L'apoptose, ou mort cellulaire programmée est un processus complexe génétiquement contrôlé, essentiel au développement de l'organisme. Il permet notamment le maintien de l'homéostasie tissulaire et l'élimination des cellules endommagées ou infectées. Les protéines de la famille des Bcl-2 (B-cell lymphoma), qui jouent un rôle important dans la régulation de l'apoptose, peuvent se classer en deux catégories selon leur fonction : les protéines proapoptotiques et les protéines anti-apoptotiques. Ces protéines interagissent et déterminent le devenir de la cellule en contrôlant la libération de facteurs apoptotiques depuis la mitochondrie. Les protéines anti-apoptotiques sont surexprimées dans de nombreux types de cancers et sont souvent associées à des phénomènes de résistance aux traitements conventionnels. Elles représentent donc une cible de choix pour l'élaboration de nouveaux traitements visant à rétablir l'apoptose dans les tumeurs. Nous nous sommes intéressés à la synthèse de trimères de quinoléines, inhibiteurs potentiels des protéines anti-apoptotiques. La première partie de ce travail est une étude bibliographique présentant les protéines de la famille des Bcl-2, leur mode d'action et les inhibiteurs décrits dans la littérature. Dans une deuxième partie, la synthèse des trimères envisagés est présentée. L'étape clé de la préparation de ces molécules est un couplage pallado-catalysé de type Suzuki, nécessitant la synthèse préalable de différents monomères diversement substitués. L'activité biologique de ces nouveaux composés est en cours d'évaluation, et les résultats obtenus nous permettront d'établir une première étude de relation structure-activité.

L'immunothérapie utilisant les cellules présentatrices d'Ag (APC) pour induire une réponse lymphocytaire est une stratégie prometteuse dans le traitement des cancers. Cependant plusieurs questions restent en suspens pour améliorer les protocoles cliniques : Quelle APC induit la meilleure réponse ? Comment les Ag doivent-ils être délivrés ? Sous forme de cellules apoptotiques, nécrotiques, ou opsonisées ? <br />Dans cette étude pré-clinique dans le lymphome B, nous avons mis au point des techniques de purification de cellules B, et de préparation des cellules pour les induire en apoptose, en nécrose, ou les opsoniser. Nous avons ensuite étudié les macrophages, les cellules dendritiques myéloïdes et plasmacytoïdes pour leur capacité de capture et de cross-présentation d'Ag provenant des différentes préparations cellulaires. <br />Nos travaux constituent une source de données pour la mise au point d'un protocole clinique dans le lymphome et permettent de mieux comprendre le rôle des PDC dans l'immunité.

Une série de soixante deux molécules basées sur le motof 8-hydroxyquinoléine a été synthétisée pour évaluer les effets de changements structuraux sur l'activité antitumorale et comprendre les mécanismes d'action mises en jeu. L'étude a été réalisée sur un large panel de lignées cellulaires cancéreuses dont des gliomes, des carcinomes et des mélanomes. Des expériences in vivo impliquant des xénogreffes sur des souris transgéniques ont été réalisées pour confirmer les effets anticancéreux observés in vitro. De plus, une étude complète sur la cible biologique a été réalisée a été menée sur les récepteurs PPAR, la voie des caspases, l'activité ptotéosomique et l'assemblage des tubulines. Les analogues basés sur la 8-hydroxyquinoléine peuvent représenter une voie thérapeutique nouvelle et inédite dans le traitement anticancéreux avec des mécanismes d'action impliquant les thiols de certaines protéines / A series of sixty two molecules based on 8-hydroxyquinoline were synthesized to evaluate the effects of structural changes on antitumor activity and understand their mechanism of action. The studies were performed on a wide variety of cancer cell lines within glioma, carcinoma and melanoma models. In vivo experiments on mice brain wenagrafted by glioblastoma cells had been proceed to confirmate in vitro anti-cancer effects. Moreover a complete investigation about the biological target have been realised on PPAR receptors, caspase pathway, proteosomal activity and tubulin assembly. The described analogues could represent new promising anti-cancer candidates with specific action mechanisms, targeting accessible thiols from specific proteins and inducing potent anticancer effects.

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

Le projet de cette thèse consistait à élaborer de nouveaux matériaux donneurs d’électrons pour les cellules solaires organiques. Cette technologie photovoltaïque émergente en plein essor a d’ores et déjà atteint la limite d’efficacité lui permettant d’être industrialisée et commercialisée à grande échelle. Le faible coût de production des dispositifs photovoltaïques organiques les rendent compétitives vis-à-vis des technologies inorganiques déjà bien implantées. Mais leur plus gros avantage est surement leur légèreté et leurs propriétés mécaniques qui les rendent très souples. Elles devraient donc certainement avoir un rôle majeur à jouer dans le futur en complément des cellules solaires classiques, avec une utilisation pour des applications spécifiques. Nous avons ainsi développé des polymères en utilisant des chromophores réputés pour leurs propriétés photophysiques : les porphyrines, les BODIPY et les dicétopyrrolopyrroles. Ces différentes unités absorbent intensément la lumière, ce qui les rend adéquates pour être utilisées pour la conversion de l’énergie solaire en électricité. En concevant un design original et adapté à cette application, nous avons ainsi obtenu plusieurs nouveaux polymères prometteurs. Nous avons ensuite pu étudier leurs propriétés électrochimiques et électroniques, ainsi que leurs caractéristiques photophysiques. Pour cela nous avons utilisé de nombreux outils (caméra streak, absorption transitoire femtoseconde, etc.) afin de comprendre en détails leur propriétés d’absorption et de luminescence. Ces informations nous ont permis de pouvoir ensuite comprendre leur comportement une fois intégrés dans la couche active des dispositifs photovoltaïques. En effet, le mécanisme de fonctionnement pour la création d’un courant électrique met en jeu des transferts d’électrons ultrarapides (∼50 fs) vers un accepteur d’électron. Il est alors crucial de pouvoir comprendre et contrôler les paramètres pouvant influencer l’efficacité de ces transferts et la stabilisation des charges qui en résultent, pour pouvoir finalement mener à des rendements de conversion de l’énergie lumineuse élevés.

La matrice extracellulaire (MEC) subit plusieurs modifications au cours du vieillissement, ce qui altère ses propriétés biomécaniques. Les cellules responsables de la régénération de la portion myogénique du muscle sont les cellules satellites, qui, une fois activées, sont appelées les cellules progénitrices myogéniques (CPM). La rigidité du muscle, influence le devenir des CPM. La capacité régénérative du muscle squelettique diminue lors du vieillissement. Nous avons posé l’hypothèse selon laquelle la rigidité observée dans le tissu âgé pourrait nuire à la capacité régénérative des CPM. Nous avons tout d’abord validé les modifications subies par la MEC suite au vieillissement en les comparant au tissu adulte. Les résultats montrent une augmentation de la quantité de collagènes et de réticulation non enzymatique. En plus, une augmentation de la rigidité du muscle et des fibres individualisées a été observée par microscopie à force atomique (AFM). L’équipe s’est ensuite intéressée à leur activité myogénique dans un modèle de fibres musculaires en culture (ex vivo). Nous avons observé une diminution du nombre de cellules myogéniques sur les fibres de tissus âgés, comparativement aux tissus adultes. Nous avons montré que les proportions de cellules quiescentes sont plus élevées sur des fibres adultes suite à l’isolement et que les proportions de cellules prolifératives et en voie de différenciation sont plus élevées sur les fibres âgées. De plus, sur des fibres endommagées gardées en culture six jours, nous avons observé que les proportions de cellules prolifératives sont plus élevées sur les fibres adultes et que celles des cellules en voie de différenciation sont plus élevées sur les fibres âgées. Enfin, nous avons observé l’activité myogénique des CPM ainsi que l’impact de la rigidité en culture (in vitro). Nous n’avons observé aucune différence des capacités de prolifération et de différenciation des myoblastes adultes et âgés. En terminant, nos recherches ont montré qu’une rigidité de 2.0 kPa favorise un état prolifératif tandis qu’une rigidité de 18 kPa stimule plutôt l’engagement vers la différenciation. Ces résultats suggèrent que la rigidité peut être une cause de la diminution du potentiel régénératif du muscle vieillissant. En résumé, ces travaux soulignent l’importance de l’augmentation de la rigidité du microenvironnement sur les CPM comme cause de la diminution du potentiel de régénération du muscle vieillissant.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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

Shp-1 (Src homology 2 domain-containing phosphatase 1) est une tyrosine phosphatase retrouvée principalement chez les cellules hématopoïétiques, mais également chez les cellules épithéliales. Bien que Shp-1 soit reconnue comme étant un régulateur négatif de plusieurs voies de signalisation intracellulaire chez les cellules hématopoïétiques, son rôle dans les cellules épithéliales a été jusqu’ici très peu étudié. Afin de mieux comprendre son rôle dans les cellules épithéliales intestinales, nous avons généré un modèle murin de délétion conditionnelle de Shp-1 spécifiquement dans l’épithélium intestinal (Shp-1CEI-KO). De manière intéressante, dès l’âge de 6 semaines, les souris expérimentales présentent une intestinalomégalie associée à une légère augmentation de la prolifération cryptale. La taille des cellules épithéliales est également augmentée, suggérant de l’hypertrophie cellulaire chez les souris invalidées pour Shp-1. Parallèlement, la voie de signalisation PI3K/Akt/mTor est activée dans l’épithélium des souris mutantes. Nous avons également noté une production accrue de cellules caliciformes et de leurs précurseures, les cellules intermédiaires, en absence de Shp-1. Par contre, la maturation des cellules de Paneth semble grandement compromise vu la baisse importante d’expression du lysozyme et des RegIIIβ et RegIIIγ, de même que la faible densité de leurs granules de sécrétion. La comparaison du phénotype intestinal des souris Shp-1CEI-KO avec celui des souris PtenCEI-KO suggère que l’hyperactivation de la voie PI3K/Akt/mTor est responsable en partie des altérations phénotypiques observées chez la souris invalidée pour Shp-1. En conclusion, nos résultats montrent que la tyrosine phosphatase Shp-1 est un régulateur important de l’homéostasie de l’épithélium intestinal en contrôlant notamment la croissance cellulaire et la différenciation des cellules de la lignée sécrétrice.

PROX1 étant un facteur de susceptibilité au diabète de type 2 (DT2), nousavons réalisé des études génétiques et moléculaires afin de comprendre son rôledans l’étiologie du DT2.Nous avons analysé l’impact de 80 SNPs de PROX1 sur des phénotypescliniques associés au DT2 dans l’étude HELENA (n=1155 adolescents) et montréque trois SNPs (rs340838, rs340837 et rs340836) sont associés à l’insulinémie àjeun. Nous avons évalué la fonctionnalité de 9 SNPs (les 3 SNPs associés et 6 SNPsen déséquilibre de liaison) en utilisant un gène rapporteur Luciférase dans descellules HepG2 et MIN6. Les allèles associés à la diminution de l’insulinémie desSNPs rs340874, rs340873 et rs340835 sont associés à une diminution del’expression du gène rapporteur Luciférase, suggérant que l’expression de PROX1est diminuée chez les individus porteurs des allèles à risque.Nous avons aussi montré que l’inhibition de l’expression de Prox1 par siRNAsdans les cellules INS-1E engendrait une diminution de 1,7 fois de la sécrétiond’insuline en réponse au glucose et qu’une concentration élevée en glucose modulaitpositivement l’expression de la protéine Prox1.Des analyses transcriptomiques réalisées dans les cellules INS-1E ont permisde montrer que certains des gènes cibles de PROX1 dans les cellules bêta sont desgènes impliqués dans des voies de sécrétion d’insuline.Enfin, nous avons également observé que l’agoniste de PPARgamma, latroglitazone, diminuait l’expression de Prox1 dans les cellules INS-1E.Ces résultats suggèrent qu’une altération de l’expression de Prox1 par desvariants cis-régulateurs pourrait conduire à une sécrétion d’insuline en réponse auglucose altérée des cellules bêta, conférant ainsi une susceptibilité au DT2. / As PROX1 is a susceptibility factor for type 2 diabetes (T2D), we conductedgenetic and molecular studies to better understand the role of PROX1 in the etiology of T2D. We assessed the impact of 80 PROX1 SNPs on T2D-related biochemical traits in the HELENA study (n=1155 adolescents) and showed that 3 SNPs (rs340838, rs340837 and rs340836) were significantly associated with fasting plasma insulin levels. We evaluated the functional impact of 9 SNPs (the 3 insulin-associated SNPs plus 6 SNPs in linkage disequilibrium) using a Luciferase reporter gene expression in HepG2 and MIN6 cells. The insulin-lowering alleles of the rs340874, rs340873 and rs340835 SNPs were associated with lower Luciferase gene expression, suggesting that PROX1 expression may be lower in individuals carrying the insulin-lowering alleles. We also showed that the knock-down of Prox1 expression by siRNA in INS-1E cells resulted in a 1.7 fold reduced glucose-stimulated insulin secretion and that high concentrations of glucose positively modulated Prox1 protein expression. Then, microarray analyses performed in INS-1E cells showed that some PROX1 target genes in the _cells are implicated in insulin secretion pathways. Finally, we observed that the PPARgamma agonist, the troglitazone, decreased Prox1 expression in INS-1E cells. Altogether, these results suggest that an altered expression of Prox1 bys cisregulators variants results in an altered -cell glucose-stimulated insulin secretion andthereby confers susceptibility to T2D.