Th.--Pharm.--Montpellier 1, 1977. N°: 134.

Aujourd’hui, les pathologies respiratoires chroniques constituent un fardeau sanitaire mondial. Beaucoup sont associées à une modification rhéologique du mucus. Le rôle de clairance du mucus tapissant les voies respiratoires est de capturer des particules étrangères afin qu’enzymes et anticorps le nettoient, puis d’être transporté vers le pharynx pour être digéré ou expectoré. Dans des conditions pathologiques (e.g. mucoviscidose), les propriétés physiques assurant cette fonction vitale sont entravées par des modifications de la composition du mucus. L’objectif ici est de caractériser en profondeur les propriétés mécaniques du mucus vis-à-vis du développement d’appareils d’aide à la clairance. Ceci est réalisé par des moyens expérimentaux et de la modélisation depuis la base de données qui en découle. Le mucus réel implique de sérieuses problématiques de collecte, c’est pourquoi le choix a été fait de préparer des simulants à partir de glycoprotéines à différentes concentrations reproduisant la variété naturelle du mucus. Cela a permis de tester chacune des variétés vastement, palliant ainsi les problèmes de cohérence intrinsèque. La microscopie optique et la MEB ont donné un aperçu visuel du réseau 3D des simulants et confirmé sa similarité avec des mucus réels. La tension de surface, liée à la mouillabilité et l’adhésivité du mucus sur la surface épithéliale a été mesurée. Cela a montré une bonne concordance avec des mucus pathologiques, en particulier les concentrations élevées, en cohérence avec les observations cliniques. Le mucus est sujet aux changements de température in-vivo et peut varier de 20°C près de la bouche à 40°C en cas d... / Today, chronic respiratory pathologies constitute a worldwide health burden. Most of them are associated to a modification of the mucus rheology. The clearance role of mucus is first to trap foreign particles, so that enzymes and antibodies can start the cleaning and then to transport them towards the pharynx, to be digested or expectorated. Under disease conditions (e.g. Cystic Fibrosis), the physical properties ensuring this vital function are hindered by modifications of the mucus composition. The purpose of this thesis is then to characterize thoroughly the physical (essentially rheological) properties of mucus to improve the development of clearance helping devices using both experiments and modeling based on the subsequent database. Real mucus implies strong issues related to sample collection, hence the choice made in this work was to use mucus simulants prepared from glycoproteins at various concentrations to mimic the real mucus variety. It allowed to widely test each unique sample thus palliating the issue of intrinsic consistency. Optical microscopy and SEM were used to give a complementary insight into the 3D network of samples and confirmed the similarity with former observations made on real mucus. The surface tension (closely related to the wettability and adhesiveness of the bronchial mucus on the epithelium surface) was also measured for each concentration. It showed a good agreement with pathological mucus, especially for the high polymer concentrations. Mucus is prone to temperature variations in-vivo 20°C close to the mouth to 40°C under fever conditions. Hence thermal diffusivity, conductivity, and heat capacity were measured in this tem...

Thèse de doctorat : Biochimie et biologie cellulaire : Paris 12 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 116-138.

Contexte : La transmission du paludisme à Plasmodium falciparum repose sur le développement intra-érythrocytaire de parasites sexués (les gamétocytes) et leur ingestion par un moustique vecteur. Par filtration au travers d’une matrice de microsphères (microsphiltration), nous avons montré que les gamétocytes matures -normalement présents dans la circulation des sujets transmetteurs- sont déformables. Leur capacité à se déformer pour traverser la rate est essentielle à leur présence en circulation. Objectifs : Ce projet vise à découvrir des composés rigidifiant les érythrocytes contenant des gamétocytes pour bloquer la transmission du paludisme. En quelques heures, les gamétocytes rigidifiés seront exclus de la circulation sanguine -donc du cycle de transmission- par la rate. Méthodes et résultats: La microsphiltration a été miniaturisée au format microplaque et couplée à la microscopie à haut débit pour quantifier le nombre de gamétocytes retenus par les filtres. En utilisant la calyculine comme contrôle, l’activité rigidifiante d’antipaludiques de référence a été évaluée par microsphiltration. Les gamétocytes rigidifiés par la calyculine ont également été piégés dans des puces microfluidiques spléno-mimétiques. Leur clairance mécanique splénique a été confirmée dans un modèle murin adapté à la circulation transitoire des globules rouges humains parasités ou non. Conclusions: Un criblage par microsphiltration permet de sélectionner des molécules induisant la rétention mécanique splénique des gamétocytes pour bloquer la transmission du paludisme. Un post-criblage in vitro-in vivo permet de valider l’activité rigidifiante des actifs découverts par microsphiltration. / Background: Human-to-human transmission of Plasmodium falciparum malaria requires the development, within red blood cells (RBC), of sexual parasites termed gametocytes and their ingestion by Anopheles mosquito vector during a blood meal. Using filtration of RBC through microsphere layers (microsphiltration), we had shown that mature gametocytes present in the circulation of infective individuals are deformable. This deformability is a prerequisite for gametocytes circulation as they have (as any other uninfected RBC) to repeatedly cross narrow interendothelial slits in the human spleen. Objectives : This project aims at discovering compounds stiffening RBC harboring mature gametocytes, inducing their mechanical retention into the spleen, thereby removing them from the human bloodstream and interrupting malaria transmission. Methods & Results: Microsphiltration has been miniaturized to the microplate format, then coupled to high content imaging to quantify gametocyte retention in microsphere filters. Using calyculin as positive control, the gametocyte-stiffening activity of a panel of reference antimalarials was evaluated with the microsphiltration assay. Calyculin-stiffened mature gametocytes were held into spleno-mimetic microfluidic chips and were cleared from the circulation of macrophage depleted mice as rapidly as heat-stiffened control RBC, validating the outcomes of the microsphiltration assay. Conclusions: We have developped a microsphiltration assay compatible with screening. The screening/post-screening cascade has the potential to yield potent pharmacological agents blocking malaria transmission based on gametocytes deformability.

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

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

La sélection des meilleurs candidats médicament se base sur des choix multiparamétriques réunissant l’efficacité potentielle, les caractéristiques ADME et le profil de sécurité des nouvelles entités chimiques. En ce sens, la prédiction précoce de la pharmacocinétique est élémentaire pour orienter les prises de décision et donner un cap pertinent aux projets. En raison de son rôle central dans le devenir des médicaments, la clairance métabolique médiée principalement par le foie est l’un des paramètres les plus importants. L’objectif de ce projet était d’améliorer la prédiction de la clairance en se concentrant notamment sur les molécules présentant une bonne stabilité métabolique et qui sont de ce fait encore difficiles à étudier. Les travaux menés dans cette thèse nous ont permis d’étoffer nos connaissances sur les modèles hépatiques in vitro et les méthodes d’extrapolation usuelles mais aussi de découvrir et de développer de nouvelles stratégies de prédiction. Nous nous sommes concentrés en profondeur sur la clairance métabolique et à tout ce qui impacte les prédictions. Le modèle de co-culture microorganisée (MPCC) HepatopacTM qui permet de stabiliser les hépatocytes humains sur plusieurs semaines a ainsi été identifié comme une alternative judicieuse aux modèles de routine lorsque les molécules ne peuvent pas être étudiées en culture 2D classique. L’étude de la fraction libre plasmatique et l’intégration de nouvelles hypothèses physiologiques telles que la théorie de « l’uptake facilité par l’albumine » ont également participé à améliorer les prédictions. Compte tenu des performances du modèle HepatopacTM, nous avons développé une approche innovante basée sur le spotting de précision afin de produire tous types de co-cultures microorganisées. Les co-cultures fabriquées grâce à cette technique démontrent que la méthode est robuste, accessible et simple à mettre en œuvre. Notre méthode de spotting a ensuite été utilisée pour faire évoluer le modèle MPCC et l’ouvrir à de nouvelles applications. / The selection of the best drug candidates is based on multiparametric choices combining the potential efficacy, ADME characteristics and the safety profile of the new chemical entities. In this sense, the early prediction of pharmacokinetic is essential to guide decision-making and provide a relevant course for projects. Because of its central role in drug disposition, metabolic clearance mediated primarily by the liver is one of the most important parameters. The objective of this project was to improve clearance prediction by focusing on low clearance compounds that are still difficult to study. This work allowed us to expand our knowledge on in vitro liver models and usual extrapolation methods but also to discover and develop new prediction strategies. We focused on metabolic clearance and all parameters that impact the predictions. Micropatterned co-cultures (MPCCs) of primary human hepatocytes (HepatopacTM), which stabilizes hepatocytes over several weeks, has been identified as a judicious alternative to routine models when the molecules cannot be studied in conventional monolayer culture. The study of plasma protein binding and the integration of new physiological hypothesis such as the "Albumin-Facilitated Uptake" also contributed to improve the predictions. Given the performance of the HepatopacTM model, we have developed an innovative approach using a digital dispensing system to spot collagen and produce all types of micropatterned co-cultures. Co-cultures manufactured by this technique demonstrate that the method is robust, accessible and easy to use. Our spotting method was used to evolve the MPCC model and explore new applications.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Tours : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

La mégaline est un récepteur endocytique multiligand essentiellement connu comme récepteur clé pour la réabsorption protéique rénale. Au cours du développement embryonnaire murin la mégaline a été impliquée dans le développement du prosencéphale et de l’œil mais la mortalité périnatale des souris Meg-/- empêche sone étude à des stades ultérieurs. Pour analyser le rôle de la mégaline dans le système visuel nous avons généré dans le laboratoire des souris conditionnelles FoxG1-Cre MegL/L.L’analyse phénotypique des souris mutantes montre que l’absence de la mégaline dans le neuroépithélium antérieur conduit à une augmentation anormale et progressive de la taille de l’œil accompagnée par un amincissement de la rétine et la diminution, entre autres, des cellules ganglionnaires. Ces observations immunomorphologiques suggèrent que les souris mutantes présentent des signes de myopie forte et sont confirmées par l’analyse ophtalmologique. Les analyses biochimiques des souris mutantes montrent que l’absence de mégaline entraine des modification dans la structure et la fonction du corps ciliaire, à l’origine de cet élongation excessive du globe oculaire. Les résultats obtenus montent que les souris Foxg1-Cre MegL/L sont le premier modèle génétique murin qui reproduit les caractéristiques de la myopie forte. L’élucidation des mécanismes physiopathologiques sous-jacents au développement de la myopie est un préalable indispensable à l’élaboration d’en éventuel traitement préventif, espoir pour les 0,5% à 2% de la population touchés par la cécité liée aux complications de la myopie forte. / Megalin is a large multiligand endocytic receptor essentially known as the key receptor for protein reabsorption in the renal proximal tubule. Murin megalin appears to be essential for early forebrain and eye development but the perinatal lethality of Meg-/- mice precludes further analysis. To study the implication of megalin in the formation of the eye we generated (in the laboratory ) FoxG1-Cre MegL/L mice lacking megalin specifically in the anterior neuroepithelium.The phenotypic analysis of these mice show that they suffer from an excessive and progressive eye growth associated with retinal thinning and a strong decrease of some retinal cell types including the ganglion cells. The immunomorphological studies suggest that the mutant mice are highly myopic which is confirmed by the ophtalmological analysis data. The biochemical analysis of these mutant mice shows that the absence of megalin causes structural and functional modifications in the ciliary epithelium, leading to the excessive elongation of the eyeball. These results show that the FoxG1-Cre MegL/L mice are the first murine genetic model recapitulating the characteristics of high myopia. The elucidation of underlying physiopathological mechanisms of high myopia development is essential for the elaboration of a preventive treatment, hope for 0,5 to 2% of the population suffering from blindness caused by the complications of high myopia.

En marge d'expériences actuelles visant à développer une méthodologie analytique sur la pharmacocinétique-pharmacodynamique de la N-acétyl-cystéine (NAC) en prévention de la néphropathie liée à l'exposition aux substances de contraste (NESC), une mesure de la clairance des substances de contraste a été mise au point comme marqueur de filtration glomérulaire (FG) étant donné que celles-ci sont totalement éliminées par FG. Ainsi, la mesure de la FG a été déterminée par la clairance de l'iohexol, substance de contraste utilisée en imagerie médicale. L'originalité de ce projet est triple: (1) mesurer la clairance de l'iohexol (Omnipaque) chez des patients recevant également de l'iodixanol (Visipaque), substance de contraste de plus en plus utilisée; (2) explorer la mesure de la clairance d'iodixanol et (3) utiliser la spectrométrie de masse couplée à la chromatographie liquide, qui depuis les dernières années s'est taillée une place de plus en plus importante, pour le dosage de l'iohexol et de l'iodixanol. Le projet actuel s'est déroulé chez 17 sujets avec divers niveaux de fonction rénale devant subir des examens d'imagerie avec des substances de contraste. Une dose-traceur d'iohexol (5 ml) a été co-administrée avec l'iodixanol (environ 95 ml). Des spécimens sanguins ont été obtenus 0, 1, 2, 3, 4, 8 et 24 heures post-imagerie pour mesurer les clairances de l'iohexol et de l'iodixanol. Le comportement des autres marqueurs conventionnels de FG, soit le taux créatinine plasmatique et la clairance de la créatinine, ainsi que la clairance de la cystatine C et la clairance d'iodixanol ont été comparés à la clairance d'iohexol. Par conséquent, un protocole scientifique par HPLC-MSD Tof a été développé afin de séparer et de quantifier les molécules iohexol et iodixanol co-administrées dans le plasma des sujets. Les mesures des taux plasmatiques de ces deux molécules ont permis de déterminer par des calculs pharmacocinétiques que la clairance de l'iohexol discrimine bien la fonction rénale des sujets avec une fonction rénale normale de ceux avec une fonction rénale diminuée. De plus, il a été démontré qu'une seule mesure post-4 heures est suffisante pour diagnostiquer l'état de la fonction rénale d'un patient qui a subi une intervention demandant une exposition aux substances de contraste. Les corrélations entre la clairance de l'iohexol et d'autres marqueurs conventionnels de FG ainsi que celle de l'iodixanol ont illustré que la clairance de la créatinine calculée soit par l'équation MDRD (r = 0,714 et p = 0,001) ou par Cockcroft et Gault (r = 0,518 et p = 0,033) et la clairance de la cystatine C (r = 0,671 et p = 0,003) corrèlaient de manière significative avec l'étalon d'or, soit la clairance de l'iohexol. C'est pourquoi, il pourrait être possible de se fier à la mesure de la clairance de l'iohexol comme meilleur marqueur de FG afin de prévenir, de diagnostiquer et de traiter la NESC. De plus, des expériences scientifiques en recherche fondamentale pourront enfin être menées pour déterminer la relation pharmacodynamique- pharmacocinétique de la N-acétylcystéine dans la prévention de la NESC à l'aide de la mesure de la clairance de l'iohexol comme marqueur fiable de la FG. Enfin, les mécanismes d'action qui interviennent dans la NESC pourront être mieux évalués.