Ce mémoire de thèse présente mes travaux sur la détermination de la susceptibilité et de la résistance des intégrases (INs) du virus de l'immunodéficience humaine (VIH) aux inhibiteurs de transfert de brins de l'IN (INSTIs) ainsi que le développement de fragments d'anticorps simple-chaîne (sdAbs) ciblant l'IN du VIH. Tout d'abord, car les études antérieures ont suggéré que les variations significatives de l'IN de souche CRF02_AG pourrait avoir des effets consécutifs sur l'interaction entre l'inhibiteur et l'IN, la susceptibilité de l'IN de souche CRF02_AG du VIH-1 aux dernières INSTIs a été déterminée. Accord avec l'étude in silico, nous avons mis en évidence que l'activité de 3'-processing et de transfert de brin des INs de souche B et de souche CRF02_AG sont comparables. La susceptibilité des INs recombinantes de souche CRF02_AG aux INSTIs utilisés (Raltégravir-RAL, Elevitégravir-EVG et L-731, 988) est similaire à celle de l'IN de souche B, malgré les variations naturelles qui se produisent dans les INs de souche CRF02_AG. Le polymorphisme de l'IN de CRF02_AG n'a pas d'effet significatif sur la susceptibilité aux INSTIs. Dans un second temps, la résistance de l'IN du VIH-2 au RAL, l'unique INSTI approuvé, a été confirmée in vitro avec des enzymes mutées portant des mutations de résistance. Les mutations aux positions 155 et 148 jouent un rôle similaire pour les VIH-1 et VIH-2, en rendant l'IN résistante au RAL. La mutation G140S confère peu de résistance, mais compense le défaut catalytique dû à la mutation Q148R. À l'inverse, Y143C seule ne confère pas de résistance au RAL excepté si la mutation E92Q est également présente. De plus, l'introduction de la mutation Y143C dans le mutant résistant N155H baisse le niveau de résistance de l'enzyme contenant la mutation N155H, ce qui pourrait expliquer l'absence de détection de ces deux mutations ensemble dans un seul génome. Enfin, des anti-VIH sdAbs avec nombreuses propriétés intéressantes ont été sélectionnés pour développer des agents antirétroviraux. Après la sélection de sdAb ciblant l'IN du VIH, nous avons obtenu des qui sdAbs qui reconnaissent spécifiquement une vaste gamme d'INs in vitro, y compris le mutant G140S/Q148R résistant aux INSTIs. Néanmoins, l'activité inhibitrice des sdAbs n'a pas été observée. Les sdAbs ciblant l'IN du VIH peuvent être utilisés pour d'autres applications, telles que des réactifs ciblant des nanocapteurs. À l'avenir, en raison des avantages uniques des sdAbs, le développement de sdAbs anti-IN du VIH qui bloquent la réplication du VIH reste attractive pour l'obtenir des inhibiteurs efficaces de l'IN.

Favorisant plusieurs altérations physiologiques et autres conditions telle l'instabilité génomique, l'inflammation chronique joue un rôle central de l'initiation jusqu'au développement du cancer. Cette condition requiert la contribution de plusieurs types cellulaires et de médiateurs inflammatoires telle que la protéine transductrice du signal et activatrice de la transcription 3 (STAT3). Cette dernière est un médiateur majeur dans l'induction et le maintien d'un microenvironnement tumoral inflammatoire. En effet, la phosphorylation de STAT3 est essentielle à la régulation et à la transcription de plusieurs facteurs de croissance et cytokines incluant la cyclooxygénase-2 (COX)-2 et l'interleukine-6 (IL6), mais par son rôle de transducteur, elle répond aussi à plusieurs stimuli tant endogènes qu'environnementaux. Une des voies les plus importantes à cet effet est celle de JAK/STAT3. Une boucle rétroactive d'activation de STAT3 alimente d'ailleurs les processus impliqués dans le développement tumoral comme la prolifération, l'anti-apoptose, l'angiogenèse et la métastase. Les objectifs de notre étude sont, dans un premier temps, d'évaluer les effets de 5 polyphénols connus pour leur propriété anti-angiogénique; la lutéoline (Lut), l'apigénine (Api), l'épigallocatéchine gallate (EGCG), la delphinidine (Dp) et l'acide éllagique (EA), sur différentes étapes de l'angiogenèse déclenchée par l'IL-6 et d'en déterminer le mécanisme d'action au niveau moléculaire. Dans un deuxième temps, nous avons évalué chez les cellules souches mésenchymateuses (MSC) ayant un phénotype pro-inflammatoire induit par la concanavaline A (ConA), l'implication de la métalloprotéinase membranaire matricielle de type-1 (MT1-MMP) dans l'activation de STAT3 et l'expression de COX-2. Les résultats ont montré principalement que la Lut et l'Api inhibent très significativement la prolifération, la migration et la tubulogenèse des cellules endothéliales (EC) induite par l'IL-6 via la voie JAK/STAT3. En deuxième lieu, chez les MSC, la MT1-MMP semble être un contributeur important dans le phénotype pro-inflammatoire et implique également la voie JAK/STAT3. De façon inattendue l'inactivation de STAT3 potentialise l'expression de COX-2. Étant donné que les MSC sont recrutées aux sites inflammatoires de plusieurs cancers, ces résultats confirment l'importance de la MT1-MMP dans la régulation de la signalisation intracellulaire pro-inflammatoire des MSC. L'action double de STAT3 régulé par la MT1-MMP, montre son rôle majeur comme contributeur dans l'équilibre de l'expression de COX-2. Ce mécanisme permettrait ainsi aux MSC de s'adapter au microenvironnement inflammatoire pro-tumoral. Connaissant la diversité des polyphénols d'origine alimentaire et leur potentiel anti-inflammatoire, anti-angiogénique et anticancéreux on a aussi montré dans le cadre de cette étude que le potentiel de l'activité anti -inflammatoire de la Lut et d'Api permet, en partie d'expliquer leur activité anti-angiogénique et anti-cancer. Ainsi, ces flavones pourraient non seulement servir de base de recherche d'agents thérapeutiques anti-angiogéniques minimisant la résistance aux agents chimiothérapeutiques, mais aussi mettre en lumière le rôle majeur de l'alimentation dans la prévention du cancer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : STAT3, MT1-MMP, angiogenèse, inflammation, IL6, COX-2

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

Le modèle de sensibilisation comportementale permet d'étudier les changements neuronaux induits par les drogues. Chez les rongeurs, l'activité locomotrice augmente au fur et à mesure des injections et se maintient à long terme. En parallèle à cette sensibilisation, on observe une sensibilisation neurochimique des transmissions noradrénergique (NA) et sérotoninergique (5-HT) jusqu'à un mois après la dernière injection. Cette sensibilisation neurochimique, qui se traduit par des libérations de NA et de 5-HT potentialisées mesurées au niveau du cortex préfrontal, est commune à toutes les drogues et fortement corrélée à la sensibilisation comportementale. Le but de ce travail était d'identifier les mécanismes qui maintiennent à long terme cette hyper-réactivité. Nous avons tout d'abord montré que la réponse locomotrice potentialisée à l'amphétamine se maintient durant le premier mois de sevrage, et décroit de 60% entre 2 et 4 mois. Toutefois les souris restent plus vulnérables à la drogue et ce, même après de longs sevrages. Nous avons également démontré que l'hyper-réactivité des systèmes se maintient à long terme notamment grâce à une désensibilisation fonctionnelle persistante des récepteurs ?2A- adrénergiques et 5-HT1A, responsables du rétrocontrôle inhibiteur des transmissions NA et 5-HT. On observe une diminution de l'expression des protéines G?i couplées à ces récepteurs, dans le locus coeruleus et dans le raphé dorsal, respectivement. La même altération des rétrocontrôles ayant été mesurée chez les animaux sensibilisés au MDMA, les résultats suggèrent que les récepteurs ?2A-adrénergiques et 5-HT1A pourraient être des cibles indirectes des psychostimulants.

En motorisation, les problèmes liés à la compatibilité 'matériaux-liquides de refroidissement' sont complexes du fait de leur nature et de leur fonction, mais ils peuvent être résolus en modifiant la forme des pièces pour contrôler l'écoulement ou par l'addition d'inhibiteurs de corrosion efficaces. Ceux-ci sont très utilisés dans l'industrie automobile et doivent sans cesse être optimisés et adaptés à l'évolution des matériaux. Et, pour répondre aux contraintes actuelles de consommation et d'environnement, de plus en plus de motoristes optent pour l'aluminium ou ses alliages. Dans ce travail nous avons caractérisé le comportement en corrosion d'un alliage Al-Mn et d'un nouveau matériau, dit ''matériau sandwich'' constitué d'un cœur en alliage Al-Mn recouvert par placage sur chaque face d'une mince plaque d'alliage Al-Si et donc de structure Al-Si/Al-Mn/Al-Si en contact avec un liquide de refroidissement commercial dénommé Glaceol D. Celui-ci contient dans sa formulation un inhibiteur de corrosion, le tolytriazole. Cette étude de caractérisation comportementale de ces matériaux a été menée à partir de tests électrochimiques stationnaires classiques (suivi de potentiel en temps, tracés de courbes potentiodynamiques, détermination de résistances de polarisation), couplés à des observations métallographiques. Les principaux paramètres retenus ont été d'une part l'influence d'un prétraitement de surface du métal, et les conditions physicochimiques du milieu d'étude comme la teneur en produits actifs (en choisissant la dilution du Glaceol D, on fixe la teneur en inhibiteur), la nature de l'eau de dilution (permutée ou enrichie en NaCl) et la température : soit maintenue constante (entre la température ambiante et 80°C) soit en cyclage thermique. D'autre part, et ceci a permis d'établir la supériorité de comportement du matériau sandwich, nous avons, pour comparaison, testé aussi dans nos conditions de concentration et de température, l'aluminium pur 99,99%. Outre cet inhibiteur classique et industriellement utilisé, contenu dans la formulation du produit commercial recommandé par l'entreprise automobile franco-roumaine ''Dacia-Renault'', nous avons tenté une nouvelle approche originale en testant l'efficacité d'un inhibiteur vert - extrait de plantes : l'Allium Sativum (ou ail), dont le principal composant actif est l'allicine. Par son groupement fonctionnel de type thiosulfinate R-S(=O)-SR, et les atomes électrodonneurs que sont le soufre et l'oxygène disposant de doublets non liants, ce composé possède les caractéristiques d'un produit filmogène et entre dans la catégorie des nouveaux types d'inhibiteurs verts investigués depuis quelques années.

Nous étudions une nouvelles familles d'inhibiteurs de kinase: les benzopyridoindole. Ces molécules ont des effets antiprolifératifs sur des lignées cancéreuses et représentent les têtes de série de possibles agents anti-cancéreux. We study on a new family of kinase inhibitors: benzopyridoindole. These molecules have antiproliferative effects on cancer cell lines and represent the lead of potential anti-cancer products.

Les glycosidases sont des enzymes impliquées dans de nombreux processus biologiques. Entre autres, elles sont responsables de la dégradation des déchets polysaccharidiques de nos cellules. Lorsqu'une modification génétique touche un gène qui code pour une de ces enzymes, des pathologies graves regroupées sous l'appellation de " maladies lysosomales " peuvent être déclenchées. L'objectif de ce projet a été de proposer une méthode de synthèse efficace de molécules potentiellement actives spécifiquement sur l'une ou l'autre de ces maladies. Les molécules ciblées sont des inhibiteurs de glycosidases de la famille des aminocyclitols, utilisés dans une stratégie thérapeutique émergente " par molécules chaperonnes ". La méthode de synthèse développée s'appuie sur une étape enzymatique clé utilisant les aldolases comme catalyseurs et répondant aux contraintes environnementales actuelles de la chimie verte. Nous avons atteint nos objectifs grâce à l'utilisation de trois aldolases différentes, produites et purifiées pour la première fois au sein de notre laboratoire. Il s'agit de la fuculose-1-phosphate aldolase F1PA, de la rhamnulose-1-phosphate aldolase R1PA et de la nouvellement découverte fructose-6-phosphate aldolase FSA. La formation d'une quarantaine de nitrocyclitols, de stéréochimies définies, précurseurs des aminocyclitols correspondant, a ainsi été réalisée avec de très bons rendements de synthèse.

Le cancer du sein était au premier rang des cancers chez la femme en termes d'incidence et de mortalité en 2008 (GLOBOCAN 2012, IARC). A l'origine de cette mortalité on observe notamment le développement de résistances aux chimiothérapies conventionnelles mais aussi le développement des métastases qui sont responsables de 90% des décès des patientes. Il est donc indispensable d'étendre l'arsenal thérapeutique à la disposition des cliniciens avec de nouvelles molécules actives sur les formes de cancers résistants aux chimiothérapies et ciblant le processus métastatique.Au sein de notre équipe nous avons identifié un nouvel inhibiteur de la LIM Kinase (LIMK) baptisé « Pyr1 ». La LIMK est responsable de la régulation de la dynamique des microtubules et des microfilaments d'actine. Dans un premier article (Prudent et al., Cancer Research, 2012) nous avons montré que Pyr1 avait une activité anti-mitotique et anti-migratoire dans un modèle cellulaire de cancer de l'utérus. De plus une analyse pilote a montré que Pyr1 était efficace dans un modèle murin de leucémie où il augmente la survie des souris. Étant donné que la LIMK est surexprimée dans les cancers du sein et qu'une des conséquences cellulaires d'un traitement par Pyr1 est une stabilisation des microtubules, comme le fait le paclitaxel couramment utilisé pour le traitement des formes invasives de ces cancers , l'objectif de ma thèse a été d'étudier l'efficacité thérapeutique de Pyr1 sur des modèles cellulaires et murins de cancer du sein, et notamment sur les cancers résistants au paclitaxel.Nous avons montré que Pyr1 ralentissait la croissance des tumeurs primaires et réduisait leur taille. Pyr1 est bien toléré et l'effet anti-tumoral est également observé sur des modèles résistants au paclitaxel. Nous avons ensuite étudié l'effet de Pyr1 sur la migration et l'invasion des cellules tumorales en utilisant notamment la microscopie intra-vitale. Nous avons observé que, bien qu'il ne diminue pas la vitesse de migration des cellules tumorales, Pyr1 entraine in vivo un changement morphologique important. Enfin, Pyr1 n'empêche pas la dispersion métastatique mais il prévient de manière efficace la croissance des métastases.Nous en avons conclu que Pyr1 est une molécule intéressante pour le traitement des cancers du sein résistants aux chimiothérapies conventionnelles et également sur le traitement des métastases. / Breast cancer is the most common diagnosed cancer in women worldwide with an increase of 20% and 14% in terms of incidence and mortality, respectively, in 2008 (GLOBOCAN, 2012). This increase is mainly due to the lack of therapeutics that target the development of metastasis responsible for 90% of cancer death. Moreover, the development of resistance to available chemotherapies limits their effectiveness. It's an urgent need to find new drugs that target the metastatic process and are efficient on resistant cancers.Our team has identified a new LIM Kinase (LIMK) inhibitor called “Pyr1”. LIM Kinases are implicated in the dynamic regulation of the actin and microtubule cytoskeleton. We previously published data showing that Pyr1 has an anti-mitotic and anti-migratory activity on a cervical cancer cell line. Moreover, a pilot in vivo study has shown that Pyr1 was efficient in a leukemia mouse model where it increases the lifespan of treated compared to control mice (Prudent et al., 2012).LIM Kinases have been shown to be overexpressed in breast cancer. Moreover the chemotherapeutical agents currently used for this kind of cancer belong to the class of taxanes (such as paclitaxel). Taxanes are cytotoxic compound that directly binds to microtubules and stabilizes them. Since Pyr1 treatment also results in microtubules stabilization, with a complete different mechanism of action, we have decided to investigate the anti-cancer effect of Pyr1 on breast cancer cell lines and xenografts, including paclitaxel resistant models.We showed that Pyr1 decreases primary tumor growth and reduces their size. Pyr1 is well tolerated and the anti-tumor effect is also observed on paclitaxel resistant models. We then studied Pyr1 effects on migration and invasion in vitro and in vivo. Intravital imaging of tumors showed that, whereas Pyr1 didn't slow down tumor cell migration, it induced a cell morphological change. Finally, Pyr1 does not affect metastasis spreading but prevents their growth.These results indicate that LIMK inhibitors, such as Pyr1, may represent a pharmacological alternative for taxanes resistant tumors. Moreover, they could be potent agents to reduce the size of metastasis.

L’objectif de ce travail est d’élaborer par voie électrochimique un film de polypyrrole sur l’acier inoxydable 304 à partir d’un électrolyte support d’acide phosphorique et d’améliorer sa résistance à la corrosion par l’utilisation d’ondes ultrasonores haute fréquence (US) et l’incorporation d’un inhibiteur inorganique (KNO3) et de particules de silice (SiO2). L’inhibiteur inorganique a réduit le potentiel d’oxydation du monomère et a été incorporé dans la chaîne polymérique. Les ultrasons ont favorisé la réaction d’électropolymérisation en augmentant le transport des espèces électroactives vers l’électrode. Ils ont engendré des films plus compacts, présentant une topographie plus fine et plus homogène. Les films composites PPy-SiO2 ont été élaborés par différentes méthodes. Une bonne répartition des particules dans la chaîne polymérique a été obtenue avec la méthode multicouche. Tous les films élaborés : PPy-NO3-, PPy-US et PPy-SiO2 offrent une meilleure protection de l’acier inoxydable contre la corrosion en milieu chloruré que le revêtement PPy. / The aim of this work is to electrochemically elaborate polypyrrole films on 304 stainless steel in phosphoric acid solution and improve corrosion resistance by the use of high frequency ultrasound (US), incorporation of inorganic inhibitor (KNO3) and silica (SiO2) particles. The inorganic inhibitor reduced the oxidation potential of pyrrole monomers and was incorporated into polymer matrix. Ultrasound favors electrochemical polymerization reaction by improving mass transfer towards the electrode. It leads to films more compact, presenting a thinner and more homogeneous topography. PPy-SiO2 composite films were prepared by different methods. Good particles distribution within polymer matrix was achieved through multilayered method. All formed films: PPy-NO3-, PPy-US and PPy-SiO2 offer better protection of stainless steel against corrosion in chloride environment than PPy coatings.

NV669 est un aminosterol dérivé de la squalamine qui a montré posséder des propriétés anti-cancéreuses. L'objectif de cette étude a été de rechercher les effets bénéfiques de NV669 sur des modèles de cancers humains pancréatiques et hépatiques et de comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la diminution de la croissance tumorale par le traitement avec NV669. Les lignées cellulaires humaines pancréatiques (BxPC3 et MiaPaca-2) et hépatiques (HepG2 et Huh7) ont été traitées avec NV669 à différentes concentrations et à différents temps. Les résultats ont montré que NV669 inhibe la prolifération des cellules cancéreuses en induisant l'arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M via le complexe cycline B1/Cdk1 et en induisant l'apoptose via le clivage de la caspase-8 et de PARP-1, et la fragmentation de l’ADN.De plus, nos recherches in vitro ont révélé que NV669 inhibe l’activité phosphatase de PTP1B et l’expression de FAK. NV669 affecte l’expression des molécules d’adhérence CDH-1, -2 et -3 dans les lignées BxPC3 et Huh7 qui forment des monocouches cellulaires. Cela suggère qu’en inhibant PTP1B, NV669 induirait l’apoptose.Par la suite, nos résultats in vivo ont montré que NV669 inhibe la croissance des xénogreffes pancréatiques et hépatiques tumorales avec une diminution significative de la prolifération cellulaire et une augmentation de l'apoptose des cellules tumorales. Par conséquent, nos recherches suggèrent que l’analogue de la squalamine, NV669, pourrait être un agent anti cancéreux, utilisé seul ou en association avec d’autres médicaments, dans le traitement de l’adénocarcinome pancréatique et du carcinome hépatocellulaire. / NV669 is an aminosterol derived from squalamine found to possess strong antiangiogenic and anticancer effects. The aim of this study was to investigate NV669’s beneficial effects on human pancreatic and hepatic cancer models and to understand the cellular and molecular mechanisms involved in tumor growth decrease upon treatment with NV669.Pancreatic (BxPC3, MiaPaCa-2) and hepatic (HepG2, Huh7) cancer cells were treated with NV669, and the effects on proliferation, on cell cycle and death were determined. The results showed that NV669 inhibited the viability of cancer cells, induced cell cycle arrest through the regulation of G2/M phase via a decrease in the expression of cyclin B1 and phosphorylated Cdk1 and the induction of apoptosis via cleaved caspase-8 and PARP-1 and fragmented DNA. Moreover, in vitro NV669 inhibits PTP1B activity and FAK expression. NV669 impacts on the expression of adhesion molecules CDH-1, -2 and -3 in BxPC3 and Huh7 lines that form cell monolayers. This suggests that NV669 by inhibiting PTP1B would induce apoptosis. Subsequently, our in vivo results showed that NV669 inhibited the growth of pancreatic and hepatic tumor xenografts with a significant decrease in proliferation cell and an increase of tumor cell apoptosis. Therefore, NV669 may serve as an alternative anticancer agent, used alone or in association with other medications, for the treatment of pancreatic adenocarcinoma and hepatocellular carcinoma.