Notre laboratoire a démontré que le récepteur de chimiokine CCR7 joue un rôle majeur dans la migration des monocytes en réponse à ses ligands naturels, les chimiokines CCL19 et CCL21. Plusieurs études ont permis de mettre en évidence que les monocytes en réponse à des infections, des traumatismes ou des maladies neurologiques, migrent vers les tissus en inflammation du cerveau par un mécanisme jusqu’à présent inconnu. D’un autre côté, l’activation de certains récepteurs TLR (de l’anglais « Toll-like receptors ») par des composants bactériens est caractéristique aux infections bactériennes et tient un rôle primordial dans la réponse immunitaire. L’objectif principal de ce projet de maîtrise est de déterminer si l’activation des TLR bactériens module l’expression de CCR7 chez les monocytes, les rendant ainsi aptes à transmigrer à travers la barrière hémato-encéphalique (BHE). Pour ce faire, nous avons d’abord développé un modèle in vitro de la BHE à partir de co- culture d’astrocytes humains et de cellules endothéliales microvasculaires humaines. Les résultats de résistance électrique transendothéliale (de l’anglais « Transendothelial Electrical Resistance » (TEER)) démontrent que ce modèle est fonctionnel et possède des jonctions serrées rendant la BHE imperméable et plus près de la réalité. Des essais de transmigration de monocytes démontrent que le modèle de la BHE construite limite le passage des monocytes à travers la barrière. Ces résultats laissent supposer que la BHE limite donc le passage des monocytes à travers le SNC. Cette imperméabilité aux cellules, propre à la BHE in vivo, rend le modèle idéal à des essais chimiotaxiques de transmigration. Par la suite, nos travaux ont permis de déterminer si l’activation de certains TLR par des composants provenant de bactéries Gram + et Gram – sont capables de moduler l’expression iv et la fonctionnalité de CCR7 chez les monocytes. Des PCR quantitatives effectuées avec la lignée MONO-MAC-1 ont démontré que l’activation des TLR1/2 et TLR4 promeut l’expression de l’ARNm codant pour CCR7. Des essais de cytométrie en flux ont démontré que l’activation de TLR1/2 et TLR9 chez la lignée MONO-MAC-1 ainsi que l’activation de TLR4 chez les monocytes sanguins augmentait le pourcentage de cellules exprimant CCR7 à leur surface. Des essais de migration ont démontré que le récepteur CCR7 était fonctionnel puisque la lignée MONO-MAC-1 et les monocytes sanguins traités avec l’agoniste de TLR4 migraient en plus grand nombre en réponse aux agonistes de CCR7, les chimiokines CCL19 et CCL21. Nos travaux ont aussi démontré que le récepteur CCR7 exprimé par les MONO- MAC-1 et monocytes sanguins avait une plus grande affinité envers CCL19 que CCL21. L’activation de TLR4 promeut la migration CCR7 dépendante des MONO-MAC-1 et des monocytes sanguins à travers le modèle in vitro d’une barrière hémato-encéphalique en réponse à CCL19. Nos résultats suggèrent une implication importante des récepteurs TLR4 dans la migration CCR7 dépendante des monocytes à travers la BHE et donc qu’une infection bactérienne ou que la présence de LPS dans le sang peut influencer la migration des monocytes au cerveau exacerbant ainsi des conditions neurologiques pathologiques. Davantage d’études portant sur les rôles des TLR dans la migration cellulaire pourraient permettre de développer de nouvelles thérapies.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

No description available.

Actuellement, l'infection au virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est considérée comme une infection chronique contrôlable à moyen et long terme. En effet, l'utilisation appropriée de combinaisons d'antirétroviraux ainsi qu'un suivi du développement de la résistance chez le virus peut diminuer la charge virale pendant des décennies et retarder l'apparition du syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA). Cependant, certains de ces médicaments, et tout particulièrement les inhibiteurs de protéase du VIH-1 pénètrent difficilement dans certains organes pouvant servir de réservoirs viraux comme c'est le cas pour le cerveau. Cette limitation favorise la persistance du virus permettant la réapparition rapide d'une forte virémie si les traitements sont interrompus. La réplication du VIH-1 dans le cerveau favorise le développement de déficits cognitifs, comportementaux et moteurs à long terme chez les personnes qui en sont atteintes. L'objectif principal de ce mémoire est de vérifier la possibilité d'utiliser les monocytes comme outil de transport des antirétroviraux sous forme de nanoparticules vers le réservoir du VIH-1 dans le système nerveux central (SNC). Cet objectif est vérifié à l'aide d'une reconstitution de la barrière hématoencéphalique (BHE), où la migration des monocytes chargés de nanoantirétroviraux est évaluée avec une lignée cellulaire monocytoïde, soit les Mono-Mac-1 (MM-1). Des particules de tailles nanométriques dans lesquelles la ritonavir est encapsulée (nanoRTV) ont été développées afin de faciliter leur chargement à l'intérieur des cellules. Des essais de cytotoxicité ont montré que la ritonavir encapsulée n'était pas plus toxique que la ritonavir seule. Par la suite, la capacité de chargement, de rétention ainsi que de relâchement de nanoRTV ont été mesurés dans le temps avec les cellules MM-1. Les résultats démontrent que les cellules MM-1 sont tout à fait capables de stocker des quantités importantes de ritonavir et de garder près de 40 % de la quantité initialement chargée sur une période de sept jours. Les essais de migration à travers la BHE reconstituée indiquent que les MM-1 chargées avec la nanoRTV perdent plus de la moitié de leur capacité de migration à travers la BHE en présence de chimiokines. Cependant, la pré-stimulation des cellules à la PGE[indice inférieur 2] avant le chargement des nanoRTV semble rétablir la capacité de la migration à travers cette barrière. Cette étude est complémentaire à d'autres travaux de recherche visant l'utilisation de cellules comme outil de transport pour la livraison de médicaments à des sites anatomiques ciblés. De plus, nos résultats suggèrent que les monocytes pourraient être des acteurs importants dans ce type de thérapie, étant des cellules avec une forte capacité de migration à travers la BHE.

Depuis le début du XXIème siècle, de nombreuses études ont souligné les relations étroites existant entre la voie des récepteurs nucléaires Liver X Receptors (LXRs), leurs gènes cibles et la maladie d'Alzheimer (MA). La stimulation de cette voie est considérée par conséquent comme une approche thérapeutique prometteuse. Cette voie régule de manière complexe et précise l'homéostasie cérébrale du cholestérol et le métabolisme des peptides β-amyloïde (Aβ). Les effets des oxystérols (produits de l'autoxydation du cholestérol) tels que le 24S-hydroxycholestérol (24S-PH-chol) et le 27-hydroxycholestérol (27-OH-chol), tous deux agonistes naturels endogènes des LXRs, sont très largement étudiés à l'échelle neuronale et gliale. Toutefois, peu d'études ont été effectuées sur ces effets au niveau des cellules endothéliales des capillaires cérébraux (CECCs) et des péricytes cérébraux, qui constitue la barrière hémato-encéphalique (BHE), et qui sont d'une part exposées à des flux quotidiens d'oxystérols, et d'autre part impliquées dans les échanges de peptides Aβ entre les compartiments sanguin et cérébral. En utilisant un modèle in vitro de BHE, ces travaux de thèse tendent à mettre en évidence sur l'influence de ces deux oxystérols sur les CECCs et sur les péricytes cérébraux, en se focalisant sur l'expression des gènes cibles des récepteurs LXRs et sur le transport des peptides Aβ. Nos résultats démontrent que le 24S-OH-chol induisent l'expression des transporteurs ATP Binding Cassette sub-familly A member 1 (ABCA1, pour les CECCs et les péricytes) et ABCG1 (seulement au niveau des CECCs), qui corrèle avec une augmentation de l'efflux cellulaire de cholestérol vers les (apo)liprotéines. De plus, ces oxysérols n'exercent aucune influence sur l'accumulation des peptides Aβ dans les péricytes cérébraux, mais diminuent le transport apical-à-basolatéral (influx) des peptides Aβ à travers les CECCs. Cette restriction d'influx est indépendante de la fonction du transporteur ABCA1, et semble être sous l'influence de la P-gp (P-glycoprotéine), pompe d'efflux de la BHE. Ces résultats soulignet l'importance des récepteurs LXRs dans le métabolisme cérébral du cholestérol et les échanges de peptides Aβ, et par conséquent dans la MA. / As several studies have demonstrated a close relationship between Liver X Receptors (LXRs) signalling pathway, their target genes and Alzheimer's disease (AD), stimulation of these nuclear receptors is now considered as a promising therapeutical approach in AD. This pathway strictly regulates brain cholesterol homeostasis and amyloid-β (Aβ) peptide metabolism. Actions of oxysterols such as 24S-hydroxycholesterol (24S-OH-chol) or 27-hydroxycholesterol (27-OH-chol), both known as LXR endogenous agonists, are therefore under intense scrutiny in neurons and glial cells. But little is known in brain capillary endothelial cells (BCECs) and brain pericytes (BPs) which compose the blood-brain barrier (BBB), which are continuously exposed to oxysterols fluxes and are involved in Aβ peptide exchanges between blood and brain. Using an in vitro BBB models, this study aims to highlight the influence of both oxysterols on BCECs and BPs, focusing on their involvement on LXRs target genes expression and on Aβ peptide transport. Our results demonstrate that 24S-OH-chol and 27-OH-chol induced the expression of ATP Binding Cassette sub-family A member 1 (ABCA1, in BCECs and BPs) and ABCG1 (only in BCECs), correlating with an increase of cellular cholesterol efflux to (apo)lipoproteins. Furthermore, these oxysterols do not modify Aβ peptide accumulation in BPs but decrease their influx across the BCECs. This latter process is ABCA1-independent and seems to be mediated by the P-gp (P-glycoprotein) efflux pump. These results highlight the importance of the BBB in the LXR-mediated effects in brain cholesterol metabolism and Aβ peptide clearance and, thus, in AD.

La barrière hémato-encéphalique (BHE) est une interface localisée au niveau des cellules endothéliales des capillaires cérébraux. Elle présente des caractéristiques physiques et métaboliques spécifiques restreignant les échanges entre le sang et le cerveau dans le but de maintenir l’homéostasie du système nerveux central. Dans des conditions pathologiques comme l’ischémie cérébrale, la perte de son intégrité provoque l’apparition d’un oedème vasogénique qui aggrave considérablement le pronostic vital des patients. Malheureusement, les mécanismes impliqués dans l’hyperperméabilité vasculaire demeurent inconnus, ce qui limite l’utilisation de la seule thérapie disponible à 5% des patients. Depuis qu’aucun agent pharmacologique n’a réussit à être neuroprotecteur, notre compréhension des rapports entre le sang et le cerveau est remise en cause. La complexité des interactions entre la BHE et les cellules nerveuses a mené au concept d’une unité fonctionnelle dite neurovasculaire. Ainsi de nouvelles stratégies de protection émergent à partir d’observations au niveau vasculaire. Ainsi la première partie de nos travaux a consisté à étudier l’effet vasculoprotecteur potentiel du fénofibrate, un hypolipémiant agoniste du récepteur nucléaire PPAR-a (Peroxisome Proliferator- Activated Receptor-alpha), dont le bénéfice est observé en clinique depuis quelques années et plus récemment dans une étude expérimentale menée chez la souris. Les mécanismes de cette protection aujourd’hui inconnus, pourraient impliquer la BHE réputée très peu perméable à ce fibrate. Un renforcement de la BHE limiterait la formation de l’oedème cérébral. Pour cela nous avons adapté un modèle in vitro syngénique murin de BHE aux études de perméabilité en condition d’OGD (oxygen and glucose deprivation) mimant les conséquences immédiates de l’occlusion, toute première étape de l’accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique. Le modèle consiste en une co-culture de cellules endothéliales primaires de capillaires cérébraux et de cellules gliales primaires. Nos travaux démontrent qu’un traitement préventif au fénofibrate protège l’endothélium en limitant l’hyperperméabilité induite par l’OGD. Cette action protectrice cible exclusivement l’endothélium et dépend de l’activation de PPAR-a démontré par l’absence d’effet protecteur sur les cellules endothéliales dont le gène codant pour PPAR-a a été invalidé. La seconde partie de l’étude s’est intéressée aux dommages vasculaires de la reperfusion, étape plus tardive de l’ischémie cérébrale connue pour aggraver l’oedème vasogénique et mener à des hémorragies fatales. A l’aide de notre modèle in vitro, nous avons étudié l’effet de la réoxygénation sur la perméabilité vasculaire dans le but de se rapprocher des conditions ischémiques in vivo. Après une incubation en condition d’OGD, la co-culture est replacée dans un milieu réoxygéné pendant une période allant de 2h à 24h. La mesure de la perméabilité vasculaire a démontré un profil multiphasique de l’ouverture de la BHE dépendant de la présence des cellules gliales. L’analyse en microscopie électronique des cellules endothéliales a suggéré une modulation fine de la fonctionnalité des jonctions serrées endothéliales. De plus, l’étude en IRM de diffusion chez la souris in vivo a révélé des mouvements d’eau qui suggèrent une perturbation de l’homéostasie hydrique du parenchyme cérébral au voisinage de l’occlusion dans les étapes précoces mais aussi dans les étapes tardives. En conclusion, l’ensemble des travaux met en avant la possibilité d’une préservation pharmacologique de l’intégrité de la BHE au début de l’ischémie cérébrale. Celle-ci montre l’intérêt des approches in vitro utilisant un modèle cellulaire pertinent et caractérisé. La validation de la cible cellulaire et moléculaire du fénofibrate à l’aide de notre modèle ouvre une première voie d’exploration des mécanismes impliqués dans ce phénomène de protection microvasculaire précoce. Cependant, la dysfonction retardée de la BHE est également un élément à prendre en compte pour se rapprocher de la physiopathologie de l’ischémie in vivo et espérer à terme une amélioration de l’approche thérapeutique de cette pathologie. / The Blood brain barrier (BBB) is an interface localised at brain capillary endothelial cells. The BBB possesses both physical and metabolic restrictive properties aiming at the maintenance of the central nervous system homeostasis. But under pathological conditions like ischemic stroke, the loss of BBB integrity induces a cerebral vasogenic edema which considerably worsens the vital prognosis of patients. The mechanisms underlying this vascular hyperpermeability are currently unknown thus limiting the use of the only medical intervention available at only 5% of stroke patients. Since no pharmacological molecule succeeded in being neuroprotective, our understanding of the relationships between blood and brain is questioned. The complex interactions between the BBB and nervous cells have lead to the concept of a functional unit, termed the neurovascular unit. Thus, new strategies are recently emerging from observation of vascular events. Thus, the first aim of our study was to test the potential vasculoprotective action of fenofibrate, a hypolipemic drug known as an activator of the nuclear receptor PPAR-a a (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-alpha), as benefit against stroke was observed in clinics since a few years, and recently reported in an experimental study. Yet unknown mechanisms, the protective effect may be exerted on the BBB since reported as impermeable to this compound. An early tightening of the BBB would limit the extent of brain edema. Hence, we have adapted a mouse syngenic BBB in vitro cell model to permeability studies under the stress condition found at the early stage of ischemic stroke defined in vitro as oxygen and glucose deprivation (OGD). This stress simulates the early consequences of occlusion. This model consists of a co-culture of primary brain capillary endothelial cells together with primary glial cells. We have demonstrated that a preventive treatment with fenofibrate has a protective effect on the BBB by limiting the hyperpermeability induced by the OGD condition. This effect targets endothelial cells exclusively and depends on PPAR-a activation, as revealed by the absence of protective action of fenofibrate on PPAR-a deficient endothelial cells. The second part of the study has focused on vascular reperfusion injury, a later stage of ischemia known to worsen vasogenic oedema and to lead to fatal haemorrhage. Using our in vitro BBB model, we have studied the effect of reoxygenation on vascular permeability in order to closely simulate in vivo ischemic condition. Following incubation under OGD condition, the co-cultures were placed into an oxygenated culture medium from 2h to 24h. The BBB permeability demonstrated a multiphasic opening of the BBB which depended on glial cells presence. Electronic microscopy analysis of BBB endothelial cells suggested a fine modulation of tight junction functionality. Moreover, the MRI diffusion analysis in mice has revealed particular water movements suggesting an early disturbance in water homeostasis of brain parenchyma in the vicinity of occlusion. In conclusion, this work put forward the idea of a pharmacological BBB protection at the early stage of ischemic stroke. This demonstrates the relevance of in vitro approaches using a pertinent and well characterised cell model. The validation of cellular and molecular targets of fenofibrate opens a way of first exploration of mechanisms involved in this early microvascular protection phenomenon. But the late BBB dysfunction also needs to be taken into account for a complete fitting with in vivo stroke pathophysiology and an improvement of the therapeutic approaches to this pathology.

Une étape critique au cours du développement de médicaments est la mesure ou la prédiction des concentrations du médicament dans un tissu cible, qui peuvent ensuite être liées à des mesures de leur efficacité ou leur toxicité. Les concentrations de médicaments ne pouvant être mesurées dans le cerveau humain, ils doivent être simulés ou prédits en utilisant des approches alternatives de modélisation. L'objectif de cette thèse est de développer in silico des approches de prédiction combinant à la fois des données précliniques in vitro et in vivo dans un modèle physiologique structuré, avec une stratégie translationnelle afin de permettre la simulation de concentrations totales et libres des médicaments dans le cerveau humain. Des modèles pharmacocinétiques physiologiques (PBPK) ont été développés dans cette thèse et évalués pour des médicaments de référence déjà sur le marché, et pour un médicament en cours de développement clinique dans l'industrie pharmaceutique. Ces modèles ont été développés à partir de stratégies de type « Bottom-up » sur la base de données in vitro pour la prédiction de la distribution des médicaments dans le cerveau et comparées à des méthodes de type «top-down » en utilisant des données in vivo. Cette thèse est une thèse sur article construite à partir de 5 articles scientifiques qui sont soit publiés soit en cours de soumission. Le premier article est une revue de la littérature publiée dans le Journal de l'AAPS. Cette revue discute les modèles PBPK disponibles actuellement et a permis d’élaborer des hypothèses de travail dans cette thèse afin de proposer des améliorations de ces modèles. Le deuxième article un article de recherche original publié dans Molecular Pharmaceutics. Cet article vise à démontrer l'élaboration d'une approche cohérente de modélisation pharmacocinétique chez le rat qui peut s’adapter en fonction de la quantité et de la qualité des données obtenues in vivo au cours du développement des médicaments. Un arbre de décision a été construit pour faciliter le paramétrage et la structure appropriée du modèle en fonction des données disponibles. Le troisième article est un article de recherche original publié dans Journal of Pharmaceutical Sciences. Cette étude porte sur le développement d'un modèle PBPK pour la prédiction de la pénétration cérébrale des médicaments, dans lequel son transfert à travers la BHE a été traité de façon mécanistique en séparant les paramètres régissant la quantité (perméabilité) à travers la BHE de sa liaison dans le tissu cérébral. Une stratégie de type vitro - vivo en fonction de la perméabilité des médicaments à travers les monocouches cellulaires in vitro a été proposé afin d'extrapoler la composante de transport actif du composé à l’aide de facteurs d’extrapolation (RAF). Deux autres articles sont en cours d’écriture ou soumis. Ces articles viennent compléter les approches de PBPK pour les médicaments du SNC décrites dans les deux autres articles originaux. Une dernière partie de la thèse constitue la discussion qui met très clairement en évidence l'importance du choix d’une approche de modélisation appropriée ou mieux encore la combinaison des approches fondées sur les connaissances physiologiques, les données expérimentales et les applications prévues dans le développement du médicament. L'avantage du paramétrage mécanistique dans ces modèles PBPK est qu’il améliore leur prédictivité et la simulation de différences inter-espèces. Cette thèse a considérablement contribué à démontrer la nécessité d’associer des données in vitro à des données in vivo dans la structuration des modèles PBPK qui se révèlent alors comme des outils précieux pour la prédiction de la pharmacocinétique cérébrale chez l'homme. / A critical step during drug development is the measurement or the prediction of drug concentrations in the target tissue, which can then be linked to measures of drug efficacy or toxicity. Drug concentrations cannot be directly measured in the human brain, and must be simulated or predicted using alternative modeling approaches. The objective of this thesis is to develop in silico approaches to predict BBB penetration of drugs, combining in vitro and in vivo preclinical data in a physiologically structured model, with a translational strategy to allow the simulation of total and free drug concentrations in the human brain. Physiologically based pharmacokinetic (PBPK) models were developed and evaluated for reference molecules already on the market, as well as for a drug currently under clinical development within the pharmaceutical industry. These models were developed based on both ‘bottom-up’ (model parameter values predicted from in vitro data) and ‘top-down’ (model parameters estimated from in vivo data) strategies. This thesis is comprised of 5 scientific papers which are either published or submitted to peer-reviewed journals. The first article is a review of the literature, published in the AAPS journal. This review discusses the currently published PBPK models available for the mechanistic prediction of BBB penetration of drugs, and proposes a strategy for in vitro-in vivo (IVIVE) extrapolation. The second article is an original research article published in Molecular Pharmaceutics. This article aims to show the development of a coherent pharmacokinetic modeling approach in the rat which can be adapted based on the quantity and quality of data obtained in vivo during the development of new drugs. A decision tree was constructed to enable the appropriate parameterization and model structure based on the available data. The third article is an original research article published in Journal of Pharmaceutical Sciences. This article was based on the development of a PBPK model for the mechanistic prediction of BBB penetration of drugs, in which the active and passive components of permeability were considered separately, as well as the intra-brain tissue binding parameters. An in vitro-in vivo strategy was proposed to extrapolate the active transport component using a relative activity factor (RAF) to account for in vitro-in vivo differences in transporter activity and/or abundance. Two additional articles are either submitted or under preparation. These articles extend the PBPK approaches described in the previous two published original research articles. The final part of this thesis consists of a discussion which emphasizes clearly the importance of the appropriate choice of modeling approach, or even better, a combination of approaches based on physiological knowledge, experimental data and knowledge gathered during the course of drug development. The advantage of mechanistic parameterization of PBPK models is the improved ability for inter-species extrapolation for the subsequent simulation of free or total drug concentrations within the human brain. This thesis has considerably contributed to this rapidly evolving field of CNS drug research and development, showing the importance of combining in vitro and in vivo data within a physiologically based model structure, thus providing a valuable tool for the quantitative prediction of the penetration of drugs in the human brain.

La plupart des médicaments développés pour les maladies du SNC n’atteignent pas leur cible en raison des propriétés uniques de la BHE, nécessitant la mise en place de stratégies de délivrance comme l'utilisation d'un processus physiologique, le RMT. Des peptides ciblant le LDLR (exprimé à la BHE et impliqué dans ces processus) ont été développés. Les objectifs de cette thèse ont été de caractériser le trafic intracellulaire et la capacité de transport de différentes formes de ces peptides dans différents modèles in vitro y compris dans un modèle de BHE.Les résultats obtenus dans une lignée cellulaire surexprimant le LDLR tagué GFP par imagerie en fluorescence montrent que les différentes formes de ces peptides lient le LDLR à la membrane plasmique d’où ils sont internalisés et adressés aux lysosomes sans interférer avec l’endocytose des LDL. Ils permettent l’adressage aux lysosomes de petites molécules (fluorochrome) et de protéines qui leur sont fusionnées, ces résultats indiquent qu’ils pourraient être utilisés pour cibler des molécules thérapeutiques aux lysosomes de cellules exprimant les LDLR. Dans le modèle in vitro de BHE, les peptides sont internalisés via le LDLR à partir du pôle apical et suivent un transport intracellulaire similaire aux LDL, étant déroutés de la voie de dégradation vers les lysosomes pour être transportés jusqu’au compartiment abluminal comme précédemment décrit pour le LDL et la transferrine. Ces données indiquent donc que les peptides ciblant le LDLR sont des candidats vecteurs intéressants pour compléter/améliorer le panel de peptide/anticorps existant et permettre le ciblage et le transport de molécules thérapeutiques à travers la BHE. / Many drugs are ineffective in treating CNS diseases due in part to unique properties of the BBB, requiring the establishment of delivery strategies such as the use of a physiological process, as the RMT. Peptides targeting the LDLR (expressed in the BBB and involved in these processes) have been developed. The objectives of this thesis were to characterize the intracellular traffic and transport capacity of different shapes of these peptides in various in vitro models including a model of BBB.The results obtained in a cell line overexpressing the LDLR tagged GFP by fluorescence imaging shows that the various forms of these peptides bind plasma membrane LDLR, where they are internalized and sent to lysosomes without interfering with LDL endocytosis. They allow lysosomal targeting of small molecules (fluorochrome) and proteins that are fused to them. These results indicate that it might be used to target therapeutic compounds to cells expressing LDLR lysosomes. In the in vitro BBB model, the peptides are internalized via the LDLR from the apical pole and follow a similar intracellular transport than LDL, being diverted from the lysosomal degradation pathway to be transported to the abluminal compartment as previously described for LDL and transferrin. These data indicate that the LDLR-targeting peptides seems useful vectors candidates to complete/improve the existing peptide/antibodies panel and allow the targeting and the transport of therapeutic molecules through the BBB.

La maladie d’Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative la plus commune et reste à ce jour incurable. Elle se caractérise par l’accumulation dans le cerveau du peptide neurotoxique bêta-amyloïde (Aβ), par une neuroinflammation et des atteintes neurovasculaires, qui ensemble induisent la mort des neurones et des déficits cognitifs. En raison de leurs activités multiples, les métalloprotéases matricielles (MMPs) émergent comme des acteurs importants dans la MA. Mes travaux ont permis de mieux comprendre l’implication de 3 de ces MMPs dans la MA et soulignent le caractère spécifique et complémentaire de MT1- et MT5-MMP, directement impliquées dans la production d’Aβ, et le rôle de MMP-12 dans la neuroinflammation et dans la perte d’intégrité de la barrière hémato-encéphalique, un système vasculaire particulier qui protège efficacement le cerveau. Mes travaux ouvrent des perspectives dans le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur la modulation de ces MMPs. / Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disease and remains to this day incurable. It is characterized by the accumulation in the brain of the beta-amyloid (Aß) neurotoxic peptide, by neuroinflammation and neurovascular damage, which together induce neuronal death and cognitive deficits. Because of their multiple activities, matrix metalloproteinases (MMPs) are emerging as important players in AD. My work has provided insight into the involvement of 3 of these MMPs in AD and highlight the specific and complementary nature of MT1- and MT5-MMP, directly involved in the production of Aß, and the role of MMP-12 in neuroinflammation and in the loss of integrity of the blood-brain barrier, a particular vascular system, which effectively protects the brain. My work opens perspectives in the development of new therapeutic strategies based on the modulation of these MMPs.

A PhD dissertation which presented a numerical modelling study on the long-term behavior in the multiple borehole heat exchanger array system for sustainable utilisation of shallow geothermal energy.