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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'objectif de notre travail est de vérifier l'effet de la réduction du cholestérol sérique sur la mortalité totale dans les études impliquant des diètes ou des inhibiteurs de la HMG-CoA réductase (statines) comme moyens de traitement hypocholestérolémiants, et de traduire cet effet en termes actuariels afin de comparer la mortalité dans ces études avec la mortalité attendue dans la population générale donnée par les tables de mortalité. La méthodologie employée sera décrite avant la revue de la littérature. J Nous avons utilisé les données de trois études de population connues, impliquant des inhibiteurs de la HMG-CoA réductase (4S ou Scandinavian Simvastatin Survival Study, CARE ou Cholesterol And Reçurent Events , WOSCOPS ou West Of Scotland Coronary Prevention Study) et de quatre études impliquant la diète (LRC-CPPT ou Lipid Research Clinic Coronary Primary Prevention Trial, MRFIT ou Multiple Risk Factor Intervention Trial, ODHS ou Oslo Diet Heart Study et LDHS ouLyon Diet Heart Study) pour déterminer l'impact des interventions par la diète ou par prescription des inhibiteurs de la HMG-CoA réductase sur la survie. La méthode actuarielle employée permettra de comparer la mortalité observée dans le groupe placebo et dans le groupe sous intervention à la mortalité prévue (attendue) donnée par les tables de mortalité. Cette méthodologie permettra d'une part de comparer l'espérance de vie du groupe placebo dans tes grandes études de population, avec les données actuarielles. D'autre part, ces données, présentées sur une base actuarielle, permettront de mieux préciser le risque associé à l'hyperlipémie, basé sur des études récentes de population. En prévention primaire: les inhibiteurs de la HMG-CoA réductase réduisent les niveaux de cholestérol élevés et suppriment la mortalité excessive qui leur est reliée (étude WOSCOPS). En cas de multiples facteurs de risque, ta mortalité est comparable à celle des coronariens, mais l'impact des mesures de correction des facteurs de risque sur l'espérance de vie reste modeste (MRFIT). En prévention secondaire, les statines réduisent de presque de moitié le risque de mortalité en cas de cholestérol sérique élevé (étude 4S), cependant cet impact est plus modeste en cas de cholestérolémie normale (étude CARE). Parmi les mesures diététiques, seule la diète méditerranéenne a un effet très marqué en rendant le risque de mortalité chez le coronarien comparable à la population normale (Lyon diet heart study). Notre travail est présenté sous forme de deux articles devant être soumis à la publication dans la revue American Journal Of Insurance Medicine et dans Canadian Dietetic Association Journal. Les deux articles sont précédés d'une revue des principales études épidémiologiques et cliniques sur la relation entre le niveau de cholestérol sérique et la mortalité par maladie coronarienne. Le premier article concerne l'analyse de mortalité dans les études utilisant les diètes, en prévention primaire (MRFIT, LRC-CPPT) et en prévention secondaire (ODHS, LDHS), le second concerne des études impliquant les statines, en prévention primaire (WOSCOPS) et en prévention secondaire (CARE, 4S). Chacun des deux articles comprend une introduction, une analyse des données, les résultats, leur discussion, une conclusion et les références bibliographiques relatives soit à l'intervention par la diète soit par les statines. Une conclusion commune aux deux volets est faite à la fin de cette étude.

Le rôle important joué par la mitochondrie dans la cellule eucaryote est admis depuis longtemps. Cependant, la composition exacte des mitochondries, ainsi que les processus biologiques qui sy déroulent restent encore largement inconnus. Deux facteurs principaux permettent dexpliquer pourquoi létude des mitochondries progresse si lentement : le manque defficacité des méthodes didentification des protéines mitochondriales et le manque de précision dans lannotation de ces protéines. En conséquence, nous avons développé un nouvel outil informatique, YimLoc, qui permet de prédire avec succès les protéines mitochondriales à partir des séquences génomiques. Cet outil intègre plusieurs indicateurs existants, et sa performance est supérieure à celle des indicateurs considérés individuellement. Nous avons analysé environ 60 génomes fongiques avec YimLoc afin de lever la controverse concernant la localisation de la bêta-oxydation dans ces organismes. Contrairement à ce qui était généralement admis, nos résultats montrent que la plupart des groupes de Fungi possèdent une bêta-oxydation mitochondriale. Ce travail met également en évidence la diversité des processus de bêta-oxydation chez les champignons, en corrélation avec leur utilisation des acides gras comme source dénergie et de carbone. De plus, nous avons étudié le composant clef de la voie de bêta-oxydation mitochondriale, lacyl-CoA déshydrogénase (ACAD), dans 250 espèces, couvrant les 3 domaines de la vie, en combinant la prédiction de la localisation subcellulaire avec la classification en sous-familles et linférence phylogénétique. Notre étude suggère que les gènes ACAD font partie dune ancienne famille qui a adopté des stratégies évolutionnaires innovatrices afin de générer un large ensemble denzymes susceptibles dutiliser la plupart des acides gras et des acides aminés. Finalement, afin de permettre la prédiction de protéines mitochondriales à partir de données autres que les séquences génomiques, nous avons développé le logiciel TESTLoc qui utilise comme données des Expressed Sequence Tags (ESTs). La performance de TESTLoc est significativement supérieure à celle de tout autre outil de prédiction connu. En plus de fournir deux nouveaux outils de prédiction de la localisation subcellulaire utilisant différents types de données, nos travaux démontrent comment lassociation de la prédiction de la localisation subcellulaire à dautres méthodes danalyse in silico permet daméliorer la connaissance des protéines mitochondriales. De plus, ces travaux proposent des hypothèses claires et faciles à vérifier par des expériences, ce qui présente un grand potentiel pour faire progresser nos connaissances des métabolismes mitochondriaux. / The important role of mitochondria in the eukaryotic cell has long been appreciated, but their exact composition and the biological processes taking place in mitochondria are not yet fully understood. The two main factors that slow down the progress in this field are inefficient recognition and imprecise annotation of mitochondrial proteins. Therefore, we developed a new computational tool, YimLoc, which effectively predicts mitochondrial proteins from genomic sequences. This tool integrates the strengths of existing predictors and yields higher performance than any individual predictor. We applied YimLoc to ~60 fungal genomes in order to address the controversy about the localization of beta oxidation in these organisms. Our results show that in contrast to previous studies, most fungal groups do possess mitochondrial beta oxidation. This work also revealed the diversity of beta oxidation in fungi, which correlates with their utilization of fatty acids as energy and carbon sources. Further, we conducted an investigation of the key component of the mitochondrial beta oxidation pathway, the acyl-CoA dehydrogenase (ACAD). We combined subcellular localization prediction with subfamily classification and phylogenetic inference of ACAD enzymes from 250 species covering all three domains of life. Our study suggests that ACAD genes are an ancient family with innovative evolutionary strategies to generate a large enzyme toolset for utilizing most diverse fatty acids and amino acids. Finally, to enable the prediction of mitochondrial proteins from data beyond genome sequences, we designed the tool TESTLoc that uses expressed sequence tags (ESTs) as input. TESTLoc performs significantly better than known tools. In addition to providing two new tools for subcellular localization designed for different data, our studies demonstrate the power of combining subcellular localization prediction with other in silico analyses to gain insights into the function of mitochondrial proteins. Most importantly, this work proposes clear hypotheses that are easily testable, with great potential for advancing our knowledge of mitochondrial metabolism.

Avaliou-se os efeitos dos ácidos oleanólico (AO) e ursólico (AU), triterpenóides presentes em alimentos vegetais e especiarias, quando administrados a ratos F344 durante as etapas de iniciação e seleção/promoção do modelo de hepatocarcinogênese do \"hepatócito resistente\" (RH). Os ratos receberam durante 8 semanas, por entubação gástrica e dissolvido em óleo de milho (OM): AO ou AU (8 mg/100 g de peso corpóreo [p.c.]). Os grupos controle receberam apenas OM (0,25 mL/100 g de p.c; grupo OM), ou água (0,25 mL/100 g de p.c.; grupo Água). O grupo Normal não recebeu qualquer tratamento. O agente iniciante foi uma dose de dietilnitrosamina (DEN, 20 mg/100 g de p.c.). Após 2 semanas de entubação, aplicou-se 3 doses diárias consecutivas de 2-acetilaminofluoreno (2-AAF) (2 mg/100 g de p.c.) e fez-se uma hepatectomia parcial a 70%, acrescida de 1 dose de 2-AAF (0,5 mg/100 g de p.c.) 4 dias após a cirurgia. Em 6 semanas após a iniciação, os animais foram sacrificados. Resultados: A análise macroscópica demonstrou que AO não determinou alterações e AU tendeu a aumentar o número de nódulos de hepatócitos, comparados ao grupo OM. A análise morfométrica das lesões pré-neoplásicas (LPN) hepáticas positivas para glutationa S-transferase forma placentária (GST-p), demonstrou que AO e AU não determinaram alterações no número médio de LPN persistentes, porém reduziram o número médio de LPN em remodelação, comparados ao grupo OM (p < 0,05). AO e AU não determinaram alterações na área média das LPN persistentes, mas diminuíram a área média das LPN em remodelação, comparados ao grupo OM (p < 0,05). AO e AU não determinaram alterações na área do corte ocupada por LPN persistentes, mas diminuíram a área do corte ocupada por LPN em remodelação, comparados ao grupo OM (p < 0,05). Os grupos Água, OM e AU apresentaram aumento na concentração plasmática de colesterol, comparados ao grupo Normal. AO promoveu aumento da expressão do gene que codifica para a enzima HMG-CoA redutase, comparado ao grupo Normal (p < 0,05), e AU promoveu aumento de expressão quando comparado aos grupos Normal, Água, OM e AU (p < 0,05). AO e AU não determinaram alterações nos índices de proliferação celular (imunoistoquímica para bromodeoxiuridina [BrdU]) nas LPN persistentes. AU promoveu aumento (p < 0,05) na proliferação celular nas LPN em remodelação quando comparado ao grupo OM. AO e AU não determinaram alterações na apoptose em LPN persistentes, mas aumentaram o número médio de corpúsculos apoptóticos nas LPN em remodelação (p < 0,05). O índice de Crescimento Ajustado (apoptose/proliferação celular) dos grupos demonstrou que, nas LPN persistentes, a proliferação celular tem predominância sobre a apoptose. Nas LPN em remodelação, a apoptose tem preponderância sobre a proliferação celular. Os danos no DNA hepático (método do \"cometa\") foram maiores no grupo AO (p < 0,05) e AU (p = 0,061), comparados ao grupo OM. A análise por \"imunoblot\" revelou que o modelo do \"RH\" aumentou a expressão e a ativação do fator de transcrição NF-&#954;B (p < 0,05). AO e AU aumentaram a expressão e a ativação de NF-&#954;B, comparados ao grupo OM (p > 0,05). Observou-se que a proteína supressora de tumor p53 está acumulada no citoplasma dos hepatócitos de 77,2% (Água), 66,5% (OM), 69,6% (AO) e 69,7% (AU) das LPN persistentes, e de 22,8% (Água), 33,5% (OM), 30,4% (AO) e 30,3% (AU) das LPN em remodelação marcadas para p53. A proteína anti-apoptótica bcl-2 apresentou aumento de expressão em 78,4% (Água), 72,6% (OM), 73,0% (AO) e 70,4% (AU) das LPN persistentes, e de 21,6% (Água), 27,4% (OM), 27,0% (AO) e 29,6% (AU) das LPN em remodelação marcadas para bcl-2. Conclusões: AO e AU não apresentaram atividade quimiopreventiva nas condições de estudo, mas diminuíram as LPN em remodelação. O aumento da apoptose e diminuição da proliferação celular estão envolvidos com a remodelação. O fator de transcrição NF-&#954;B está envolvido com a hepatocarcinogênese. AO e AU aumentaram a expressão e a ativação de NF-&#954;B. O acúmulo de p53 no citoplasma, bem como a expressão aumentada de bcl-2 estão relacionados ao fenótipo das LPN persistentes. / It was evaluated the effects of the oleanólico acid (OA) and ursolic acid (UA), triterpenoids present in vegetable foods and spices, when administered to rat F344 during the initiation and selection/promotion stages of the resistant hepatocyte model of hepatocarcinogenesis RH. The rat received for 8 weeks, by gavage and dissolved in com oil (CO): OA or UA (8 mg/100 g of body weight [b.w.]). The control groups just received CO (0,25 mL/100 g b.w.; CO group), or water (0,25 mL/100 g b.w.; group Water). Normal group did not receive any treatment type. The initiation agent was dietilnitrosamine (DEN, 20 mg/100 g b.w.). 2 weeks after gavage, it was applied 3 consecutive doses of 2-acetilaminofluoreno (2-AAF) (2 mg/100 g of b.w.) and it was made a 70% partial hepatectomy, added of 1 dose of 2-AAF (0,5 mg/100 9 b.w.) 4 days after the surgery. In 6 weeks after the initiation, the animals were sacrificed. Results: the macroscopic analysis demonstrated that OA did not alter and UA tended to increase the number of hepatocytes nodules, compared to the CO group. The morphometric analysis of the pre-neoplastic lesions (PNL) positive for glutatione S-transferase placentary form (GST-p), demonstrated that OA and UA did not alter the medium number of persistent LPN, however they reduced the medium number of remodeling LPN, compared to the OM group (p <0,05). OA and UA did not alter the medium area of persistent LPN, but they reduced the medium area of remodeling LPN, compared to the CO group (p <0,05). The triterpenoids did not alter the occupied area of the section for persistent LPN, but they reduced the occupied area cut for remodeling LPN, compared to the CO group (p <0,05). The Water, OM and AU groups showed increase in the plasmatic concentration of cholesterol, compared to the Normal group. OA promoted increase of the expression of the gene that codifies for the HMG-CoA reductase enzyme, compared to the Normal group (p <0,05), and AU promoted increase expression when compared to the Normal, Water, OM and AU groups (p <0,05). OA and UA did not alter the indexes of cellular proliferation (imunoistochemistry for bromodeoxiuridine [BrdU)) in persistent LPN. AU promoted increase (p <0,05) in the cellular proliferation in remodeling LPN when compared to the CO group. OA and UA did not alter the apoptosis in persistent LPN, but they increased the medium number of apoptotics bodies in remodeling LPN (p <0,05). The Adjusted Index Growth (cellular apoptosis/proliferation) of the groups demonstrated that, in persistent LPN, the cellular proliferation has predominance on the apoptosis. In remodeling LPN, the apoptosis has preponderance over the cellular proliferation. The damages in hepatic DNA (method of the \"comet\") were larger in the group OA (p <0,05) and AU (p <0,061), compared to the CO group. The analysis for imunoblot revealed that the RH model increased the expression and the activation of the NF-&#954;B transcription factor (p <0,05). OA and UA increased the expression and the activation of NF-&#954;B, compared to the CO group (p> 0,05). It was observed that the p53 tumor suppresser protein is accumulated in the hepatocytes cytoplasm of 77,2% (Water), 66,5% (CO), 69,6% (OA) and 69,7% (UA) of persistent LPN, and of 22,8% (Water), 33,5% (CO), 30,4% (OA) and 30,3% (UA) of remodeling LPN marked for p53. The bcl-2 anti-apoptotic protein presented increase expression in 78,4% (Water), 72,6% (CO), 73,0% (OA) and 70,4% (UA) of persistent LPN, and of 21,6% (Water), 27,4% (CO), 27,0% (OA) and 29,6% (UA) of remodeling LPN marked for bcl-2. Conclusions: AO and AU did not present chemopreventive activity in the study conditions, but they reduced remodeling PNL. The apoptosis increase and cellular proliferation decrease are involved with the remodeling. The transcription factor NF-&#954;B is involved with the hepatocarcinogenesis. AO and AU increased the expression and the activation of NF-&#954;B. The p53 accumulation in the cytoplasm, as well as the increased expression of bcl-2 is related to the phenotype of persistent PNL.

L’acétyl-coA occupe une place centrale dans le métabolisme intermédiaire. Il constitue le point de jonction de plusieurs voies métaboliques telles que la .-oxydation, la glycolyse, le catabolisme de certains acides aminés, la cétolyse, la cétogenèse et la synthèse d’acides gras. Il est également impliqué dans d’autres processus tels que l’acétylation des protéines. Au cours de mon travail de thèse, je me suis attachée à étudier différents aspects du métabolisme de l’acétyl-coA. La première partie de mon travail a porté sur la modulation pharmacologique de la .- oxydation dans le but de corriger des déficits de cette voie métabolique. L’intérêt de traitements par 400µM de bézafibrate ou 75µM de resvératrol dans les formes modérées de déficit en VLCAD et en CPT2 avait été montré précédemment. Par des méthodes de référence et grâce à la mise au point de nouvelles techniques, j’ai pu montrer sur des fibroblastes de patients déficitaires en LCHAD que des traitements par une combinaison de 35µM de bézafibrate et 30µM de resvératrol permettent d’augmenter les capacités d’oxydation du palmitate en stimulant la synthèse protéique. L’effet de cette combinaison était comparable à celui d’un traitement par 400µM de bézafibrate. Dans un second temps, je me suis intéressée à deux cofacteurs impliqués dans le métabolisme de l’acétyl-coA : l’acide lipoïque, cofacteur de quatre .-cétoacides déshydrogénases (PDHc, BCKDHc, .- KGDHc et GCS) et la riboflavine, cofacteur d’acyl-coA déshydrogénases de la .-oxydation et de déshydrogénases impliquées dans le catabolisme des acides aminés ramifiés. Ainsi, j’ai participé à la description d’anomalies du métabolisme de l’acide lipoïque, un nouveau groupe de maladies héréditaires du métabolisme caractérisé par un déficit combiné en .-cétoacides déshydrogénases. Par ailleurs, j’ai pu montrer qu’une hyperprolinémie constitue un biomarqueur intéressant pour le diagnostic d’acidurie glutarique de type II primaire ou secondaire, ces dernières pouvant se rencontrer en cas d’anomalie du métabolisme de la riboflavine. J’ai également évalué l’utilisation d’un mélange racémique de L,D-3-hydroxybutyrate afin de corriger les déficits énergétiques induits par un déficit en PDHc ou GLUT1. Via la cétolyse, le L,D-3- hydroxybutyrate génère de l’acétyl-coA. De façon surprenante, l’administration de ce composé s’est traduite par une amélioration de l’état clinique des patients atteints de déficits en PDHc, alors qu’une dégradation a été observée chez les patients atteints de déficits en GLUT1. Cette évolution différente pourrait souligner l’importance de l’anaplérose chez les patients déficitaires en GLUT1. Enfin, la dernière partie de mon travail de thèse porte sur la description d’un patient atteint d’une forme modérée de déficit en pyruvate carboxylase, cette enzyme étant régulée par l’acétyl-coA. Les difficultés diagnostiques rencontrées devant ces formes modérées sont rapportées, ainsi que des essais de traitement par des composés anaplérotiques et par le bézafibrate, malheureusement sans bénéfice net que ce soit in vitro ou in vivo. En conclusion, le métabolisme de l’acétyl-coA est altéré dans de nombreuses maladies héréditaires du métabolisme, dont certaines sont de description récente. Il peut être modulé par différentes approches pharmacologiques. Le développement de nouvelles techniques et notamment les analyses de flux métaboliques fournissent des outils utiles à son exploration et à l’étude de nouveaux traitements. / Acetyl-CoA is crucial for intermediary metabolism. It is at the crossroad of several metabolic pathways such as beta-oxidation, glycolysis, aminoacid catabolism, ketolysis, and fatty acid synthesis. It is also involved in other processes such as protein acetylation. In this document I studied different aspects of acetyl-CoA metabolism. First, I tried to correct fatty acid oxidation defects through pharmacological approach. Thanks to well- known methods and new ones, I showed that a combination of 30µM resveratrol and 35µM bezafibrate increased fatty acid oxidation capacities by increasing protein synthesis, as well as 400µM bezafibrate. Acetyl-CoA metabolism is also altered due to cofactors defects such as lipoic acid or riboflavine deficiency. I was involved in new diseases description and research for new biomarkers in this context. PDHc and GLUT1 deficiency are two different diseases with the same consequence : a defect in acetyl- CoA production from glucose. In order to improve patients’ quality of life, I evaluated the substitution of ketogenic diet with a racemic mix of L,D-3-hydroxybutyrate in PDHc and GLUT1 deficiency. The clinical evolution of patients was strikingly different, with an improvement in PDHc patients, whereas a degradation was noticed in GLUT1 patients. This difference might underline the role of anaplerosis in GLUT1 deficiency. Finally, I evaluated anaplerotic treatment and bezafibrate treatment in pyruvate carboxylase deficiency, an enzyme allosterically regulated by acetyl-CoA. To conclude, acetyl-CoA metabolism is altered in numerous inherited errors of metabolism, some of them being recently described. It can be modulated by pharmacological approaches. The development of new techniques such as metabolic flux analysis are useful for its study and for new treatments evaluation.

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