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. / Benzo[e]pyridoindoles are novel potent inhibitors of aurora kinases. We performed a SAR study to improve their activity and water solubility. Amino-benzo[e]pyridoindolones were found to be potent hydrosoluble anti-proliferative molecules. They induced a massive arrest in mitosis, prevented histone H3 phosphorylation as well as disorganizing the mitotic spindles. Upon a delay, cells underwent binucleated and finally died. Taking into account their interesting preclinal characteristics, their efficiency towards xenografts in nude mice and their apparent safety in animals, these molecules are promising new anti-cancer drugs. They probably target a metabolic signaling pathway, besides aurora B inhibition. In addition to their possible applications, these inhibitors are tools for cell biology studies. C4, a low ATP affinity inhibitor of aurora B kinase, revealed that the basal activity of the kinase is required for histone H3 phosphorylation in prophase and for chromosome compaction in anaphase. These waves of activation/deactivation of the kinase, during mitosis, corresponded to different conformations of the passenger chromosomal complex.

Il est bien établi que la gp120 du VIH-1 se fixe aux héparane sulfate (HS) cellulaires, par le biais de la boucle V3 ce qui favorise l'infectivité virale. Cependant, une variété de polyanions solubles, conjugués à CD4 (mCD4-HS12) a des propriétés antivirales et a montré in vitro une activité contre le VIH-1 à de très faibles concentrations (nM). En raison de la complexité structurale des HS, le criblage d'oligosaccharides différenciellement sulfatés pour améliorer l'activité de la molécule serait trop difficile. En vue d'obtenir une molécule plus spécifique, de plus haute affinité et plus facile à produire, des peptides mimant les HS ont été synthétisés par nos collaborateurs. Notre but était de cribler ces peptides pour leur capacité à inhiber l'entrée de VIH-1. À cette fin, nous avons mis en place une plateforme permettant d'immobiliser CCR5 et CXCR4 solubilisés sur des biocapteurs (Biacore) pour cribler des molécules qui inhibent la liaison de gp120-CD4 aux corécepteurs. Pour contrôler le processus de solubilisation, CXCL12, le ligand naturel de CXCR4, a été injecté sur CXCR4 immobilisé. Les affinités des isoformes de CXCL12 (α et γ) pour CXCR4 ont été calculées dans les fourchettes de valeurs précédemment obtenues avec des techniques différentes, prouvant ainsi la fonctionnalité de notre système et nous permettant d'étudier les mécanismes de fixation de ces deux isoformes sur CXCR4 ainsi que leur régulation par HS. Le système a ensuite été utilisé pour cribler la capacité d'inhibition des peptides mimétiques du HS. Chaque peptide, [S(XDXS)n] contient des acides aminés qui imitent les groupes hydroxyles, carboxyles et sulfates des HS. Le peptide contenant des résidus sulphotyrosines, une fois conjugué à mCD4 (mCD4-P3YSO3), montre un IC50 de l'ordre du nM, pour l'inhibition simultanée de la liaison de gp120 aux HS, à CD4, aux anticorps, aux corécepteurs ainsi que l'infection par VIH-1 in cellulo. Il constitue le premier inhibiteur bivalent de l'entrée qui cible à la fois les virus R5 et X4 et le concept d'un peptide mimétique des HS se prête à une analyse structurale et fonctionnelle de la liaison des chaînes HS aux protéines, une nouvelle technique dans ce domain / It is well-established that cell-associated Heparan Sulphate (HS) binds the V3 loop of gp120 of HIV-1 thus aiding in viral infectivity. However, a variety of soluble polyanions have antiviral properties once conjugated to CD4 and a CD4-conjugated HS (mCD4-HS12), showed nM activity against HIV-1 in vitro. Due to the structural complexity of HS, screening differently sulphated oligosaccharides to improve the molecule's activity would be too cumbersome, thus in order to obtain a more specific, higher affinity and easier to produce moiety, collaborators synthesized HS mimetic peptides. We aimed to screen these peptides and other anionic molecules for their capacity to inhibit HIV-1 entry. To this end we set-up a platform whereby solubilised CCR5 and CXCR4 were immobilized on biosensors (biacore) and used to screen for molecules that inhibited gp120-CD4 binding to the coreceptors. To control the solubilization process, CXCL12, the natural ligand of CXCR4, was injected over the immobilized CXCR4. The affinities of CXCL12 isoforms (α and γ) for CXCR4 were calculated within the ranges of values that have been previously described with different techniques, thus proving the functionality of our system and enabling us to investigate the binding mechanisms of these two isoforms with CXCR4 and their regulation by HS. The system was subsequently used to screen the inhibitory capacity of the HS mimetic peptides. Each peptide, [S(XDXS)n], contained amino acids that mimic the hydroxyl, carboxyl and sulphate groups on HS chains. The peptide containing sulphotyrosine residues, when conjugated to mCD4 (mCD4-P3YSO3), displayed nM IC50 for simultaneously inhibiting gp120 binding to HS, CD4, antibody, coreceptors and HIV-1 infection in vitro. This is the first bivalent entry inhibitor that targets both R5 and X4 viruses and the concept of a HSmimetic peptide lends itself to structural-functional analysis of HS chains binding to proteins, a novel technique in this field.

La modification post-traductionnelle des chimiokines par la dipeptidyl peptidase-4 (DPP4 ou CD26) régule négativement le trafic des lymphocytes, et son inhibition améliore la migration des lymphocytes T et l'immunité anti-tumorale en préservant la forme fonctionnelle de CXCL10. En étendant ces résultats initiaux aux humains et à un modèle préclinique de carcinome hépatocellulaire, nous avons découvert un nouveau mécanisme par lequel l'inhibition de DPP4 améliore les réponses anti-tumorales par le recrutement des éosinophiles. Plus précisément, l'administration d'inhibiteurs de DPP4 (DPP4i) conduit à des concentrations tumorales plus élevées de CCL11 (ou eotaxine) et à une augmentation de la migration des éosinophiles exprimant CCR3 dans les tumeurs. Un meilleur contrôle de la croissance tumorale a été observé lors du traitement par DPP4i, un effet conservé chez les souris Rag2–/– mais abrogé uniquement lors de la déplétion des éosinophiles ou de l'inhibition de leur dégranulation. Nous avons également démontré que l'expression tumorale d’IL-33 était nécessaire et suffisante pour une réponse anti-tumorale médiée par les éosinophiles et que ce mécanisme contribuait à l'efficacité des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires. Ces résultats révèlent un nouveau mécanisme par lequel le contrôle tumoral est médiée par IL-33 et les éosinophiles, mécanisme ici révélé lorsque les mécanismes endogènes de régulation immunitaire par DPP4 sont inhibés. / Dipeptidyl peptidase-4 (DPP4 or CD26)–mediated post-translational modification of chemokines has been shown to negatively regulate lymphocyte trafficking, and its inhibition enhances T cell migration and tumor immunity by preserving functional CXCL10. In extending these initial findings to humans and pre-clinical hepatocellular carcinoma models, we discovered a new mechanism whereby DPP4 inhibition improves anti-tumor responses by eosinophil recruitment. Specifically, administration of DPP4 inhibitors (DPP4i) resulted in higher concentrations of CCL11 (or eotaxin) and increased CCR3-mediated eosinophil migration into mouse tumors. Enhanced tumor control was observed upon treatment with DPP4i, an effect strikingly preserved in Rag2–/– mice, and abrogated only upon depletion of eosinophils or inhibition of their degranulation. We further demonstrated that tumor expression of IL-33 was necessary and sufficient for eosinophil-mediated anti-tumor responses, and that this mechanism contributed to checkpoint inhibitor efficacy. These findings provide new insight into IL-33- and eosinophil-mediated tumor control, revealed when endogenous mechanisms of DPP4 immune regulation are inhibited.

Le développement et la fonction des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs) doivent être finement régulés afin d’éviter le développement de maladies auto-immunes ou de leucémies. Il a été montré récemment qu’une fraction des leucémies humaines dérivées des pDCs possède des mutations de type perte de fonction dans le locus IKZF1 qui code pour le facteur de transcription Ikaros. Ainsi l’étude de la fonction d’Ikaros dans les pDCs pourrait aider à comprendre son possible rôle de gène suppresseur de tumeur. Les souris hypomorphiques pour Ikaros (IkL/L) ne possèdent pas de pDCs matures dans la rate et les ganglions lymphatiques mais accumulent des pDCs immatures dans la moelle osseuse (MO). De manièreintéressante, les pDCs de MO IkL/L montrent une activation ectopique de la voie Notch. Nous avons trouvé qu’un inhibiteur de gamma-secrétase (GSI), qui inhibe la voie Notch, permet de restaurer la différenciation de pDCs fonctionnelles dans les cultures de cellules de MO. Les principaux progéniteurs dendritiques affectés par le GSI sont le progéniteur myéloïde commun (CMP) et le progéniteur des macrophages et des cellules dendritiques (MDP). Comme le GSI inhibe la voie Notch, nous avons aussi inactivé RBPJ, le facteur de transcription situé en aval des récepteurs Notch. Contre toute attente, l’inactivation de RBPJ ne récapitule pas les effets observés avec le GSI. De plus, les cellules IkL/L déficientes pour RBPJ continuent de répondre au GSI, ce qui suggère que le GSI possède d’autres cibles en plus de la voie Notch dans ce système. Nos données montrent ainsi qu’Ikaros est requis pour la différenciation terminale des pDCs et qu’il agit en partie en bloquant une voie GSI dépendante Notch indépendante. / The development and function of plasmacytoid dendritic cells (pDCs) must be tightly regulated to prevent autoimmune disease or leukemia. It was recently discovered that a fraction of human pDC-derived neoplasms exhibit loss of function mutations of the IKZF1 locus, which encodes the Ikaros transcription factor. Deciphering the function of Ikaros in pDCs could thus help understand its probable tumor suppressor function. Mice hypomorphic for Ikaros (IkL/L) are devoid of mature pDCs in the spleen and lymph nodes but accumulate immature pDCs in the bone marrow (BM). Interestingly IkL/L BM pDCs exhibit an ectopic activation of the Notch pathway. We found that a gamma secretase inhibitor (GSI), which inhibits Notch signalling,rescues the differentiation of functional pDCs in BM cultures. The main dendritic cell progenitors affected by GSI are the common myeloid progenitors (CMP) and the macrophage and dendritic cell progenitors (MDP). As GSI inhibits the activation of the Notch pathway, we also inactivated RBPJ, the transcriptional effector of the Notch pathway. Surprisingly, RBPJ inactivation did not recapitulate the effect of GSI. Moreover, RBPJdeficient IkL/L cells still respond to GSI, demonstrating that GSI targets additional events besides Notch in this system. Our data thus show that Ikaros is required for terminal differentiation of pDCs, and acts in part by blocking a Notch independent GSI-sensitive pathway.

De nos jours, dans le domaine de l’inhibition de la corrosion, la recherche et le développement de molécules plus environnementales est de plus en plus importante. C’est dans cet optique que le laboratoire L3MA poursuit ses travaux sur la recherche de molécules naturelles capable d’agir en tant qu’inhibiteur de corrosion.Ce travail de thèse porte sur l’inhibition de la corrosion de l’acier C38 en milieu acide HCl 1M par les extraits alcaloïdiques de deux plantes : Xylopia frutescens et Xylopia cayennensis. Ces molécules considérées comme respectueuses de l’environnement peuvent être utilisées en tant qu’inhibiteur de corrosion temporaire de l’acier C38 avec des taux d’inhibition supérieurs à 90%. Pour chaque plante, les travaux sont consacrés premièrement à l’étude de son extrait alcaloïdique total en tant qu’inhibiteur de corrosion à l’aide de techniques telles que les courbes de polarisation et la spectroscopie d’impédance. Dans un second temps, le fractionnement de cet extrait alcaloïdique total et l’isolement de certains composés actifs permettront de déterminer les structures de certains alcaloïdes actifs en tant qu’inhibiteur de corrosion, et d’en comprendre le mode d’action et les types d’adsorptions. / Today, the research and development of ecofriendly biosourced inhibitor have gained a great interest. The laboratory L3MA is involved in the research and characterization of alkaloids isolated from plants growing wild in Guyana as corrosion inhibitor.The present work continues to focus on the broadening application of plant extracts for metallic corrosion control and reports on the inhibiting effect of alkaloidic extract from two plants: Xylopia frutescens and Xylopia cayennensis. The molecules used are considered like ecofriendly and can be used as corrosion inhibitor of C38 steel. More than 90% of efficiency was obtained. The same workflow was used for each plant: firstly the study of the total alkaloidic extract with polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. In second time, the alkaloidic extract is chromatographied and the main composants are isolated and identified. These main components are tested as corrosion inhibitor, to determine the mode of action and the adsorptions’ forms. XPS and SEM studies confirmed that the plants alkaloidics extracts and the main composants are strongly adsorbed onto the steel surface.

Ce travail porte sur l'inhibition de l'acier C38 en milieu acide HC1 1M par les extraits alcaloïdes issus de 2 plantes : aspidosperma album et geissospermum laeve. Biodégradables et respectueux de l'environnement, les alcaloïdes pourraient être utilisés temporairement pour prévenir la corrosion de l'acier C39 avec des taux d'inhibition supérieurs à ceux décrits dans la littérature. Dans la première partie du travail, l'influence de la concentration, du temps d'immersion et de la température sur le processus de corrosion de l'acier C38 en milieu HC1 1M en absence de polarisation et spectroscopie d'impédance électrochimique. Les analyses de surface effectuées par microscopie électronique a balayage montrent la présence d'une couche constituée d'un mélange d'oxyde de fer incorporant les alcaloïdes et qui conduit à la diminution de la vitesse de corrosion. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l'isolement des alcaloïdes des deux extraits afin de déterminer le ou les alcaloïdes responsables de l'activité inhibitrice et ainsi remonter aux mécanismes d’adsorption. Il a été montré que l'alcaloïde majoritaire des extraits est responsable de l'inhibition / This work is devoted to the corrosion inhibition of C38 steel in 1M HCL acid medium by alkaloids extracts from two plants : aspidosperma album and geissospermum laeve. Biodegradable and environmentally friendly, alkaloids could be used temporarily to prevent the corrosion of C38 steel with inhibition rates higher than those described in the literature. The first part of this work studies the influence of concentration, immersion time and temperature on the corrosion inhibitor by electrochemical measurements : polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. The surface analyses conducted by scanning electron microscopy showed the presence of a layer composed of an iron oxide mixture incorporating alkaloids extracts and which leads to the decrease of the corrosion rate. The second part of this work was devoted to the isolation of alkaloids of two extracts in order to determine the alkaloids responsible of the inhibitory activity and thus to determine the adsorption mechanisms. It was showed that the major alkaloids of two extracts is responsible of the inhibition activity

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est l’agent étiologique du SIDA. Il pénètre dans les cellules cibles par fusion membranaire médiée par le complexe enveloppe (Env) exprimé à la surface du virion. Le complexe est constitué d’une sous-unité de surface (gp120), et d’une sous-unité transmembranaire (gp41), exprimées sous forme trimérique. La liaison de gp120 au récepteur CD4 induit un premier changement de conformation qui expose la boucle hypervariable V3. Cette dernière lie un corécepteur, CCR5 et/ou CXCR4, induisant de nouveaux changements conformationnels au niveau de gp41 qui aboutissent à l’insertion du peptide de fusion, situé à l’extrémité N-terminale de gp41, dans la membrane de la cellule cible. Suite à la liaison du corécepteur, la région « heptad repeat 1 » (HR1) de gp41 interagit avec la région « heptad repeat 2 » (HR2) du même monomère pour former une structure coiled-coil hexamérique. Ce repliement permet le rapprochement des membranes virale et cellulaire, conduisant à la fusion des membranes.<p>Le processus d’entrée constitue une cible de choix pour inhiber la propagation du virus et à l’heure actuelle, il existe deux classes d’inhibiteurs d’entrée utilisés en clinique :les inhibiteurs de fusion et les inhibiteurs du CCR5. Le but de ce travail de thèse est l’étude des déterminants de l’enveloppe virale impliqués dans l’échappement du VIH-1 au traitement avec des inhibiteurs de fusion et de l’entrée.<p>La première partie de ce travail de thèse a étudiée l’effet modulateur des déterminants de l’enveloppe virale sur le niveau de résistance et de l’infectivité des virus primaires porteurs de mutations de résistance à l’enfuvirtide dans HR1 et de mutations compensatrices dans HR2. Nous avons sélectionné 5 patients ayant reçu un traitement à long terme incluant de l’enfuvirtide. Les enveloppes de virus ont été clonées à partir d’échantillons plasmatiques séquentiels, prélevés avant le début du traitement et pendant le suivi du traitement à l’enfuvirtide. Les séquences ont été caractérisées génotypiquement et phénotypiquement à l’aide de tests viraux recombinants mis au point à cet effet, et ciblant soit la région HR1-HR2, soit l’enveloppe entière. Pour les échantillons pré-thérapeutiques, les virus recombinants Env exprimaient des taux de sensibilité à l’enfuvirtide plus variables que les virus recombinants HR1-HR2, et une sensibilité à l’enfuvirtide significativement moindre que les virus HR1-HR2, indiquant que le contexte génétique de l’enveloppe affecte directement le niveau de susceptibilité du virus envers l’enfuvirtide. Après échec virologique, l’analyse phénotypique comparative des virus résistants suggère que les régions HR1-HR2 contiennent, à elles seules, les déterminants qui régissent la résistance. Le seul facteur associé à une modulation significative de la résistance est le tropisme. L’infectivité des virus Env a augmenté au cours du temps, alors que pour les virus HR1-HR2, l’infectivité est restée stable. Nos résultats suggèrent donc que le niveau de résistance confère un avantage sélectif initial sous pression sélective par l’enfuvirtide, alors que, une fois le niveau de résistance optimisé, l’infectivité des virus résistants est le facteur qui détermine la sélection des virus sous pression de sélection prolongée.<p>La deuxième partie de notre travail a été consacrée au rôle des virus dans des sites sanctuaires tels que le système nerveux central, et au rôle de séquences archivées dans les PBMCs dans l’échappement aux inhibiteurs d’entrée.<p>Dans une première étude clinique, nous avons illustré le rôle direct de la suppression incomplète du virus dans le système nerveux central dans l’acquisition de mutations de résistance à l’enfuvirtide et dans l’échec virologique. Le génotypage des virus plasmatiques et des virus isolés du liquide céphalo-rachidien d’un patient en échec de traitement a montré que la mutation de résistance à l’enfuvirtide était apparue dans le liquide céphalo-rachidien avant qu’elle ne devienne détectable dans le plasma, au moment de l’échec virologique. Le virus plasmatique résistant était phylogénétiquement proche du virus résistant isolé à partir du LCR, suggérant que la mutation de résistance a émergé dans ce compartiment. Ainsi, la pénétration incomplète des antirétroviraux dans le système nerveux central a abouti à la sélection de virus résistants, qui ont ensuite traversé la barrière céphalo-rachidienne pour atteindre la circulation périphérique.<p>Dans une seconde étude clinique, la caractérisation génotypique et phénotypique du tropisme de virus plasmatiques et cellulaires de deux patients en échec de traitement par du maraviroc ainsi que l’analyse phylogénétique rétrospective nous a permis de mettre en évidence l’importance de la recombinaison génétique dans la diversification des populations virales et son importance dans l’échec thérapeutique au maraviroc par l’émergence de virus X4. Par cette étude nous avons également pu souligner l’importance de l’administration iatrogène d’interleukine-2 sur la distribution et la modulation des populations X4 et R5 au niveau des compartiments cellulaires et plasmatiques et son importance dans l’échec thérapeutique au maraviroc.<p>En conclusions, nos résultats ont permis de mettre en évidence le pouvoir adaptatif du VIH-1 dans l’échappement au traitement aux inhibiteurs de l’entrée ainsi que le rôle majeur des sites sanctuaires et des virus archivés.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

CDK5 est une protéine kinase exprimée de façon ubiquitaire et activée principalement dans le système nerveux central, ou elle joue un rôle important dans la transmission synaptique, la guidance axonale et la migration cellulaire, la plasticité synaptique et le développement neuronal. CDK5 est associée à la protéine p35 au niveau de la membrane cellulaire, et activée par clivage calpaine-dépendant de cette dernière en p25, ce qui conduit à la relocalisation de CDK5/p25 dans le cytoplasme cellulaire. CDK5/p25 phosphoryle de nombreux substrats dont la protéine Tau, contribuant ainsi à l’apparition de plaques neurofibrillaires responsable des pathologies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson, lorsqu’elle est hyperactivée. Plus récemment, l’expression et l’hyperactivation de CDK5 a été décrite comme impliquée dans le développement de cancers et en particulier de tumeurs cérébrales. Toutefois aucune approche ne permet actuellement de détecter et de mesurer l’activité de CDK5/p25 directement dans des cellules vivantes, au sein des tissus et des tumeurs concernées, dû à un manque d’outils fiables et sensibles pour quantifier les changements dynamiques de son activité kinase. Par ailleurs, peu d’inhibiteurs sont actuellement disponibles pour inhiber CDK5/p25, de manière spécifique, la plupart ciblant la poche de fixation de l’ATP.Le premier objectif de ma thèse a consisté à développer un biosenseur d’activité fluorescent de nature peptidique appelé CDKACT5 qui rapporte l’activité kinase de CDK5/p25 recombinante et dans des extraits cellulaires de manière dynamique et réversible suivant stimulation ou inhibition de cette kinase. Une fois caractérisé et validé in vitro, le biosenseur a été appliqué à la détection d’altérations de CDK5/p25 dans différentes lignées cellulaires de glioblastome dans des essais fluorescents d’activité kinase. Enfin CDKACT5 a été introduit dans des cellules neuronales vivantes afin de suivre les changements dynamiques d’activité de CDK5/p25 par microscopie de fluorescence et vidéo microscopie.Le deuxième objectif de ma thèse a consisté à développer un biosenseur fluorescent conformationnel dans le but d’identifier des inhibiteurs non compétitifs de l’ATP ciblant la boucle d’activation de CDK5. Le biosenseur CDKCONF5 a été exploité pour réaliser un criblage haut débit de trois chimiothèques de petites molécules. Les touches identifiées ont été validées et caractérisées in vitro, pour déterminer leur potentiel inhibiteur dans des tests d’activité kinase et de prolifération cellulaire, ainsi que leur mécanisme d’action. Ces molécules constituent des candidats prometteurs pour une chimiothérapie sélective du glioblastome. / CDK5 is a protein kinase ubiquitously expressed but mainly activated in the central nervous system, where it plays an important role in neuronal functions such as synaptic transmission, axonal guidance and migration, synaptic plasticity and neuronal development. CDK5 is associated with p35 protein at the cell membrane, then activated by calpain-mediated cleavage of p35 into p25, which promotes relocalization of CDK5/p25 into the cytoplasm. CDK5/p25 phosphorylates a wide variety of substrates including Tau, thereby contributing to appearance of neurofibrillary plaques responsable for neurodegenerative pathologies such as comme Alzheimer’s et Parkinson’s, when hyperactivated. More recent studies suggest that CDK5 expression and hyperactivation are involved in glioblastoma during cell invasion and CDK5 expression has been reported to be correlated with the pathological grade of gliomas. However there are currently no tools available to monitor CDK5/p25 activity in its native cellular environment, in tissues or in tumours, due to an overall lack of reliable tools to quantify dynamic changes in its kinase activity in a sensitive and continuous fashion. Furthermore, few inhibitors are currently available to target CDK5/p25 in a specific fashion and most of them are ATP competitive inhibitors.The first goal of my thesis was to develop a fluorescent peptide biosensor named CDKACT5, that specifically reports on recombinant CDK5/p25 and on endogenous CDK5 activity in cell extracts in a dynamic and reversible fashion following stimulation or inhibition of this kinase. Once validated in vitro, this biosensor was applied to detect alterations in CDK5/p25 activity in different glioblastoma cell lines in fluorescent kinase activity assays. Finally CDKACT5 was introduced into cultured neuronal cells to monitor dynamic changes in CDK5/p25 activity by fluorescence imaging and time-lapse microscopy.The second goal of my thesis project consisted in developing a conformational fluorescent biosensor to identify non-ATP competitive inhibitors targeting the activation loop of CDK5. CDKCONF5 was implemented to perform a high throughput screen of three small molecule libraries. The hits identified were validated and characterized to determine their inhibitory potential in kinase activity and proliferation assays, as well as their mechanism of action. These compounds constitute promising for selective chemotherapy in glioblastoma.

La Sclérose Latérale Amyotrophique est une maladie neurodégénérative de l'adulte caractérisée par la perte des neurones moteurs. Considérée comme une maladie affectant uniquement les voies motrices, des études ont apporté des preuves de l'atteinte précoce et parallèle des voies sensitives mais également des interneurones, pouvant précéder et mener à l'hyperexcitation des neurones moteurs. Bien que l'activité des motoneurones soit étroitement associée à celle des afférences sensitives et des interneurones, l'effet de ces derniers sur l'excitation des motoneurones et leur participation à la propagation des atteintes n'ont jamais été étudiées dans la maladie. Le but de cette thèse était d'une part, de confirmer et de caractériser anatomiquement et fonctionnellement les atteintes sensitives au niveau spinal et cortical chez les patients au stade précoce de la maladie et, d'autre part, d'évaluer l'effet induit par de tels influx sur l'activité des motoneurones mais également à travers des interneurones de la moelle cervicale et lombaire. L'originalité du projet de recherche était de se focaliser sur des muscles proximaux cliniquement non-atteints dont les motoneurones " pré-symptomatiques " reçoivent des influx sensitifs provenant de muscles distaux cliniquement atteints. Nous avons montré que : 1) malgré leur réduction, les afférences sensitives induisent l'hyperexcitation des motoneurones ; 2) l'état et l'excitabilité de ces noyaux moteurs sont inchangés à travers les afférences corticospinales alors qu'ils sont hyperexcités par les afférences périphériques ; 3) l'activité du système propriospinal cervical et lombaire, ainsi que l'inhibition récurrente sont renforcées. / Amyotrophic Lateral Sclerosis is an adulthood neurodegenerative disease characterized by loss of motor neurons. Considered as a purely motor pathways disease, some investigations brought evidences for early and parallel sensory pathway impairments and for interneuron impairments that could precede and lead to motor neuron hyperexcitation. Although motoneuron activity is closely associated to sensory afferents and interneurons, their effects onto motoneuron excitation and their involvement in impairment spreading have not been studied yet. The aim of this thesis was on one hand, to confirm and characterize anatomically and functionally sensory impairment at spinal and cortical level in patients at the early stage of the disease and, on the other hand, to assess effects induced by these inputs onto motoneuron activity and through cervical and lumbar interneurons. Research project originality was to focus on proximal muscles clinically unaffected of which « presymptomatic » motoneurons receive sensory inputs from distal muscles clinically affected. We showed that: 1) despite their reduction, sensory inputs induce an hyperexcitation of motoneurons; 2) excitability and state of these motoneuron pools are normal through corticospinal afferents but are hyperexcited by peripheral afferents; 3) activity of cervical and lumbar propriospinal system and recurrent inhibition are reinforced.

Les résultats insuffisants de la radiochimiothérapie conventionnelle dans les cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) ont motivé l’évaluation d’une nouvelle stratégie de modulation pharmacologique de la radiosensibilité tumorale basée sur les modifications épigénétiques. Pour cela nous avons évalué la combinaison de la radiothérapie et d’un nouvel pan-inhibiteur des histones déacétylases (HDACi), l’abexinostat en préclinique in vitro et in vivo sur deux modèles de CBNPC puis en phase clinique précoce chez l’homme dans le cadre d’un essai de phase I. Nous avons d’abord montré que l’abexinostat augmente la radiosensibilité des cellules de CBNPC de manière dépendante de la séquence thérapeutique en normoxie et en hypoxie en augmentant l’apoptose caspase dépendante ainsi que les cassures doubles brins radio-induites et en réduisant la signalisation et la réparation de ces dommages de l’ADN. L’abexinostat potentialise également le retard de croissance tumorale induit par la radiothérapie in vivo dans des xénogreffes sous-cutanées de CBNPC avec un profil de toxicité acceptable. Nous avons également montré pour la première fois que la triple combinaison de radiothérapie, abexinostat et cisplatine potentialise le retard de croissance tumorale in vivo.Les premiers résultats in vitro et in vivo confortant le rationnel pour la combinaison abexinostat-radiothérapie nous avons réalisé étude de phase I exploratoire d’escalade de dose combinant l’abexinostat à la radiothérapie palliative hypofractionnée standard délivrant 30y en 10 fractions pour des tumeurs solides métastatiques. Parmi les 58 patients traités, d’âge médian 61 ans (20-82), on note 71% de stade M1 et 88% de patients ayant déjà reçu des traitements préalables par chimiothérapie et/ou radiothérapie et/ou chirurgie. La dose recommandée pour un essai de phase 2 que nous avons établie est de 90mg/m². Sur les 51 patients évaluables, on observe un taux de réponse globale de 7,8% (1 réponse complète (RC) et 3 réponses partielles (RP)) et un taux de réponse locorégionale de 11,8% (1 RC et 5 RP) avec un suivi médian de 16 semaines. Les patients présentant des lésions (cibles ou non) cérébrales ont présenté des taux de réponse encourageant avec notamment un patient en RC. Nous avons retrouvé peu d’effets secondaires de grade ≥3, les plus fréquents étant la thrombopénie (17,2%), la lymphopénie (12,1%) et l’hypokaliémie (6,9%). Au total, 6 patients (10%) ont interrompu leur traitement du fait des effets secondaires. Nous n’avons pas observé de prolongation de l’intervalle QTc de grade ≥3 et il n’y a pas eu d’interruption de traitement en rapport avec cet effet secondaire. Dans l’ensemble nos données in vitro et in vivo montrent une potentialisation de l’effet antitumoral par la combinaison d’abexinostat et radiothérapie. Chez les patients présentant des tumeurs solides avancées l’abexinostat oral en combinaison à la radiothérapie est bien toléré. Cette combinaison pourrait avoir un potentiel particulièrement intéressant dans le traitement des métastases cérébrales.De plus nos travaux précliniques suggèrent pour la première fois un effet prometteur d’une triple combinaison avec HDACi, cisplatine et radiothérapie qui justifie de plus amples investigations et pourrait guider de nouvelles stratégies thérapeutiques dans les CBNPC.Nos travaux s’inscrivent dans une stratégie de recherche translationnelle et montrent l’importance de la recherche préclinique pour les études d’association aux rayonnements ionisants. Seuls un développement préclinique rationnel et un développement clinique méthodique permettront l’émergence de combinaisons modulant la radiosensibilité tumorale de manière suffisamment efficace pour modifier nos standards de traitement et améliorer le pronostic de nos patients. / Insufficient results of conventional chemoradiotherapy in non-small cell lung carcinomas (NSCLC) have encouraged assessment of new pharmacological strategies for modulation of radiosensitization based on epigenetic changes. We have investigated the combination of radiotherapy and a novel pan-histone deacetylase inhibitor (HDACi), abexinostat in vitro and in vivo in two NSCLC models and in an early phase clinical trial. Our findings demonstrate that abexinostat enhances radiosensitivity of NSCLC cells in a time dependent way in vitro in normoxia and hypoxia increasing radio-induced caspase dependent apoptosis and persistent DNA double strand breaks associated with decreased DNA damage signaling and repair. Interestingly, abexinostat potentiates tumor growth delay in vivo in combined modality treatments associating not only abexinostat and irradiation but also in the triplet combination of abexinostat, irradiation and cisplatin.We conducted an exploratory phase 1, dose-escalation study of abexinostat in combination with standard hypofractionated radiotherapy (30Gy in 10 fractions) in patients with advanced solid tumors treated in a palliative setting. Among 58 treated patients, the median age was 61.5 years (range, 20-82); 47% of the patients had M1 stage disease, and 95% had received previous chemotherapy alone or chemotherapy in combination with surgery and/or radiotherapy. The recommended phase 2 dose was determined to be 90 mg/m2. Of the 51 patients evaluable for response, best overall response was 8% (1 complete response [CR], 3 partial responses [PRs]), and best loco-regional response was 12% (1 CR and 5 PRs) at a median follow-up of 16 weeks. Of note, patients with target or non-target brain lesions showed encouraging responses, with 1 patient achieving a best loco-regional response of CR. Treatment-emergent grade ≥3 adverse events (AEs) were few, with most common being thrombocytopenia (17%), lymphopenia (12%), and hypokalemia (7%). Six patients (10%) discontinued treatment due to AEs. No grade ≥3 prolongation of the QTc interval was observed, with no treatment discontinuations due to this AE.Altogether, our data demonstrate in vitro and in vivo a potentiation of anti-tumor effect by abexinostat in combination with irradiation in NSCLC. Oral abexinostat combined with radiotherapy was well tolerated in patients with advanced solid tumors. The combination may have potential for treatment of patients with brain lesions.Moreover, our work suggest for the first time to our knowledge promising triple combination opportunities with HDACi, irradiation and cisplatin which deserves further investigations and could be of major interest in the treatment of NSCLC.Our studies which are part of a translational research strategy highlight the importance of preclinical investigations in the area of radiotherapy and drug combination research. Only rationale preclinical development and methodologically well conducted clinical development will allow new standards of treatment to emerge and improve patient’s prognostic.