Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le carcinome hépatocellulaire (HCC) est une tumeur de mauvais pronostic caractérisée, comme la plupart de cancers, par l'association paradoxale de télomères courts et d'une importante activité télomérase. Cette attrition télomérique joue un rôle central dans l'instabilité chromosomique à l'origine de la promotion et de l'évolution tumorale. Les premières causes d'HCC correspondent aux infections chroniques par les virus hépatotropes : virus de l'hépatite B (VHB) et virus de l'hépatite C (VHC). Dans une première étape nous avons disséqué les dérégulations télomériques dans les HCC et les cirrhoses liées au VHB, VHC ou encore à l'alcool. Nous avons observé que ces dérégulations sont acquises tôt, au stade prétumoral, et persistent au stade tumoral. Ces dérégulations sont spécifiques d'un carcinogène donné. Aux stades tardifs et tumoraux de l'infection par le VHB, les cellules hépatiques expriment fréquemment une protéine tronquée en partie C-terminale d'HBx ainsi que des formes réarrangées du gène PreS/S telle que PreS2. Dans une seconde étape nous avons trouvé qu'à l'opposé de la forme sauvage, HBx tronquée réprime hTERT, diminue l'activité télomérase, raccourcit les télomères, augmente la proportion de ponts anaphasiques et déclenche la sénescence de cellules primaires. Sachant qu'au stade tumoral les cellules transformées ré-expriment hTERT nous avons testé l'effet d'une coexpression de PreS2 et d'HBx tronquée et avons pu montrer que PreS2 contrecarrait l'effet répresseur d'HBx sur hTERT. Néanmoins de façon étonnante, PreS2 ne parvenait pas à rallonger les télomères en présence d'HBx tronquée. Les facteurs protégeant les télomères coopèrent avec la télomérase pour l'élongation et plusieurs de ces protéines sont par ailleurs impliquées dans la réparation des dommages à l'ADN. Nous avons trouvé qu'HBx tronquée modifiait spécifiquement l'expression de la plupart des protéines du télosome selon un patron connu pour inhiber l'effet de la télomérase. Nous avons montré que des dommages à l'ADN télomérique liés à l'incubation de cellules primaires avec la néocarcinostatine inhibaient l'élongation des télomères par hTERT. Ayant trouvé que PreS2 et HBx tronquée induisaient des dommages à l'ADN, nous proposons que cet effet explique l'impossibilité pour PreS2 d'allonger les télomères de cellules exprimant HBx tronquée / Among the numerous genetic defects that underly with hepatocarcinogenesis, telomere abnormalities seem to play a role both in tumor promotion and maintenance. Telomeres, the chromosome extremities, are protected by specific proteins, the Shelterin complex and by additional factors. Besides telomerase dysregulation, changes in the expression of these telomere factors have been observed in cancers. Herewe first tested the hypothesis that such dysregulations might occur in HCC with patterns depending onthe cause of HCC. For HBV-, HCV- and alcool-dependant HCC we found that telomeric dysregulations appear to be carcinogen-specific and occur early during the course of the disease and are persistent in the tumor. At the late stage of HBV-dependent disease and corresponding tumors, hepatocytes produce 3’ deleted mutants of HBx (3’DM HBx) but also a rearranged form of the PreS/S gene: PreS2. We then found that, unlike WT HBx, 3’ DM HBx repress hTERT transcription, decrease telomerase activity, shorten telomere length, increase anaphase bridges and trigger senescence in transfected primary cells. It’s well known that hTERT it re-expressed in tumors, so we tested PreS2 and 3’DM HBx transfection. We show that PreS2 counteracts 3’DM HBx effect on hTERT transcription and telomerase activity. However surprisingly PreS2 wasn’t able to elongate telomeres in 3’DM HBx expressing cells. Telomeric factors interact with telomerase allowing telomere elongation. Moreover many of these factors are implicated in DNA damage repair systems. We found that all Shelterin’s and some other telomeric factors’s expression in dyregulated in 3’DM HBx expressing cells. Moreover we show that neocarcinostatin dependent DNA damage in MRC5 primary cell prevent hTERT-based telomere elongation. Also finding that PreS2 and 3’DM induce DNA damage, we suggest that 3’DM HBx prevents PreS2 and hTERT- based telomere elongation

Le carcinome hépatocellulaire (HCC) est le cancer du foie le plus répandu et représente la seconde cause de décès par cancer dans le monde. Un mauvais pronostic et l'absence de traitement efficace en font un problème majeur de santé publique dans les pays en voie de développement, notamment en Asie du Sud-Est, justifiant pleinement la recherche de molécules ou d'approches thérapeutiques nouvelles contre l'HCC. Ce travail porte sur la recherche de molécules isolées de plantes vietnamiennes actives contre l'HCC. La première approche a consisté en un criblage pharmacologique de 33 substances naturelles qui a conduit à l'identification de 7 ent-kaurane diterpénoïdes isolés de Croton kongensis Gagnep. présentant des propriétés antiprolifératives originales. La seconde approche, par criblage in silico d'une banque de 354 substances naturelles, a permis d'identifier la solasonine comme inhibiteur de l'interaction mortalin - p53 induisant l'apoptose dans la lignée cellulaire humaine HepG2. / Human hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common type of liver cancer, the second most common cause of death from cancer worldwide. A very poor prognosis and a lack of effective treatments make liver cancer a major public health problem, notably in less developed regions, particularly in Eastern Asia. This fully justifies the search of new molecules and therapeutic strategies against HCC. The present work focused on finding bioactive compounds from Vietnamese plants against HCC. The first approach used classical screening of 33 natural compounds which resulted in the identification of 7 ent-kaurane diterpenoids isolated from Croton kongensis Gagnep. as potential agents. The second approach aimed at identifying molecules that could abrogate the interaction between Mortalin and p53 by in silico screening of a database of 354 natural compounds, which allowed the identification of Solasonine as a potent inhibitor of p53 - mortalin interactions.

La chimio-embolisation hépatique (CHE) est recommandée pour le carcinome hépatocellulaire (CHC) non curable. L'utilisation de plateformes de release au cours des CHE permet la libération lente de la chimiothérapie dans les artères tumorales et l'exposition prolongée des cellules tumorales tout en minimisant les effets systémiques. L’émulsion lipiodolée est l'une des plateformes les plus couramment utilisées pour la CHE du CHC. Cependant, la libération de chimiothérapie se produit trop rapidement car les émulsions lipiodolées sont très instables Tout d'abord, nous avons démontré qu’une meilleure stabilité (utilisation d’un tensioactif synthétique comme émulsifiant) améliore les propriétés thérapeutiques de l'émulsion lipiodolée dans un modèle de lapin porteur de tumeurs VX2. Une revue de la littérature indique également que l'émulsion lipiodolée doit être de type eau dans l'huile (w/o) pour une meilleure sélectivité tumorale. Ensuite, nous avons analysé les paramètres techniques qui formulent des émulsions w/o avec la meilleure stabilité et sans émulsifiant supplémentaire. Nous avons constaté que l'incorporation progressive de la chimiothérapie dans le Lipiodol aboutit à un type d’émulsion w/o beaucoup plus prévisible et à une plus grande stabilité. Nous avons également constaté qu’un ratio volumique élevé Lipiodol / chimiothérapie est un paramètre important pour la stabilité de l’émulsion. Ensuite, nous avons développé un nouveau concept d'émulsion pour CHE qui utilise des nanoparticules d'acide polylactique-co-glycolique (PLGA) (Nps) pour stabiliser le Lipiodol et la chimiothérapie (Emulsion de Pickering). L'analyse in-vitro a démontré que l'émulsion de Pickering est la seule plateforme de release (versus émulsion lipiodolée ou billes chargées) qui permet une libération lente et complète de diverses chimiothérapies (doxorubicine, irinotécan, oxaliplatine) mais aussi d'anticorps (anti-CTLA4), ce qui fait de l'émulsion Pickering une plateforme de release universelle, non seulement pour la CHE mais aussi pour l'immunothérapie intra-artérielle. Enfin, la CHE avec de l'oxaliplatine a été réalisé dans un modèle de lapin porteurs de tumeurs VX2 pour comparer l'émulsion de Pickering et l'émulsion lipiodolée. Grâce à son release lent, l'émulsion de Pickering a considérablement diminué l'exposition systémique, mais également augmenté de manière significative le ratio tumeur / foie de l'exposition à l’oxaliplatine. / Liver Trans-Arterial Chemo-Embolization (TACE) is recommended for non-resectable, intermediate Hepatocellular carcinoma (HCC). The use of drug delivery platforms during TACE allows slow release of chemotherapy into the tumors’ arterial supply and prolonged exposure of the tumor cells while minimizing systemic exposures. Lipiodol-emulsion is one of the most widely used drug delivery platforms for TACE of HCC. However, the release of chemotherapy occurs very rapidly because Lipiodol-emulsions have poor stability. First, we have demonstrated that high stability (using synthetic surfactant as emulsifier) improves the therapeutic properties of Lipiodol-emulsion in a VX2-tumor rabbit model. A literature review also indicates that Lipiodol-emulsion must be water-in-oil (w/o) for better tumor’ uptakes. Next, we analyzed technical parameters that formulate in-vitro w/o emulsions with better stability without any additional emulsifier. We found that progressive incorporation of chemotherapy in the Lipiodol results in much more predictable w/o type and higher stability and that higher ratio of Lipiodol/chemotherapy is also a critical parameter for stability. Then, we develop a new concept of emulsion for TACE that uses Polylactic-co-glycolic acid (PLGA) nanoparticles (Nps) to stabilize Lipiodol and chemotherapy (Pickering-emulsion). In-vitro analysis demonstrated that Pickering-emulsion is the only drug delivery system (versus Lipiodol-emulsion and drug eluding beads) that allows slow and complete release of various chemotherapies (doxorubicin, irinotecan, oxaliplatin) but also of antibodies (anti-CTLA4), making Pickering-emulsion an universal carrier, not only for TACE but also for trans-arterial immunotherapy. Finally, TACE with oxaliplatin were performed in a VX2-tumor rabbit model to compare in-vivo Pickering-emulsion and Lipiodol-emulsion. Thanks to its slow drug release, Pickering-emulsion significantly decreased the systemic exposure but significantly increased the tumor/liver ratio oxaliplatin exposure.

La radiothérapie implique de limiter l'irradiation des tissus sains. Dans ce but, des nanocapsules lipidiques chargées en complexes lipophile de rhénium-188 (NCL188Re-SSS) ont été utilisées afin de créer une irradiation localisée après injection intra-tumorale. Nous avons ainsi évalué la faisabilité d'une radiothérapie interne après injection intra-hépatique de NCL188Re-SSS pour le traitement du carcinome hépatocellulaire (CHC) et, dans un deuxième temps, étudié l'efficacité d'un fractionnement de la dose radioactive après injections intra-crâniennes répétées pour le traitement des gliomes. La première partie de ce travail décrit l'intérêt d'une radiothérapie interne via les NCL188Re-SSS pour le traitement du CHC avec une augmentation de la médiane de survie jusqu'à 107% dans un modèle CHC chimio-induit chez le rat. Dans une seconde partie, nous avons pu démontrer un bénéfice majeur, sur un modèle de gliome, avec 83% des animaux long-survivants. Cette efficacité thérapeutique pourrait s'expliquer par la mise en place d'une réponse immunitaire adaptative avec recrutement local de cellules immunitaires effectrices (CD4+, CD8+...). En revanche, les essais d'une radiothérapie interne nanovectorisée sur un modèle de rat peu immunogène et radiorésistant (modèle tumoral F98) ont montré des bénéfices moindres en terme de survie. Pour stimuler la réponse immunitaire anti-tumorale et optimiser l'efficacité thérapeutique, nous avons évalué la combinaison d'une radiothérapie interne nanovectorisée et d'une vaccination par cellules F98 irradiées. Un recrutement des cellules immunitaires effectrices a été observé, cependant, l'efficacité thérapeutique n'a pas été augmentée. Les perspectives qu'offre ce travail sont de deux ordres : évaluer l'impact du processus angiogénique dans le cas du modèle CHC et stimuler le système immunitaire en association avec la radiothérapie interne pour le modèle de gliome.

La chronothérapie des cancers administre les médicaments anticancéreux à des moments précis de la journée afin d’en optimiser la tolérance et l’efficacité. Cependant le système circadien qui règle sur 24 h la prolifération et le métabolisme cellulaires peut être altéré par un décalage horaire chronique, la mutation d’un gène de l’horloge, ou un traitement, favorisant ainsi la survenue de pathologies métaboliques, comportementales ou malignes. La disparité des profils circadiens de température corporelle des patients cancéreux ainsi que leurs modifications sous chimiothérapie fournit les bases d’une personnalisation de la chronothérapeutique. La capacité d’un cycle thermique à entraîner sur 24 h l’horloge circadienne de cellules d’hépatocarcinome en culture indique que ce biomarqueur est aussi un effecteur de la synchronisation des cellules cancéreuses, et constitue un repère circadien pour la chronothérapeutique in vitro et in vivo. / Chronotherapy delivers anticancer drugs at specific times of the day to optimize tolerability and efficacy. However, the circadian system that controls cell proliferation and metabolism over 24 h, can be altered by a chronic jet lag, a clock gene mutation, or a xeniobiotic treatment, thus favoring the occurrence of metabolic, behavioral or malignancies. The disparity of circadian body temperature patterns of cancer patients as well as its disruption during the treatment provides a clincher for chronotherapy personalization. The ability of a thermal cycle to drive the circadian clock in cultured hepatocarcinoma cells of 24 h indicates that this biomarker is also an effector of the synchronization of cancer cells, as well as a marker for the circadian in vitro and in vivo chronotherapeutic.

La recherche de nouvelles molécules pour la médecine nucléaire est un domaine en expansion croissante. Ces dernières années, le développement de nouveaux radiopharmaceutiques à visée thérapeutique a relancé l'intérêt pour la chimie du rhénium. En effet, les deux isotopes 186Re et 188Re, du fait de leurs propriétés adéquates et de leur analogie avec le 99mTc, largement utilisé pour les examens cliniques, semblent très prometteurs pour la préparation de radiopharmaceutiques.<br />Dans la première partie de ce manuscrit, la synthèse de complexes du rhénium et du technétium-99, [M(RPhCS3)2(RPhCS2)] (M = Re, Tc), est décrite. La préparation de radiopharmaceutiques à base de technétium-99m, analogues des composés obtenus à l'échelle pondérale, est également décrite. La stabilité/réactivité de ces complexes a été étudiée, au moyen de réactions d'échange avec d'autres ligands potentiels, et notamment par des dithiocarbamates, ainsi que par spectrophotométrie d'absorption UV-visible et analyse thermogravimétrique.<br />La réactivité des complexes vis-à-vis des dithiocarbamates conduit à la possibilité du greffage de biomolécules sur le cœur métallique, via le fragment dithiocarbamate. Cette méthode constitue une alternative potentielle aux procédures actuelles utilisant l'approche bifonctionnelle.<br /><br />Dans la seconde partie de ce manuscrit, la mise au point d'un kit pour le marquage du lipiodol par le rhénium-188 est décrite, à partir du complexe analogue des complexes décrits dans la première partie. L'huile radiomarquée ainsi obtenue est potentiellement utilisable pour le traitement de l'hépatocarcinome. La stabilité in vitro et in vivo du complexe rhénié 188Re-SSS lipiodol et de son analogue technétié 99mTc-SSS lipiodol a été étudiée, ainsi que leur comportement in vivo sur un modèle de porc sain.<br />Cette étude a permis de montrer la fixation quasi-exclusive du radiopharmaceutique au niveau du foie, ainsi que la stabilité de ce composé. Sa sélectivité pour les tumeurs reste à démontrer avant de passer aux premiers essais chez l'homme.