Confidentiel / Confidentiel

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

La P-glycoprotéine est une protéine transmembranaire qui agit comme une pompe à efflux et expulse activement hors de la cellule une grande variété de molécules hydrophobes, c'est à dire la majorité des médicaments. De par sa fonction de transport des médicaments et de ses localisations anatomiques stratégiques, la P-glycoprotéine est en partie responsable des échecs aux traitements chimiothérapeutiques, limite la biodisponibilité des médicaments tout en favorisant une résistance multiple à différents types de médicaments. Le premier volet de cette étude fût d'évaluer les capacités inhibitrices des activités de la P-glycoprotéine par six composés végétaux de la famille des coumarins. Seul le cnidiadin inhibe l'activité de transport de la P-glycoprotéine en augmentant l'accumulation intracellulaire des substrats de la P-glycoprotéine et en diminuant synergiquement la survie cellulaire en présence de vinblastine. De plus, le cnidiadin, semble pouvoir modifier la biodisponibilité des substrats de la P-glycoprotéine en inhibant compétitivement la liaison du substrat diazirine-cyclosporine A. Ces résultats suggèrent qu'une diète contenant du cnidiadin pourrait soit renverser le phénotype de résistance multiple aux médicaments, soit moduler la biodisponibilité des substrats de la P-glycoprotéine, en tant qu'agent chimiosensibilisant. Autres que les agents chimiosensibilisants, nous avons aussi exploré l'impact du niveau d'interaction entre la P-glycoprotéine et la protéine structurale des cavéoles, la cavéoline-l, sur les activités associées à la P-glycoprotéine. Pour ce faire, des mutants de la P-glycoprotéine humaine à son motif de liaison à la cavéoline-l furent utilisés. Nous avons montré antérieurement que l'interaction entre la cavéoline-l et les P-glycoprotéines mutantes à leur motif de liaison à la cavéoline-l est réduite d'environ 40%. Nous avons donc approfondi l'étude et lors d'essais d'activités de liaison et de transport de substrat des P-glycoprotéines mutantes, nous avons mesuré une augmentation de ces activités ainsi qu'une résistance cellulaire significativement supérieure. En conséquence, la cavéoline-l semble contrôler négativement les activités de liaison et de transport de la P-glycoprotéine. Une variation de l'interaction entre la P-glycoprotéine et la cavéoline-l pourrait être un mécanisme utilisé par la cellule pour contrôler ce transporteur cellulaire et lors d'exposition à différents agents cytotoxiques, ce même mécanisme pourrait être impliqué dans le développement de la résistance multiple aux médicaments. En résumé, les principales contributions de cette étude sur la P-glycoprotéine sont 1) inhibition des activités de la P-glycoprotéine par le cnidiadin, particulièrement son activité de liaison au substrat 2) régulation négative des activités de liaison et de transport de la P-glycoprotéine par la cavéoline-l et 3) augmentation de la résistance cellulaire suite à une diminution du niveau d'interaction entre la P-glycoprotéine et la cavéoline-l. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : P-glycoprotéine, Résistance multiple aux médicaments, Agents réversants naturels, Interaction P-glycoprotéine/cavéoline-1, Liaison et transport des substrats.

La résistance en chimiothérapie est principalement associée au gène de résistance multiple aux médicaments (MDR) qui régule l'expression de la glycoprotéine-P (P-gp). Le rôle de cette protéine est d'expulser hors de la cellule des agents xénobiotiques. L'objectif principal de nos travaux était de développer des inhibiteurs de la P-gp afin de restaurer l'efficacité des traitements de chimiothérapie. Quinze nouveaux dérivés d'anthranilamides ont été préparés en modifiant la structure de l'espaceur entre N1 et N2 . L'activité inhibitrice de ces composés (EC5o(VLB)) variait de 59 à 1345 nM. Nos résultats montrent que : 1) une chaîne alkyle de 2 carbones entre N1 et N2 permet d'obtenir la meilleure activité inhibitrice, 2) un centre chiral R ou S influence peu l'activité inhibitrice; 3) la présence d'un cyclohexyle entre N1 et N2 n'augmente pas l'activité inhibitrice; 4) un groupement arylpipérazinyle entre N1 et N2 augmente de 200 % l'activité inhibitrice; et 5) un groupement méthoxyle sur la partie anthranilique augmente de 200 % l'activité inhibitrice. L'anthranilamide P24 est le composé le plus efficace et possède un EC5o(VLB) de 59±35 nM. Des études in vivo sur des souris porteuses de tumeurs surexprimant la P-gp montrent que P24 augmente l'espérance de vie de 32 % (p<0,01) lorsque comparé au groupe de souris non traitées et de 20 % (p<0,05) lorsque comparé au groupe de souris traitées avec la vincristine seulement. Des études sur l'inhibition des CYP450 avec les composés P03, PI7 et P24 révèle un profile d'inhibition différent de celui de l'anthranilamide XR9576 principalement au niveau du CYP3A4. Les études de modélisation moléculaire COMFA et COMSIA ont permis d'établir le modèle suivant comme essentiel à l'activité des dérivés d'anthranilamides: 1) un groupement accepteur d'hydrogène en position 3 d'un système biaromatique encombré à la région A de XR9576; 2) un groupement accepteur d'hydrogène ou un atome chargé négativement et un groupement aromatique chargé positivement à la région B de XR9576; 4) un groupement hydrophobe au niveau de l'espaceur; 5) deux groupements accepteurs d'hydrogène et un groupement encombré aromatique à la région D de XR9576; et 6 ) la présence des deux amides de la partie anthranilique.

Notre travail a démontré l’implication du p-crésyl sulfate (PCS), de la zinc a2glycoprotéine (ZAG) et du triméthylamine-N-oxide (TMAO), représentants des 3 groupes de toxines urémiques décrits par le groupe EUTox, dans la survenue des complications métaboliques de la maladie rénale chronique (MRC). Nous avons démontré que l’augmentation du PCS induisait une insulino-résistance, une perte de masse grasse et une redistribution des lipides chez la souris, en montrant une altération de la voie de signalisation de l’insuline dans le muscle strié squelettique. Nous avons ensuite montré que la protéine ZAG était surexprimée par le tissu adipeux dans la MRC. Du fait de ses effets lipolytiques et anti-lipogeniques, l’élévation des concentrations tissulaires de cette adipokine pourrait être impliquée dans les phénomènes de dyslipidémies et dysfonction adipocytaire observés dans la MRC. Chez l’homme, notre étude a confirmé l’augmentation des concentrations de ZAG dans les stades 5 et 5D de la MRC uniquement, faiblement corrélée au débit de filtration glomérulaire (DFG). L’étude n’a en revanche pas permis de mettre en évidence de corrélation entre les taux circulants de ZAG et les critères de complications métaboliques, notamment la dénutrition. Enfin, en l’absence de données précises sur l’élimination rénale du TMAO et la physiopathologie de son augmentation dans la MRC, nous avons conduit une étude clinique mettant en évidence une forte corrélation entre les taux de TMAO et le DFG mesuré, excluant une contribution tubulaire à son excrétion. Les résultats d’une étude préliminaire chez l’animal suggèrent une possible implication du TMAO dans le développement de la fibrose rénale / Our work demonstrated the role of p-cresyl sulfate (PCS), zinc a2-glycoprotein (ZAG) and trimethylamine-N-oxide (TMAO) that belong to the 3 groups of uremic toxins described by the EUTox group, in the metabolic complications of chronic kidney disease (CKD). We demonstrated that the increase of PCS induced an insulin resistance, a loss of fat mass and a lipid redistribution in mice, showing an alteration of the insulin pathway in skeletal muscle. We showed a surexpression of ZAG by adipose tissue in CKD. Because of ZAG lipolytic and anti-lipogenic effects, the elevation of its tissu levels could be implicated in dyslipidemia and adipose dysfonction in CKD. In humans, our study confirmed the elevation of ZAG concentrations only in CKD stages 5 and 5D, with a poor correlation with the glomerular filtration rate (GFR). The study did not shown correlation between ZAG circulating levels and metabolic complications, as wasting. With the lack of data about renal elimination and physiopathology of TMAO, we conducted a clinical study that reported a strong correlation between TMAO levels and measured GFR, without proof of tubular excretion of TMAO. Results of a preliminary animal study suggests a possible implication of TMAO in the renal fibrosis

La chimiorésistance des cancers est caractérisée par une résistance pléïotropique à de multiples médicaments. Ce mécanisme est en partie causé par la surexpression des transporteurs à "ATP binding cassette" (Pgp, MRP1, BCRP...). Les inhibiteurs connus de ces transporteurs comme la cyclosporine A, le vérapamil et le RU486 sont toxiques à doses élevées. Dans cette étude, de nombreux dérivés stéroïdiens synthétisés au laboratoire à base de progestérone ou d'acides biliaires ont été évalués pour leur capacité à inhiber les transporteurs ABC et plus spécifiquement les fonctions de transport par la Pgp ou la BCRP. Plusieurs de ces dérivés synthétisés se sont avérés capables de restaurer complètement la sensibilité des cellules résistantes d'une manière plus importante que la cyclosporine A in vitro. De plus, le meilleur des nos dérivés testés s'est avéré capable in vivo de diminuer significativement la progression tumorale de xénogreffe sur les souris et d'augmenter la durée de survie des souris. Cette étude a ainsi permis d'ouvrir la voie au développement de nouveaux dérivés stéroïdiens peu toxiques ayant la capacité d'inhiber le phénotype MDR et de restaurer la sensibilité des cellules cancéreuses vis-à-vis des agents chimiothérapeutiques utilisés, avec un perspective d'application clinique

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

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

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

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