveau du rein.

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

La maladie d'Alzheimer (MA) est la forme de démence la plus commune. Cette maladie neurodegenerative reliée à l'âge est caractérisée par des pertes de mémoire ainsi qu'une diminution des facultés de planification et de pensée. À ce jour, aucun traitement efficace n'est disponible pour ralentir ou arrêter l'évolution de la maladie. Selon la théorie de la cascade amyloïde, cette maladie, d'apparition héréditaire ou spontanée, serait causée par une accumulation de protéines bêta-amyloïde (Aβ) dans le cerveau des patients. La présence d'oligomères Aβ solubles serait hautement associée à l'accumulation d'enchevêtrements neurofîbrillaires ainsi qu'à une réaction inflammatoire importante. Les microglies sont reconnues comme les cellules immunitaires du cerveau. Pendant la MA, ces cellules sont reconnues pour produire des cytokines pro-inflammatoires et des molécules nocives pour les neurones. Ces cellules seraient cependant très importantes pour l'élimination de l'Aβ par phagocytose et pourrait alors être bénéfiques en empêchant l'évolution de la MA. Une meilleure compréhension des molécules impliquées dans l'activation des cellules microgliales contre les protéines Ap pourrait permettre le développement de nouveaux traitements contre la MA. Nous avons donc démontré que les cellules microgliales exprimaient le Toll-like receptor 2 (TLR2) en réponse à l'Aβ. De plus, plusieurs évidences démontrent aussi que ces récepteurs seraient très importants pour l'élimination de l'Aβ. Nous avons ici utilisé un modèle murin de MA pour démontrer l'importance du récepteur TLR2 ainsi que de la voie de signalisation intracellulaire dépendante de la protéine adaptatrice MyD88 dans l'évolution de la MA. L'importance de l'expression de ces protéines dans les cellules microgliales infiltrant le cerveau chez l'adulte a aussi été démontrée par la production de souris chimériques et par les techniques de thérapie génique, c'est-à-dire par la transduction de cellules de la moelle osseuse par un vecteur lentiviral. Ces résultats ont été obtenus dans le but de connaître davantage l'activation microgliale et l'élimination de l'Aβ du cerveau. Dans un avenir rapproché, ces connaissances nous permettront de moduler le système immunitaire des patients atteints de cette maladie dans le but d'arrêter ou du moins de ralentir sa progression.

Le diabète est associé à une réduction de la masse des cellules β. Par conséquent, la régénération des cellules β est un champ d'étude important. Nous avons testé l'hypothèse selon laquelle le GLP-1, un médicament anti-diabète, stimule la differentiation de cellules progénitrices en cellules β matures (néogenèse) et étudié les mécanismes impliqués dans le processus. Nos résultats indiquent que le GLP-1 induit l'expression de marqueurs spécifiques à la cellule β (Pdxl, Glut2 et le gène de l'insuline) dans un modèle de cellules progénitrices (lignée AR42J). Cette action est précédée de l'expression de Ngn3, un gène contrôlant la differentiation des cellules endocrines du pancréas au cours du développement embryonnaire. De plus, notre étude suggère que la voie Pi3k et Hnf1-α/Hnf3-β participent à l'effet du GLP-1. Nos résultats pourraient mener à la découverte de cibles moléculaires permettant l'expansion de la masse de cellules β

Les microARN (miARN) sont de petits ARN endogènes de 21-23 nucléotides (nt) impliqués dans la répression traductionnelle d'ARN messagers (ARNm) spécifiques par la reconnaissance de sites de liaison (SL) dans la région 3' non-traduite (3'NT) chez la plupart des eucaryotes. Dans le cerveau de patients atteints de la maladie d'Alzheimer, l'expression de la protéine BACE est augmentée d'environ 3 fois, malgré des niveaux inchangés d'ARNm, suggérant la perte possible d'une régulation par les miARN. De fait, la région 3'NT de mBACEl régule l'expression du gène rapporteur Renilla luciférase (Rluc), auquel il est couplé, à la baisse par plus de 70 % dans les lignées cellulaires murines neuronale (N2a) et fibroblastique (NIH 3T3). Une analyse bioinformatique a révélé deux SL potentiels pour des miARN dans la région 3'NT de mBACEl, soit pour miR-298 et miR-328. Nous avons démontré que ces miARN lient de façon spécifique leur SL présumé par EMSA in vitro. Ces interactions sont déstabilisées par la perturbation de l'appariement de la région 5' du miARN. Le SL de miR-328 est capable de médier la répression de l'expression de Rluc in vivo, alors que la mutation des SL abolit cette répression, validant ainsi la fonctionnalité du SL. Finalement, une surexpression ou une neutralisation de miR-298 et miR-328 font varier les niveaux de mBACEl endogène à la baisse et à la hausse, respectivement. Nos résultats suggèrent l'implication de miR-298 et miR-328 dans la régulation de l'expression de BACE, et offrent une nouvelle perspective étiologique de la maladie d'Alzheimer.