Plusieurs médicaments utilisés chez l'humain peuvent exercer des effets hépatotoxiques que l'on peut évaluer en système de culture primaire d'hépatocytes. On attribue aux hépatocytes des fonctions physiologiques essentielles. Ainsi, entre autres, ils sont impliqués dans le métabolisme des lipides, des glucides et des protéines. De plus, les hépatocytes constituent le principal site du métabolisme des médicaments, et c'est spécifiquement à leur niveau que se manifeste l'hépatotoxicité médicamenteuse. Celle-ci peut mener à de graves maladies hépatiques parmi lesquelles l'insuffisance hépatique aiguë, qui s'avère associée à une incidence de mortalité de 45 à 95% selon l'étiologie. Nous avons donc entrepris l'étude, en culture primaire d'hépatocytes de rat sur film de collagène, du Mintezol™(thiabendazole) et du Posicor™ (mibéfradil), deux médicaments dont les mécanismes d'hépatotoxicité ne sont pas bien connus. Le thiabendazole est un antihelminthique et fongicide, alors que le mibéfradil était autrefois employé pour le traitement de l'hypertension et de l'angine de poitrine. De plus, l'analgésique et antipyrétique Tylénol™ (acétaminophène ou APAP), dont les mécanismes d'hépatotoxicité sont connus, a servi de composé de référence. Nous avons évalué, pour chaque médicament, l'hépatotoxicité et le métabolisme de même que le type et le mécanisme de mort cellulaire induit. Les résultats obtenus montrent que c'est le mibefradil (5-20 µM, 24 et 48 h) qui mène aux changements morphologiques les plus importants et affecte le plus la viabilité et le niveau de synthèse d'albumine des hépatocytes. Nous avons de plus observé une augmentation de la mort cellulaire par nécrose avec la concentration et le temps (24 h, 48 h) pour le mibéfradil (5-20 µM) et l'APAP (10-40 mM). Toutefois, avec le thiabendazole (100-500 µM, 24h et 48h), peu de cytotoxicité ou d'effets sur la fonction métabolique des hépatocytes ont été détectés. Aussi, l'activité du 7-éthoxyresorufin-o-deethylase (EROD), un substrat du CYP1A1, a été induite par le thiabendazole (100-500 µM) et l'APAP (10-40 mM), après 24 h et 48 h, alors que le mibéfradil (5-20 µM, 24 h et 48 h) n'a exercé aucun effet. Toutefois, l'activité du 7-pentoxyresorufin-o-dealkylase (PROD), un substrat du CYP2B, a été induite par les 3 médicaments, dans les mêmes conditions que pour la mesure de EROD. Nous avons par ailleurs mesuré une induction globale de la mort cellulaire par apoptose, détectée par la condensation de la chromatine, avec les médicaments. Cette induction s'est manifestée par une activation des caspases-3, -8 et -9 par le thiabendazole (200 µM) et l'APAP (5 mM) après 1 h d'exposition, et par le mibéfradil (5 µM) après 3 h (caspase-2) et 12 h (caspases-3 et -8). Aux mêmes concentrations, ces médicaments ont de plus induit une baisse du potentiel membranaire mitochondrial et une libération de cytochrome c dans le cytosol (1 h thiabendazole et APAP; 3 h mibéfradil), et la translocation de la protéine «Fas-associated death domain» (FADO) du cytosol aux membranes (1 h thiabendazole et APAP; 12 h mibéfradil). Ainsi, d'une part, le mibéfradil serait plus hépatotoxique que l'APAP et le thiabendazole. D'autre part, l'étude de la signalisation apoptotique suggère que les médicaments étudiés activent tous la voie mitochondriale de l'apoptose de même que celle des récepteurs de mort. Cette étude contribue à l'avancement des connaissances sur l'hépatotoxicité du mibéfradil et du thiabendazole, en apportant une meilleure compréhension de l'hépatotoxicité de ces médicaments. Ceci permettra d'explorer des moyens de diminuer la toxicité du thiabendazole, et de diriger la recherche sur le développement de médicaments similaires au mibéfradil démontrant moins d'hépatotoxicité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Mibéfradil, Thiabendazole, Acétaminophène, Apoptose, Nécrose, Hépatocytes, Hépatotoxicité, Caspases, Albumine.

L'acide gras synthétase (FAS) est une enzyme clé dans la synthèse de novo des lipides. Son inhibition représente donc une approche intéressante dans la réduction de la lipogenèse. En présence de NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate), cette enzyme synthétise la palmitate à partir de l'acétyl-CoA et du malonyl-CoA. Des facteurs hormonaux tels que l'insuline et la triiodothyronine (T3) et nutritionnels tels que les acides gras à chaîne moyenne (MCFAs) régulent l'activité de la FAS au niveau de la transcription. Toutefois, l'interaction entre ces facteurs est peu connue et mérite d'être explorée afin de comprendre la régulation de la FAS. Dans un premier temps, nous avons testé l'effet des MCFAs, hexanoate ou octanoate (1mM), sur l'activité enzymatique de la FAS sur des hépatocytes de poulet de 19 jours stimulés à la T3 (1 ,6 µM), à l'insuline (100 µM), et aux deux hormones sur une période de 24 heures. Deux inhibiteurs de protéine kinase, la H7 et la génistéine, ont également été utilisés pour déterminer l'impact de la phosphorylation sur la régulation de la FAS. L'activité enzymatique de la FAS a été déterminée dans ces différentes conditions de culture par mesure de la dégradation de NADPH à 340 nm par spectrophotométrie. La capacité des hépatocytes à capter les MCFAs ainsi que leur métabolisme intracellulaire ont également été évalués par des études de captation au C¹⁴ et de profil lipidique. Individuellement, l'insuline et la T3 stimulent faiblement l'activité de la FAS. Un effet synergique important est observé lorsque les cellules sont stimulées simultanément aux deux hormones. L'incubation avec la H7 réduit fortement l'activité de la FAS indépendamment des conditions de stimulation tandis que la génistéine a un faible potentiel inhibiteur. Ensemble, ces résultats suggèrent une coopération entre l'insuline et la T3 ainsi que l'existence d'une voie de signalisation impliquant une serine/ thréonine kinase dans la régulation de la FAS. L'insuline est impliquée dans le métabolisme des MCFAs, toutefois, l'inhibition n'est observée qu'en présence de la T3. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : FAS, Acides gras à chaîne moyenne, Insuline et triiodothyronine, Phosphorylation, Estérification.

Plusieurs domaines de recherche, tels que la toxicologie, la pharmacologie, la recherche et développement de nouveaux médicaments et la médecine, exige l'utilisation d'une grande quantité d'hépatocytes. Les hépatocytes de rats sont un modèle physiologique important pour étudier in vitro les composés au niveau de leur hépatotoxicité, l'induction des enzymes du métabolisme telles que les isoformes du cytochrome P450 et leurs interactions médicamenteuses, ainsi que pour établir la pertinence du modèle par rapport à l'homme. La cryoconservation permet de préserver une grande quantité d'hépatocytes fonctionnels. Cependant, les hépatocytes sont des cellules extrêmement sensibles aux dommages induits par le gel et le dégel, même après l'addition des cryoprotectants classiques tel que le DMSO. La cryoconservation réduit la viabilité et certaines fonctions hépatospécifiques. Le changement le plus prononcé est la diminution de leur efficacité d'attachement. L'adhésion des cellules à la matrice extracellulaire et les contacts cellules-cellules sont cruciaux pour plusieurs fonctions cellulaires. Ces processus sont en partie régulés par les molécules d'adhésion cellulaire. Les mécanismes responsables de la réduction de l'efficacité d'attachement des hépatocytes cryoconservés ne sont pas bien élucidés. Ainsi, l'amélioration des techniques de cryoconservation est nécessaire afin d'améliorer les fonctions et de réduire les dommages cellulaires. Dans cette thèse, nous décrivons une nouvelle méthode efficace pour la cryoconservation de cellules de mammifères basée sur l'utilisation d'un extrait de protéines de blé (WPE) ou d'un extrait partiellement purifié avec le sulfate d'ammonium ou l'acétone (SuIWPE ou AcWPE) ou de protéines recombinantes associées à la tolérance au gel chez le blé. Ces méthodes permettent l'entreposage à long terme et la récupération d'une grande quantité de cellules viables et dont les fonctions sont maintenues. Pour tester l'efficacité de cette nouvelle méthode, nous avons mesuré plusieurs paramètres, tels que la viabilité immédiatement après dégel, la viabilité en culture, l'efficacité d'adhésion et l'évaluation des fonctions hépatospécifiques (sécrétion d'albumine, biotransformation de l'ammonium en urée, activité basale et inductibilité du cytochrome P450). En culture, la morphologie des hépatocytes cryoconservés avec l'extrait de protéines de blé (WPE), l'extrait partiellement purifié (SuIWPE ou AcWPE) et les protéines recombinantes associées à la tolérance au gel chez le blé (WCS120, WSC19, WCOR410, TaTIL et TaIRl-2), est semblable à celle des cellules fraîches. De plus, la stabilité des trois principales molécules d'adhésion, soit l'intégrine β1, la E-cadhérine et la β-caténine fut étudiée. L'expression des molécules d'adhésion est généralement inférieure chez les hépatocytes cryoconservés avec le diméthylsulfoxyde (DMSO), comparativement au WPE. L'intégrine β1 et la β-caténine sont les plus touchées par la cryoconservation. Les molécules d'adhésion sont préservées chez les hépatocytes cryoconservés avec les SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes; l'expression étant faiblement diminuée comparativement aux hépatocytes frais. Par le fait même, l'adhérence cellulaire des cellules cryopréservées avec les SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes est supérieure (70%) à celle des cellules cryopréservées avec le WPE ou le DMSO (50%). Les fonctions hépatospécifiques telles que la sécrétion d'albumine et la biotransformation de l'ammonium en urée sont maintenues durant 4 jours de culture, pour les cellules cryoconservées aves les WPEs. Nous avons également déterminé que les WPE, SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes peuvent améliorer les activités des principaux isoformes du cytochrome P450, chez les hépatocytes en suspension et en culture après cryoconservation. Ceci a été réalisé en comparant les activités basales et inductibles des isoformes CYP1A1/2, 2C6, 2D2 et 3A1/2 dans les hépatocytes de rat cryoconservés avec les WPE, SulWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes comparativement aux cellules fraîches et les cellules cryoconservées au DMSO. Nous démontrons d'une manière concluante que les hépatocytes de rat cryoconservés avec les WPE, SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes maintiennent le même niveau de compétence métabolique et de capacité à répondre aux inducteurs classiques du CYP, que les hépatocytes fraîchement isolés. Ces résultats démontrent clairement que le WPE, et plus particulièrement, les SuIWPE, AcWPE et les protéines recombinantes, sont plus efficaces que la technique classique de cryoconservation au DMSO pour les hépatocytes de rat, tant pour le maintien de l'expression des molécules d'adhésion que pour leurs fonctions hépatospécifiques. Les extraits WPE, SuIWPE, AcWPE et protéines recombinantes contiennent des agents cryoprotecteurs potentiellement universels pour les cellules de mammifères, tout en étant économiques et non-toxiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Foie, Hépatocytes, Cryoconservation, Protéines de blé, Viabilité, Activité métabolique, Cyrochrome p450, Molécules d'adhésion.

Le cholestérol est souvent perçu comme néfaste à la santé mais c'est un constituant essentiel pour l'élaboration de la membrane cellulaire, la synthèse de certaines hormones stéroïdiennes et des acides biliaires. Vu l'augmentation fulminante de maladies cardiovasculaires reliées à un excès de cholestérol dans la circulation sanguine qui se traduit par un dépôt au niveau de la paroi de l'artère, il est nécessaire de pousser les connaissances sur le métabolisme du cholestérol. Sachant que le cholestérol est transporté dans le système circulatoire par le biais de lipoprotéines et que les apolipoprotéines de ces dernières interagissent avec les récepteurs cellulaires, il est primordial de mettre en évidence ces voies impliquées dans la captation des lipoprotéines. Il existe plusieurs classes de récepteurs de lipoprotéines à la surface cellulaire dont l'une mène à l'internalisation et une dégradation complète de la particule. L'exemple le plus connu de cette classe est le récepteur de LDL (rLDL). L'autre classe peut capter sélectivement les esters de cholestérol (EC) des lipoprotéines de faible densité (LDL) ou lipoprotéines de haute densité (HDL), sans toutefois entraîner une captation et dégradation parallèle de leurs apolipoprotéines. Les deux récepteurs impliqués dans la captation sélective des EC sont le "cluster of differentiation" (CD36) et le récepteur "scavenger" de type B, classe l (SR-BI). Ces récepteurs se retrouvent dans le foie mais au moment où ces études doctorales ont été amorcées ils avaient été caractérisés surtout dans les cellules extrahépatiques et colocalisés dans les cavéoles, des invaginations membranaires absentes du foie. Notre première étude a permis de démontrer que, dans les cellules hépatiques de souris, la captation sélective des EC peut se faire autant par les cellules parenchymateuses que non parenchymateuses. Cependant, seulement les cellules parenchymateuses peuvent soutirer les EC à partir des trois classes, soient les HDL, LDL et LDL oxydées (LDLox) tandis que les cellules non parenchymateuses le font qu'à partir des LDL et LDLox. De plus, les cellules parenchymateuses expriment plus de rLDL, SR-BI et CD36 que les cellules non parenchymateuses. Cependant, la cavéoline-I est détectable seulement dans les cellules non parenchymateuses. En second lieu, nous avons voulu définir l'implication de la cavéoline-I exprimée dans la cellule HepG2 normale (un hépatome humain) au niveau du métabolisme des LDL et HDL. Pour ce faire, l'ADN complémentaire (ADNc) de la cavéoline a été inséré en orientation sens dans le vecteur d'expression eucaryote (pRc/CMV) puis transfecté dans des cellules HepG2. L'expression de la cavéoline-I génère une augmentation de la captation de l'albumine et de l'efflux de cholestérol suggérant la formation de cavéoles. Les cellules HepG2 exprimant la cavéoline-I révèlent une augmentation de 108% de la dégradation des LDL, une augmentation de 55% de la captation sélective des EC à partir des HDL mais une diminution de 66% pour celle des LDL. De plus, notre étude démontre qu'il y a une plus de colocalisation entre la cavéoline-l et le CD36 ou le rLDL qu'entre la cavéoline-l et le SR-BI. Par contre, la présence de la cavéoline-I augmente la forme dimérique du SR-BI. Ainsi, l'expression de la cavéoline-l dans les cellules HepG2 favorise la captation sélective des EC à partir des HDL ainsi que la dégradation des LDL tandis que dans les cellules normales HepG2, la voie de captation sélective des EC des LDL est favorisée. En troisième lieu, comme le foie génère une quantité substantielle de cholestérol, nous avons étudié l'efflux de cholestérol sur de multiples lignées de cellules HepG2 ainsi que les cellules hépatiques de foie de souris. Nos études démontrent que la surexpression de SR-BI, de CD36 et de la cavéoline-I dans les cellules HepG2 génère une augmentation de l'efflux de cholestérol de 106%, 92% et 48% respectivement. De plus, une double surexpression de SRBI et de la cavéoline-l ou de CD36 et de la cavéoline-l induit une hausse plus importante de l'efflux de cholestérol. Les expériences réalisées avec les cellules hépatiques de souris en culture primaire ont révélé une diminution de 41 % et 56% de l'efflux de cholestérol pour les cellules de souris déficientes en SR-Bl ou doublement déficientes en SR-BI et CD36 respectivement. Cependant, aucune différence significative n'a été observée pour les souris déficientes en CD36. Ainsi, les résultats suggèrent que le SR-BI est impliqué autant dans l'efflux de cholestérol chez les cellules hépatiques de souris que chez l'humain tandis que CD36 ne l'est que chez l'humain. Nos derniers travaux visaient à élucider l'importance de la cavéoline-L dans le métabolisme des LDLox. Nos résultats révèlent que la cavéoline-I a le potentiel d'augmenter autant la liaison que la dégradation des LDL légèrement (LDLlox) que fortement oxydées (LDLfox). Par contre, la présence de la cavéoline-I affecte seulement la captation sélective des EC en diminuant de 50% celle des LDLlox et pas celle des LDLfox. Cette étude démontre aussi une augmentation de 27% de l'efflux de cholestérol à partir de LDLlox mais une diminution de 22% à partir des LDLfox. Enfin, l'expression de la cavéoline-l stabilise les niveaux de SR-BI et de rLDL lorsque les cellules HepG2 sont traitées avec les LDLox (lox et fox) mais n'a pas d'impact sur le niveau de CD36. Ces résultats suggèrent que l'importance physiologique de l'expression de la cavéoline-l hépatique est dans le rôle de l'épuration (dégradation) de ces particules athérogènes. En conclusion, l'ensemble des travaux rapportés dans cette thèse supporte que l'expression de la cavéoline-I au niveau hépatique grâce à une modulation biotechnologique aurait un rôle clé dans l'homéostasie du cholestérol hépatique, puisqu'elle affecte à la hausse l'efflux de cholestérol et module la captation sélective à partir des LDL, HDL et LDL oxydées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Foie, Lipoprotéines, Cavéoline, Récepteurs, Oxydation.

Le cholestérol, molécule complexe, est depuis longtemps associé aux maladies cardiovasculaires. Bien qu'il ait des effets bénéfiques lorsqu'il est, par exemple, précurseur de sels biliaires, de la vitamine D et d'autres stéroïdes, s'il est en excès dans le sang, il peut être à l'origine de la formation de plaques athéromateuses. Le transport du cholestérol dans la circulation est assuré par les lipoprotéines qui sont évacuées de la circulation par des récepteurs spécifiques au niveau du foie. Le récepteur de lipoprotéines de faible densité (LDL) mène à la captation et à la dégradation complète de la particule, tandis que le récepteur « scavenger » de classe B type J (SR-BI) est capable de retirer de façon sélective les esters de cholestérol des LDL et des lipoprotéines de haute densité (HDL). Les lipoprotéines sont reconnues par ces récepteurs grâce aux apolipoprotéines (apo) présentes à la surface de la particule. Des études antérieures ont démontré que l'apoC-I peut inhiber la captation de lipoprotéines riches en triglycérides et moduler l'activité d'enzymes impliquées dans le métabolisme du cholestérol. L'objectif de la présente étude est d'examiner si les différents taux de sécrétion d'apoC-I par les cellules hépatiques induisent un changement au niveau du métabolisme des LDL et des HDL. Des essais de captation des HDL et des LDL par des cellules d'hépatome humain HepG2 ont été réalisés en présence de concentrations croissantes d'apoC-I purifiées. Ces essais ont démontré une diminution dose dépendante de la captation sélective des esters de cholestérol des LDL et des HDL (95 % et 98% d'inhibition respectivement, en présence de 5 µg/ml d'apoC-I), sans provoquer de changement dans l'association protéique et la dégradation de ces lipoprotéines. Pour caractériser l'impact des différents taux de sécrétion d'apoC-I endogène, des transformants stables de cellules HepG2 ont été obtenus exprimant 290 % et 380 % du niveau d'apoC-I secrétée par les cellules HepG2. D'autre part, l'expression de cette apolipoprotéine a été inhibée de 55 % de son niveau d'expression par les cellules HepG2 en utilisant la stratégie des siRNA (short interfering RNA). Les essais d'association et de dégradation des HDL et des LDL par ces différents types de cellules ont démontré qu'une diminution de l'expression de l'apoC-I induit une augmentation de la captation sélective des esters de cholestérol des HDL de 29 % par l'apport à celle des cellules contrôles. Les associations protéique et lipidique des LDL ont été aussi plus élevées pour les cellules sous-exprimant l'apoC-I (23 % et 15 % d'augmentation respectivement). Contrairement aux résultats obtenus avec les cellules sous-exprimant l'apoC-I, le métabolisme des lipoprotéines n'a pas été modifié dans les cellules sur-exprimant l'apoC-I. Les analyses de clairances plasmatiques des LDL et des HDL injectées à des souris, réalisées en présence d'apoC-I purifiée, visant à élucider l'impact de cette apolipoprotéine dans le métabolisme des lipoprotéines in vivo, n'ont pas donné les résultats escomptés. D'autre part, les essais de liaison de l'apoC-I marquée à l'iode-125 aux cellules HepG2 ont révélé que celle apolipoprotéine se lie de façon spécifique à la membrane plasmique de ces cellules. De plus, les résultats d'incubation des LDL et des HDL en présence de cette apoC-I marquée ont démontré que celle-ci s'associe également aux lipoprotéines. Enfin, la définition du rôle de l'apoC-I dans le métabolisme des HDL et des LDL pourrait mener à une intervention d'ordre thérapeutique visant à diminuer le taux de synthèse de cette apolipoprotéine, et ainsi diminuer le taux de cholestérol sanguin et en conséquence l'incidence de maladies cardiovasculaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : LDL, HDL, Apolipoprotéines, Cholestérol, Captation sélective.

Le récepteur scavenger de classe B type 1 (SR-BI) est essentiel au transport inverse du cholestérol puisqu'il en effectue la dernière étape: la captation sélective (CS) des esters de cholestérol (EC) à partir des lipoprotéines, c'est-à-dire l'internalisation de leurs EC sans dégradation de leur portion protéique. Au niveau hépatique, ce mécanisme d'importance demeure cependant mal défini. Nous avions déjà montré qu'un mécanisme de rétroendocytose était responsable de la CS dans des cellules HepG2 et que la CS dépendait de la localisation membranaire du SR-BI. Ici, nous vérifions si des voies d'endocytose, qui sont indépendantes de la clathrine et dépendent de microdomaines membranaires comme les radeaux lipidiques, ne pourraient pas expliquer l'activité du SR-BI à l'égard des LDL et HDL). Le traitement des cellules avec des inhibiteurs «classiques» de l'endocytose (NH4 CI: choc hyperosmotique, privation d'ATP, chlorpromazine (CPZ), puis le traitement avec des inhibiteurs différentiant ces voies selon qu'elle dépendent ou non de la dynamine-2 (dynasore) ou de GTPases de la famille de Rho (sous unité B de la toxine de C. difficile (CDTxB)) révèlent que le SR-BI ne se conduit pas de façon identique à l'égard des deux ligands. Les résultats indiquent que la CS des EC-HDL), de par sa sensibilité aux NH4CI et CPZ et par son augmentation en présence de dynasore ou de CDTxB, serait effectuée par endocytose suivant une voie dépendant de la clathrine et qu'elle pourrait être régulée négativement par une voie dépendant de RhoA. La CS des EC-LDL, sensible à la CPZ et augmentée par la CDTxB, pourrait dépendre, elle, d'une voie d'endocytose régulée par Cdc42 ou la flotilline. En somme, les résultats permettent une caractérisation plus approfondie de la CS et les différences de régulation de la CS envers les deux principales classes de lipoprotéines chez l'humain s'ajoutent à celles déjà mises en évidence par nous. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : lipoprotéines, cholestérol, endocytose indépendante de la clathrine, radeaux lipidiques, cellules hépatiques

Au courant du demi-siècle dernier, le déclin des espèces et des populations d'amphibiens est devenu un problème bien réel. Aujourd'hui, la science propose de nombreux facteurs tant environnementaux qu'anthropiques pour expliquer ce phénomène. Parmi ceux-ci, la contamination des milieux aquatiques par les pesticides et fertilisants agricoles semble corréler tout particulièrement. D'ailleurs, plusieurs cas de malformations aux membres ont été répertoriés chez des grenouilles vivant en zones agricoles. Ce phénomène pourrait compromettre, entre autres, le succès reproductif des populations et par conséquent la survie des espèces dans le milieu. Le type d'anomalie rapporté rappelle fortement celui provoqué lors d'un débalancement dans l'homéostasie de l'acide rétinoïque (AR). Les rétinoïdes sont des molécules endogènes responsables d'un grand nombre de processus physiologiques d'importance, et parmi ces molécules, l'AR joue un rôle crucial au moment de la morphogenèse. Ses effets sont assurés par sa liaison à des récepteurs nucléaires spécifiques. La synthèse et le catabolisme de l'AR sont finement régulés étant donné la forte activité nucléaire de la molécule. Un léger déséquilibre dans le métabolisme de l'AR peut donner lieu à de graves conséquences sur le développement embryonnaire d'un organisme. Certains pesticides sont connus pour interférer dans le métabolisme et les voies de signalisation de l'AR. L'hypothèse de départ du projet postule que le mélange de pesticides et de fertilisants auquel les amphibiens sont exposés dans les plans d'eau avoisinant les terres agricoles provoque une perturbation du métabolisme des rétinoïdes en altérant le travail d'enzymes-clefs. C'est ainsi que des concentrations anormales d'AR seraient à la base des effets tératogènes observés sur le terrain. Pour vérifier cette hypothèse, des essais enzymatiques ont été effectués pour juger l'efficacité enzymatique des cytochromes P450 à cataboliser l'AR en un métabolite secondaire majeur, l'acide tout-trans-4-oxo-rétinoïque (tt-4-oxo-AR), sur des animaux provenant d'habitats contaminés selon un gradient d'activité agricole. Le choix du modèle amphibien s'est arrêté sur le ouaouaron (Rana catesbeiana). En effet, la présente étude s'inscrit dans le « Projet Amphibien », une grande étude toxicologique portant sur la santé du ouaouaron vivant en milieu agricole, dans le bassin versant de la rivière Yamaska, au Québec. La caractérisation partielle de l'activité catabolique des microsomes hépatiques de ouaouaron sur l'AR a permis, pour la première fois, la mise en évidence d'un substrat préférentiel, la détermination de valeurs de Km et Vmax et la démonstration de l'implication des enzymes du CYP450 dans cette réaction. De façon générale, l'activité d'oxydation chez les mâles était plus importante que chez les femelles, malgré un poids du foie et des concentrations en protéines microsomales plus faibles et ce, pour les deux années d'échantillonnage. Les résultats suggèrent aussi une stimulation du catabolisme hépatique de l'AR par les microsomes hépatiques des ouaouarons provenant des sites les plus contaminés. Aussi, ayant une taille significativement plus faible, les grenouilles des sites fortement contaminés semblaient connaître certains problèmes de croissance. L'étude comparative de l'efficacité d'oxydation de l'AR chez le ouaouaron de la rivière Yamaska aura donc permis de cerner davantage l'un des mécanismes impliqués dans la tératogénie associée à un débalancement dans les concentrations effectives d'AR. Dans la seconde partie du projet, le catabolisme de l'AR a été tenté sur un modèle cellulaire choisi, les cellules P19. Cette exploration avait pour objectif de reproduire et maximiser un protocole d'oxydation de l'AR sur des cellules répondant à cette molécule, de façon à l'utiliser ultérieurement pour étudier les bases moléculaires derrière le métabolisme de l'AR. La culture des cellules P19, l'extraction de microsomes à partir de ces cellules et l'activité catabolique de l'AR en essais enzymatiques ont été investigués selon un protocole déjà établi. Les premières expériences n'ayant pas fonctionné, un prétraitement des cultures à l'AR a été expérimenté. Le taux de mortalité dans les cultures suite à cette pré-exposition s'est vu augmenter. De plus, bien que quantifiable, les concentrations de produits formés (tt-4-oco-AR) étaient très faibles et les résultats rarement reproductibles. Suite à ces constatations, une mise au point de la méthode d'extraction des microsomes dans le but d'augmenter le rendement des protéines microsomales à partir des cellules a été suggérée pour de futures tentatives. Aussi, des essais sur les homogénats cellulaires seraient à prévoir pour tenter de maximiser la réponse enzymatique. Malgré tout, l'utilisation des cellules P19 pour l'étude des mécanismes sous-jacents à l'émergence des malformations associées à l'AR observées chez les amphibiens en milieu agricole s'avère une avenue prometteuse. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Acide rétinoïque, CYP450, acide 4-oxo-rétinoïque, microsomes hépatiques, Rana catesbeiana, contaminants agricoles, cellules P19.

L'activation de l'« Adenosine monophosphate activated protein kinase » (AMPK), enzyme clé de la régulation du métabolisme énergétique, permet une inhibition de certaines enzymes limitantes du métabolisme des acides gras et du cholestérol. Le 5-aminoimidazole-4carboxiamide-1-β-D-ribofuranoside (AICAR) et la metformine, médicaments largement utilisés pour activer l'AMPK, améliorent l'hyperglycémie, augmentent la captation du glucose périphérique et favorisent l'utilisation et la dégradation des acides gras, ce qui permet la diminution des risques du développement de maladies cardiovasculaires liées au diabète. L'étude de certains effets de l'activation de l'AMPK sur le métabolisme lipidique serait essentielle pour pouvoir mieux comprendre l'interaction entre les métabolismes lipidique et glucidique. L'objectif de ce travail était de savoir si, in vivo, le métabolisme des lipoprotéines réagit à l'activation de l'AMPK. Le traitement des souris avec 0,5 mg/g de poids corporel d'AICAR ou de metformine pendant 7 ou 14 jours a permis d'observer notamment pour le traitement à l'AICAR pendant 14 jours, une diminution de 17,5% du cholestérol plasmatique, de 21,1% du cholestérol associé aux HDL et une augmentation de 47,6% du cholestérol associé aux LDL. L'activation de l'AMPK a augmenté le niveau protéique de récepteurs des lipoprotéines de faible densité (rLDL) suite à l'augmentation de son facteur de transcription « sterol regulatory element binding protein 2 » (SREBP-2) et a diminué celui de SR-BI « Scavenger receptor class B type I » et de sa protéine adaptatrice PDZK1. Les taux protéiques de SR-BI et du rLDL corrélaient avec ceux de leurs ARNm. La protéine SR-BII a augmenté probablement pour contrebalancer la diminution de SR-BI. La diminution de l'expression de SR-BI a provoqué une diminution de 37% de la captation sélective des EC des lipoprotéines de haute densité (HOL) in vivo chez la souris traitée avec 0,5 mg/g de poids corporel d'AICAR. Les protéines ABCA1 (intervenant dans l'efflux de cholestérol vers les HDL) et HNF4a (responsable de l'expression de l'apoA-I qui compose les HDL) ont diminué et seraient peut-être responsables de la diminution du cholestérol associé aux HDL. L'ARNm de PCSK9 « Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 » a augmenté. De plus, ni l'augmentation de rLDL ni la diminution de SR-BI n'ont pu expliquer l'augmentation du taux de cholestérol associé aux LDL. Au niveau du foie, principal tissu responsable du métabolisme de lipoprotéines, des diminutions de 26% des triglycérides et de 13,4% du cholestérol ont été observées. L'activation de l'AMPK semble donc améliorer le bilan lipidique du foie ainsi que celui du cholestérol plasmatique. Toutefois, la diminution du cholestérol associé aux HDL et l'augmentation de celui associé aux LDL apparaissent défavorables en termes de risque d'événements cardiovasculaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : AMPK, récepteurs hépatiques, captation sélective, LDL-EC, lipides hépatiques.