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Ce mémoire présente l’étude de certains effets pharmacologiques de nouveaux analogues synthétiques des cannabinoïdes. Un des objectifs de longue date des recherches sur les cannabinoïdes a été la découverte de puissants analogues synthétiques de substances naturelles, qui pourraient être développés comme médicaments. Cela nécessite, entre autres, qu’ils soient exempts d’effets psychotropes qui caractérisent l’usage récréatif du Cannabis. Le moteur derrière cet objectif a été la longue histoire de l’usage du Cannabis comme substance médicale, en particulier dans le traitement de la douleur et de l’inflammation. Parmi les nombreux effets pharmacologiques des cannabinoïdes, deux sont d’un grand intérêt thérapeutique : l’effet antiprolifératif sur les cellules tumorales et l’effet anti-angiogène. Dans ce mémoire, l’étude de ces deux effets a été réalisée sur des cultures cellulaires tumorales et endothéliales humaines. Les tests de prolifération sur les deux types de cellules n’ont pas montré de cytotoxicité. Ce qui a permis de poursuivre l’étude de l’effet anti-angiogène, et qui a mis fin à l’étude de l’effet anti-tumoral. L’inhibition de l’angiogénèse a été investiguée en réalisant des tests de recolonisation d’une zone dénudée dans une monocouche de cellules endothéliales et des tests de formation de microtubules sur matrice gélifiée. L’effet anti-angiogène n’a pas pu être évalué à cause de problèmes de contamination, néanmoins certaines molécules montrent un effet anti-migratoire. L’absence de cytotoxicité et l’analogie structurale avec le -tétrahydrocannabinol encourage à continuer l’investigation des effets pharmacologiques de ces nouvelles molécules synthétiques. Il serait aussi pertinent d’étudier, dans une thèse de doctorat, les mécanismes d’actions moléculaires par lesquels agissent ces molécules. / This thesis aims to assess the pharmacological effects of new synthetic cannabinoid analogs. A long-standing goal in cannabinoid research has been the discovery of potent synthetic analogs of the natural substances that might be developed as clinically useful drugs. This requires, among other things, that they be free of the psychotropic effects that characterize the recreational use of Cannabis. An important driving force for this goal is the long history of the use of Cannabis as a medicinal agent especially in the treatment of pain and inflammation. Among the many pharmacological effects of cannabinoids, two are of great therapeutic value: the anti-proliferative effect on tumor cells and anti-angiogenic effect. In this thesis, the study of these two effects has been conducted on tumoral and endothelial culture cell. The proliferation tests on both types of cells showed no cytotoxicity. This allowed further study of the anti-angiogenic effect, and ended the study of anti-tumoral effect. Inhibition of angiogenesis has been investigated by performing recolonization tests of a denuded area on endothelial cell monolayer and microtubules formation tests on gel matrix. This effect could not be evaluated because of contamination problems; however, some molecules show anti-migration effects. The absence of cytotoxicity and structural analogy with -tetrahydrocannabinol encourages the investigation in pharmacological effects of these new synthetic molecules. It would also be interesting to study in a doctoral thesis, the molecular mechanisms of action involved.

Les cannabinoides (CBs) et plus spécifiquement les agonistes des récepteurs CB2 ontdémontré leurs propriétés analgésiques, sans effet psychotrope comparés auxagonistes CB1. Les CBs sont généralement des composés lipophiles et non “drug-like”présentant une faible biodisponibilité. Afin d’évaluer de nouveaux CB2 agonistesd’origine synthétique développés par notre laboratoire, sur des modèles in vivo dedouleur neuropathique, une stratégie de formulation précoce a été mise au point et apermis le développement de quatre systèmes de délivrance d’actif. Une étudepharmacologique d’efficacité a été conduite avec notre tête de série MDA7, formulédans des complexes d’inclusion avec des cyclodextrines (CDs), des liposomes et unesolution micellaire administrés par voie parentérale. Le concept à base de CDs adémontré une plus forte activité anti nociceptive. Une étude de compréhension dumécanisme d’inclusion de MDA7 dans le complexe supramoléculaire formé avec lesCDs a été menée. Des systèmes auto-émulsionnables (SEDDS) ont également étéutilisés pour une administration orale afin d’étudier le profile pharmacocinétique deMDA7. Des nanocapsules (NCs) polymériques et cationiques ont également été développéesafin de stabiliser un phytocannabinoide, CB2, en vue d’une administration in vivo. Desétudes pour caractériser et évaluer l’influence des paramètres affectant la formation desNCs préparées par nanoprécipitation ont été conduites. Nous avons étudié lapropension des NCs développées à former des interactions ioniques avec desmacrocycles anioniques tels que les sulfobutylether-β-cyclodextrines ou, desinteractions électrostatiques avec les cucurbit[n]urils / Cannabinoids (CBs) and particularly CB2 agonists have been shown to reduce pain andinflammation without eliciting any apparent psychotropic effect conversely to CB1agonist compounds. CBs candidates are usually lipophilic non drug-like compoundswith poor bioavailability. To serve the purpose of evaluating new synthetic CB2 agonistsdeveloped by our group, on in vivo neuropathic pain models, an enabling formulationstrategy has been set up and four Drug Delivery Systems (DDS) developed. Forparenteral administration, cyclodextrin (CD)-based inclusion complexes, liposomes andsurfactants/co-solvents micellar solution have been investigated whereas Self-Emulsifying DDS (SEDDS) was selected for oral administration. A pharmacologicalstudy conducted with lead compound MDA7, formulated in CD-based DDS resulted inthe higher antinociceptive activity. A comprehensive study of the inclusion mechanismof MDA7 in the CD supramolecular complexes prepared was carried out. MDA7pharmacokinetic profile was also generated formulated in micellar solution and SEDDS.Besides, cationic polymeric nanocapsules (NCs) have been designed to serve as aprotective DDS for oral administration of a dietary phytocannabinoid CB2 agonist.Studies were undertaken to characterize and evaluate the influence of differentparameters on NCs formation prepared by nanoprecipitation. The cationic NCsdeveloped have been explored for their property to yield proportion of counterioniccondensation in the presence of macrocycles bearing anionic groups such assulfobutylether-beta-cyclodextrin or to form electrostatic interactions/host-guestcomplexion with cucurbit[n]uril.

Ce mémoire présente l’étude de certains effets pharmacologiques de nouveaux analogues synthétiques des cannabinoïdes. Un des objectifs de longue date des recherches sur les cannabinoïdes a été la découverte de puissants analogues synthétiques de substances naturelles, qui pourraient être développés comme médicaments. Cela nécessite, entre autres, qu’ils soient exempts d’effets psychotropes qui caractérisent l’usage récréatif du Cannabis. Le moteur derrière cet objectif a été la longue histoire de l’usage du Cannabis comme substance médicale, en particulier dans le traitement de la douleur et de l’inflammation. Parmi les nombreux effets pharmacologiques des cannabinoïdes, deux sont d’un grand intérêt thérapeutique : l’effet antiprolifératif sur les cellules tumorales et l’effet anti-angiogène. Dans ce mémoire, l’étude de ces deux effets a été réalisée sur des cultures cellulaires tumorales et endothéliales humaines. Les tests de prolifération sur les deux types de cellules n’ont pas montré de cytotoxicité. Ce qui a permis de poursuivre l’étude de l’effet anti-angiogène, et qui a mis fin à l’étude de l’effet anti-tumoral. L’inhibition de l’angiogénèse a été investiguée en réalisant des tests de recolonisation d’une zone dénudée dans une monocouche de cellules endothéliales et des tests de formation de microtubules sur matrice gélifiée. L’effet anti-angiogène n’a pas pu être évalué à cause de problèmes de contamination, néanmoins certaines molécules montrent un effet anti-migratoire. L’absence de cytotoxicité et l’analogie structurale avec le -tétrahydrocannabinol encourage à continuer l’investigation des effets pharmacologiques de ces nouvelles molécules synthétiques. Il serait aussi pertinent d’étudier, dans une thèse de doctorat, les mécanismes d’actions moléculaires par lesquels agissent ces molécules. / This thesis aims to assess the pharmacological effects of new synthetic cannabinoid analogs. A long-standing goal in cannabinoid research has been the discovery of potent synthetic analogs of the natural substances that might be developed as clinically useful drugs. This requires, among other things, that they be free of the psychotropic effects that characterize the recreational use of Cannabis. An important driving force for this goal is the long history of the use of Cannabis as a medicinal agent especially in the treatment of pain and inflammation. Among the many pharmacological effects of cannabinoids, two are of great therapeutic value: the anti-proliferative effect on tumor cells and anti-angiogenic effect. In this thesis, the study of these two effects has been conducted on tumoral and endothelial culture cell. The proliferation tests on both types of cells showed no cytotoxicity. This allowed further study of the anti-angiogenic effect, and ended the study of anti-tumoral effect. Inhibition of angiogenesis has been investigated by performing recolonization tests of a denuded area on endothelial cell monolayer and microtubules formation tests on gel matrix. This effect could not be evaluated because of contamination problems; however, some molecules show anti-migration effects. The absence of cytotoxicity and structural analogy with -tetrahydrocannabinol encourages the investigation in pharmacological effects of these new synthetic molecules. It would also be interesting to study in a doctoral thesis, the molecular mechanisms of action involved.

A pesar de que el uso del cannabis y el alcohol como sustancias psicoactivas es muy antiguo y que su uso como drogas recreacionales está muy extendido, los mecanismos a través de los cuales producen sus efectos psicoactivos se han empezado a conocer hace relativamente poco tiempo. En la presente tesis se estudia como afectan distintos tratamientos sistémicos, tanto con etanol como con distintos compuestos cannabinoides, simultáneamente sobre la síntesis de las distintas monoaminas en diferentes regiones cerebrales de rata. Además, se analizó como afectaban estos tratamientos a los distintos componentes de la vía de señalización intracelular de las MAPK en la corteza frontal de rata. Se realizaron distintos tratamientos agudos con estos compuestos así como tratamientos a más largo plazo (crónicos) y además se estudiaron estos parámetros durante el llamado síndrome de abstinencia que aparece una vez que se detiene esta administración crónica.

Ce projet de maitrise implique le développement et l’optimisation de deux méthodes utilisant la chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem (HPLC-MS/MS). L'objectif du premier projet était de séparer le plus rapidement possible, simultanément, 71 médicaments traitant la dysfonction érectile (ED) et 11 ingrédients naturels parfois retrouvés avec ces médicaments dans les échantillons suspectés d’être adultérés ou contrefaits. L'objectif du deuxième projet était de développer une méthode de dépistage permettant l'analyse rapide simultanée de 24 cannabinoïdes synthétiques et naturels pour une grande variété d'échantillons tels que les mélanges à base de plantes, des bâtons d'encens, de sérums et de cannabis. Dans les deux projets, la séparation a été réalisée en moins de 10 min et cela en utilisant une colonne C18 à noyau solide 100 x 2,1 mm avec des particules de 2,6 µm de diamètre couplée à un système MS avec trappe ionique orbitale fonctionnant en électronébulisation positive. En raison du nombre élevé de composés dans les deux méthodes et de l’émergence de nouveaux analogues sur le marché qui pourraient être présents dans les échantillons futurs, une méthode de dépistage LC-MS/MS ciblée/non-ciblée a été développée. Pour les deux projets, les limites de détection étaient sous les ng/mL et la variation de la précision et de l’exactitude étaient inférieures de 10,5%. Le taux de recouvrement à partir des échantillons réels variait entre 92 à 111%. L’innovation des méthodes LC-MS/MS développées au cours des projets est que le spectre de masse obtenu en mode balayage lors de l'acquisition, fournit une masse exacte pour tous les composés détectés et permet l'identification des composés initialement non-ciblés, comme des nouveaux analogues. Cette innovation amène une dimension supplémentaire aux méthodes traditionnellement utilisées, en permettant une analyse à haute résolution sur la masse de composés non-ciblés. / This master’s project involved the development and optimization of two rapid liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) methods. The objective of the first project was to simultaneously separate, as rapidly as possible, 71 erectile dysfunction (ED) treatment drugs and 11 natural ingredients sometimes found alongside ED drugs present in suspected adulterated or counterfeit samples. The objective of the second project was to develop a screening method allowing rapid, simultaneous analysis of 24 synthetic and natural cannabinoids for a wide variety of samples such as herbal smoking mixtures, incense sticks, serums and Cannabis plant material. In both projects, the separations were achieved in ≤ 10 min using 2.6 µm fused-core C18 particles packed into a 100 x 2.1 mm column coupled to an LTQ Orbitrap XL mass spectrometer operated in positive electrospray mode. Because of the very high number of compounds in both methods and the knowledge that future analogues are always immerging on the market that could thus be present in samples, a targeted/untargeted LC-MS/MS screening method was developed. For both projects, detection limits were in the sub ng/mL range and intra- and inter-assay precisions were below 10.5%. Recovery from real samples ranged from 92 to 111%. The innovation of the developed LC-MS/MS methods is that the full scan event in the MS acquisition provides accurate masses for all detected species and thus allows post-analysis identification of initially untargeted compounds, i.e., the immerging analogues. This innovation adds an additional dimension to traditional MS/MS methods, allowing high mass resolution of untargeted compounds.