Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 59-68. Publié aussi en version électronique.

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

Les cellules de Leydig constituent la principale source de testosterone. Elles sont essentielles à la différenciation sexuelle et à la masculinisation de même qu'à l'initiation et au maintien de la spermatogenèse. La différenciation des cellules de Leydig requiert le récepteur PDGF-Rα, localisé à leur membrane, et son ligand PDGF-A, synthétisé par les cellules de Sertoli. À ce jour, aucune information n'est disponible concernant les mécanismes de régulation de l'expression de PDGF-Rα dans les cellules de Leydig. Afin de caractériser ces mécanismes, un fragment de 2 kb du promoteur Pdgfra de rat a été isolé et fusionné au gène rapporteur luciférase. Une série de deletions 5' progressive du promoteur a ensuite été générée. Des transfections transitoires de ces constructions promotrices Pdgfra dans la lignée TM3 de cellules de Leydig ont mis en évidence une région de 49 pb qui compte pour 60% de l'activité promotrice. Afin de mieux circonscrire les éléments régulateurs critiques à l'intérieur de cette région, une série de 12 mutants de 3 pb a été réalisée par mutagenèse dirigée. Ces 12 mutants ont permis d'identifier une courte séquence de 20 pb qui joue un rôle clé dans l'activité promotrice. Des analyses de retardement sur gel ont détecté la liaison de protéines nucléaires à cet élément. Différentes approches, dont une de protéomique, ont ensuite été employées afin d'élucider la nature du/des facteurs de transcription qui se lient à cette région du promoteur Pdgfra et elles ont entre autres démontré que le facteur SPI régule positivement l'activité de ce promoteur. L'étude de la régulation de Pdgfra permettra de mieux comprendre le processus de différenciation des cellules de Leydig.

Le TGF-β2 (Transforming Growth Factor-β2) est un facteur de croissance dont les activités biologiques sont nombreuses et que l'on retrouve en concentration relativement élevée dans certains isolats de protéines de lactosérum (IPLs). Bien que plusieurs travaux aient démontré le potentiel nutraceutique d'extraits laitiers enrichis en TGF-β2, peu d'études ont porté sur la concentration du TGF-β2 à partir d'IPLs. Ce projet visait donc à développer de nouvelles approches d'extraction du TGF-β2 à partir d'IPLs en se basant sur la formation de complexes protéine-polysaccharide. La chromatographie d'affinité ayant comme ligand le sulfate d'héparine a été utilisée pour concentrer les facteurs de croissance à partir d'un IPL. Des dosages immunologiques ont démontré que cette approche permettait de concentrer le TGF-β2, l'IGF-I (Insulin-like Growth Factor-I) et la lactoferrine par des facteurs de 10, 23 et 31, respectivement. Une analyse en électrophorèse sur gel 2D a aussi permis de détecter la présence de nombreuses protéines mineures reconnues pour leur bioactivité. La microfiltration a ensuite été étudiée en vue de séparer le TGF-β2 d'un IPL suivant sa complexation avec du carraghénane-[delta]. Pour ces essais, trois pH et deux forces ioniques ont été comparés en mode recirculation. Les résultats ont montré qu'à pH 7, sans l'ajout de sel ou de carraghénane-[delta], la transmission des protéines était de 72%, alors que celle du TGF-β2 était de 26%. Avec cette approche, le TGF-β2 a été concentré par un facteur inférieur à 2. La dernière approche consistait plutôt à complexer les protéines anioniques d'un IPL avec du chitosane, un polysaccharide cationique, puis à séparer les complexes par centrifugation en vue d'obtenir un surnageant enrichi en TGF-β2. Toutefois, la majorité des protéines sont demeurées dans le surnageant en présence du TGF-β2. Dans le culot, le TGF-β2 a été concentré par un facteur de seulement 1,14. Une analyse par SDS-PAGE a révélé que la p-lactoglobuline et le glycomacropeptide semblaient interagir avec le chitosane. Ces résultats supportent l'hypothèse que les interactions protéine-polysaccharide pourraient permettre de produire des fractions enrichies en TGF-β2. Toutefois, les approches et conditions évaluées dans cette étude ont mené à des taux d'enrichissement en TGF-β2 relativement faibles, limittant ainsi leur potentiel de mise à l'échelle industrielle.

Le cancer de la bouche est un problème de santé publique majeur. Les traitements des cancers buccaux incluent l’utilisation de la chirurgie, de la chimiothérapie et de la radiothérapie. Bien que fonctionnels, ces traitements présentent de nombreux effets indésirables. Il est pertinent de mettre au point une nouvelle génération de médicaments anticancéreux efficaces et spécifiques. L’objectif de cette étude est d’évaluer les propriétés antitumorales de l'anéthol (1-méthoxy-4-[(E)-1-propényl]-benzène), un composé extrait du fenouil et de l'anis, afin de caractériser ses effets sur des cellules de carcinome buccal. Pour ce faire, des cellules gingivales cancéreuses (Ca9-22), des cellules épithéliales gingivales primaires et des fibroblastes ont été traités avec différentes concentrations d’anéthol. La prolifération cellulaire et l'effet cytotoxique de l’anéthol sur les trois types cellulaires ont été mesurés respectivement par MTT et LDH, tout comme l’effet synergique avec le cisplatine. La mort cellulaire, l’autophagie et le stress oxydatif des Ca9-22 ont été mesurés par cytométrie en flux. La migration cellulaire a été évaluée par la capacité de cicatrisation alors que l’expression des protéines impliquées dans les voies de signalisation de l’EGFR (ERK1/2, p38, pJNK) a été étudiée par immunobuvardage. Nos résultats ont démontré que l’anéthol diminue de manière dose-dépendante la prolifération cellulaire et induit l’apoptose des cellules cancéreuses comparativement aux cellules gingivales normales. L’anéthol inhibe le stress oxydatif et favorise l’autophagie des Ca9-22. L’anéthol inhibe la transition épithéliomésenchymateuse, réduit l’expression des métalloprotéases, ainsi que la production des protéines oncogènes, dont cyclineD1, mais augmente l’expression du gène suppresseur de tumeur p53. L’anéthol inhibe les voies de signalisation dépendantes de l’activation de l’EGFR et Wnt, et active le clivage des caspases et de PARP1. Enfin, l’anéthol montre une synergie avec le traitement par cisplatine. En conclusion, nos résultats obtenus suggèrent que l’anéthol pourrait être utilisé comme thérapie complémentaire ou alternative du cancer de la bouche. / Oral cancer is a major public health problem. Treatments for oral cancer include the use of surgery, chemotherapy, and radiation therapy. Although functional, these treatments have many side effects. It is relevant to develop a new generation of effective and specific anticancer drugs. The objective of this study is to assess the antitumor properties of anethole (1-methoxy-4 - [(E) -1-propenyl] -benzene), a compound extracted from fennel and anise, in order to characterize its effects on oral carcinoma cells. To do this, cancerous gum cells (Ca9-22), primary gingival epithelial cells and fibroblasts were treated with different concentrations of anethole. Cell proliferation and the cytotoxic effect of anethole on all three cell types were measured respectively by MTT and LDH, as was the synergistic effect with cisplatin. Cell death, autophagy and oxidative stress of Ca9-22 were measured by flow cytometry. Cell migration was assessed by the healing capacity while the expression of proteins involved in EGFR signaling pathways (ERK1/2, p38, pJNK) and other proteins involved in cancer-signaling pathways was studied by immunoblotting. Our results showed that anethole dose-dependently decreases cell proliferation and induces cancer cell apoptosis compared to normal gingival cells. Anethole inhibits oxidative stress and promotes autophagy of Ca9-22. Anethole inhibits epithelial-mesenchymal transition, reduces the expression of metalloproteases, as well as the production of oncogenic proteins, as cyclinD1, but increases the expression of the tumor suppressor gene p53. Anethole inhibits Wnt and signaling pathways dependent on EGFR activation, and activates the cleavage of caspases and PARP1. Finally, our results show that this compound has a synergistic effect with cisplatine treatment. In conclusion, these results suggest that anethole could be used as a complementary or alternative therapy to oral cancer.

L'ingénierie tissulaire osseuse est une branche de la médecine régénératrice. Le «concept diamant» avec ses quatre éléments fondamentaux permet d'approcher les problèmes actuels de la création d'un tissu osseux au laboratoire. Les facteurs de croissance s'avèrent la clé de voûte qui permet la stimulation des cellules souches. Le développement d'un tissu osseux passe par une succession d'évènements cellulaires dictés par des facteurs de croissance et implique la prolifération, la différenciation et la minéralisation. Les travaux présentés dans cette thèse, de part 1 'utilisation de techniques in vitro, me permettent de dire que: 1) J'ai démontré que le facteur EGF stimule la prolifération des ostéoblastes et que son effet est amplifié par les facteurs BMP-2 et BMP-7. Aussi, la formation de nodules à 28 jours est fortement réduite en présence de l'EGF. Ainsi, l'EGF est un facteur d'intérêt dans les stades précoces mais moins dans les évènements tardifs, comme au moment de la formation de nodules minéralisés. 2) J'ai identifié les voies de signalisation ERKl/2, JNKl/2 et SMADs qui régissent la prolifération dans des cultures d'ostéoblastes dérivés de cellules humaines souches pulpaires (hDPSCs) différenciées, par une co-stimulation avec le FGF-2 et la BMP-2. L'analyse génique et protéinique de l'ostéocalcine (OST), de la phosphatase alcaline (ALP) et du marqueur Runx-2 ont permis de mieux comprendre la différenciation cellulaire des hDPSCs dans un milieu de culture à différenciation ostéoblastique composé d'acide ascorbique, de dexaméthasone et de β-glycérophosphate. 3) J'ai fait la démonstration que le FGF-2 est un facteur ostéogénique précoce qui favorise la croissance des ostéoblastes plutôt qu'un facteur tardif impliquant la différenciation et la minéralisation. De fait, la formation de nodules à 28 jours était fortement réduite en présence du FGF -2. En marge des expériences au laboratoire, j'ai proposé un bioréacteur hypothétique que j'ai nommé « IV2B2TEC », il est breveté de manière provisoire, et il intègre les 4 éléments conceptuels en ingénierie tissulaire osseuse.

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Il est maintenant reconnu qu'un excès ou un manque de tissu adipeux peut avoir un impact négatif sur la reproduction porcine. Ainsi, une faible adiposité résulte en une augmentation du temps requis pour le premier oestrus, une diminution des tailles de portées et une augmentation de l'intervalle sevrage-oestrus. Les producteurs de porcs étant payés selon le rendement en maigre des carcasses de porcs envoyés aux abattoirs, la sélection génétique des dernières années a surtout été orientée vers la production de porcs de plus en plus maigres. Cependant, cette réduction du tissu adipeux a, du même coup, entraîné de nombreux problèmes de reproduction et un taux de réforme des truies de plus en plus élevé. Nous savons aujourd'hui que les cellules adipeuses sont le siège d'une activité métabolique intense et qu'elles sont capables de sécréter une multitude de facteurs vers la circulation sanguine. Parmi ces facteurs, nous retrouvons diverses adipokines telles la leptine et l'adiponectine, lesquelles auraient des effets bénéfiques sur les organes reproducteurs. L'adiponectine est l'adipokine la plus abondamment sécrétée par le tissu adipeux et la présence de ses récepteurs, AdipoR1 et AdipoR2, au niveau des ovaires et de l'utérus de la truie suggère un rôle pour l'adiponectine sur diverses fonctions reproductrices. Dans cette étude, nous avons voulu déterminer l'effet de l'adiponectine recombinante sur l'utérus de la truie en utilisant un modèle in vitro de culture de cellules endométriales primaires. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la modulation de l'expression de cette adipokine et de ses récepteurs pendant le cycle oestral et au début de la gestation. Utilisant la méthode de PCR en temps réel, nous avons tout d'abord confirmé la présence des récepteurs AdipoRl, AdipoR2 et cadhérine 13 dans l'endomètre de la truie et constaté que l'expression de ces gènes est modulée pendant le cycle oestral, étant à son maximum au milieu de la phase lutéale. Nous avons aussi observé une modulation de l'expression de l'adiponectine dans le tissu adipeux sous-cutané, avec un transcrit plus abondant chez les truies hypo-prolifiques (? 10 porcelets par portée) et les truies cycliques, comparativement aux truies hyper-prolifiques (? 15 porcelets par portée) et gestantes (jour 15 de la gestation), respectivement. Dans l'endomètre, le récepteur AdipoR2 est plus fortement exprimé chez la truie gestante que chez la cyclique, alors qu'il est plus élevé chez les truies hypo-prolifiques que chez les hyper-prolifiques. Chez l'embryon de 15 jours, le profil inverse est observé, avec une quantité plus élevée de transcrits observée pour les récepteurs AdipoRl et AdipoR2 chez les embryons issus des truies hyper-prolifiques. Bien que l'expression de la cadhérine 13 soit modulée pendant le cycle oestral, la gestation (cyclique vs gestante) et la prolificité (hyper- vs hypo-prolifique) ne présentent aucun effet significatif sur son expression. Finalement, l'utilisation de culture de cellules stromales endométriales primaires traitées à l'adiponectine recombinante a révélé une augmentation de l'expression en ARN messager des gènes de la prostaglandine synthétase 2 (PTGS2) et du facteur de croissance endothéliale vasculaire (VEGF), deux gènes ayant un rôle clé en début de gestation pour la survie embryonnaire. De plus, cette modulation de l'expression génique serait médiée par l'activation des voies de signalisation de la MAPK-ERK1/2 et de la kinase activée par l'AMP (AMPK). Collectivement, ces résultats suggèrent une implication directe de l'adiponectine sur les cellules endométriales porcines et dans les processus de reproduction chez la truie, autant pendant le cycle oestral qu'en début de gestation. De plus, nos résultats identifient l'adiponectine comme un régulateur potentiel des adaptations métaboliques se produisant en début de gestation.