L’hémophilie A est une maladie hémorragique rare liée au chromosome X qui se traduit par un déficit en facteur VIII (FVIII) fonctionnel. Chez les patients atteints de la forme sévère de l’hémophilie A, l’apparition d’hémorragies incontrôlées augmente la morbidité et affecte leur qualité de vie. Le traitement de choix permettant de prévenir ou de traiter les saignements consiste en l’injection intraveineuse de FVIII thérapeutique. Cependant, chez 5 à 30% des patients, une réponse immunitaire dirigée contre le FVIII se développe. La réponse anti-FVIII est caractérisée par l’apparition d’anticorps qui inhibent l’activité pro-coagulante du FVIII. Ainsi l’apparition de ces anticorps, appelés « inhibiteurs » représente-t-elle la complication majeure du traitement des patients hémophiles A. Plusieurs facteurs de risque ont été suggérés ou proposés comme affectant le développement de la réponse anti-FVIII. Parmi eux, supporté par la théorie du « danger », la présence de médiateurs pro-inflammatoires générés par les épisodes de saignement est considérée comme adjuvant dans la réponse immunitaire anti-FVIII. Cependant, les saignements induisent de nombreux mécanismes pro mais aussi anti-inflammatoires. Ainsi, l’activation de l’endothélium vasculaire induit-elle le recrutement et l’activation des cellules effectrices appartenant aux compartiments innés et adaptatifs du système immunitaire. Au cours de ma thèse, je me suis concentré sur le rôle des saignements dans le développement de la réponse immunitaire dirigée contre le FVIII. Ainsi, ai-je découvert une association entre la présence d’un polymorphisme dans un gène induit par les saignements et la présence d’inhibiteurs du FVIII dans une cohorte de patients hémophiles A sévères. J’ai également étudié le développement de la réponse immunitaire dirigée contre le FVIII thérapeutique dans un modèle murin qui mime les saignements locaux observés chez les patients hémophiles A sévères. Finalement, j’ai caractérisé l’effet des formes réactives de l’oxygène (FRO), qui sont générées au niveau du site de saignement, sur la structure, la fonction et l’immunogénicité du FVIII. Les résultats obtenus au cours de ma thèse démontrent que les saignements ne sont pas associés à un risque plus élevé de développer des inhibiteurs dans le modèle murin largement utilisé d’hémophilie A sévère, contrairement à ce qui est communément admis. De plus, j’ai démontré une association entre un polymorphisme présent dans le promoteur du gène HMOX1 et la survenue d’inhibiteurs dans une cohorte de patients atteints d’hémophilie A sévère. En parallèle, je décris pour la première fois une altération du statut oxydatif chez les souris déficientes en FVIII et je démontre que le contrôle du statut oxydatif in vivo permet de moduler la réponse immunitaire anti-FVIII. Au contraire, l’exposition du FVIII aux FRO augmente son immunogénicité. De fait, mes résultats suggèrent que, bien que les molécules pro-inflammatoires libérées suite aux saignements puissent affecter positivement la réponse immunitaire dirigée contre le FVIII, de puissants médiateurs anti-inflammatoires sont générés in vivo et amenuisent l’effet potentiellement adjuvant des saignements. Également, ces résultats soulignent la balance complexe entre les médiateurs pro- et anti-inflammatoires qui sont générés consécutivement aux saignements ainsi que leurs effets sur la réponse immunitaire dirigée contre le FVIII thérapeutique. / Hemophilia A is a rare X-linked hemorrhagic disease consecutive to the lack of functional pro-coagulant factor VIII (FVIII). In patients with the severe form of hemophilia A, uncontrolled hemorrhages increase the morbidity and affect the quality of life. To prevent or treat bleeding episodes, therapeutic FVIII is administered intravenously. However, an anti-FVIII immune response develops in 5 to 30% of the patients. The anti-FVIII immune response is characterized by the development of anti-FVIII IgG antibodies that inhibit FVIII activity. These antibodies, referred to as “FVIII inhibitors” represent the major complication in the treatment of hemophilia A patients. Several risk factors have been suggested or proposed to predispose to the development of FVIII inhibitors. Amongst them, inspired by the “danger” theory, the presence of inflammatory mediators released upon bleeding episodes is thought to adjuvant the anti-FVIII immune response. Bleeding episodes trigger several pro and anti-inflammatory mechanisms. Thus, damage to the endothelium triggers the recruitment and activation of effector cells from the innate and adaptive compartments of the immune system. During my PhD, I investigated the role of bleedings in the development of the anti-FVIII immune response. Thus, I discovered an association between a polymorphism in the promoter region of a gene that is induced in response to bleedings, and the presence of FVIII inhibitors in a cohort of patients with severe hemophilia A. I followed the development of the immune response to therapeutic FVIII in a mouse model that mimics the localized bleedings found in patients with severe hemophilia A. Ultimately, I characterized the effects of reactive oxygen species (ROS) that are potentially released at the bleeding site in view of the structure, function and immunogenicity of the FVIII molecule. The results I obtained during my PhD demonstrate that bleedings are not associated with a higher risk for FVIII inhibitor development in the commonly used mouse model of severe FVIII deficiency. Additionally, I demonstrated an association between a polymorphism in the promoter of the HMOX1 gene and the presence of FVIII inhibitors. In parallel, I report for the first time an exacerbated oxidative status in FVIII-deficient mice as compared to control mice, and demonstrate that the control of the oxidative status in vivo reduces the anti-FVIII immune response. Conversely, the exposure of FVIII to ROS ex vivo increases the immunogenicity of the FVIII molecule. Taken together, my results suggest that, although the pro-inflammatory molecules released upon bleeding may positively affect the anti-FVIII immune response, several strong anti-inflammatory compounds are generated in vivo that dampen the potential adjuvant effect of bleedings. Ultimately, these results highlight the complex balance between the pro and anti-inflammatory mediators generated upon bleeding and their effect on the anti-FVIII immune response.

Parmi les nouvelles stratégies thérapeutiques, la thérapie génique contre le VIH connaît actuellement un regain d'intérêt. La description du premier cas de guérison avéré après greffe de cellules souches mutantes pour le corécepteur majeur du VIH (CCR5) a relancé l'intérêt de la communauté pour développer des stratégies de thérapies géniques ciblant CCR5. Durant ma thèse, j'ai développé une stratégie basée sur l'inhibition de l'entrée du virus dans les lymphocytes T CD4 humains. Nos gènes thérapeutiques comprennent un inhibiteur de fusion membranaire (peptide C46) et un inhibiteur d'expression de CCR5. L'expertise de l'équipe dans les modèles de souris humanisées m'a permis de valider l'intérêt pré-clinique de cette stratégie dans un modèle de transfert de lymphocytes T modifiés. J'ai pu montrer que les lymphocytes T modifiés possédaient un avantage sélectif massif in vivo comparé à des cellules non protégées, ainsi qu’une protection totale contre la délétion induite par le VIH. De plus, dans une autre étude, j'ai montré que la dynamique virale dans les modèles de souris humanisées par transfert de CSH est plus proche des patients. Cette étude nous montre qu'il n'est pas nécessaire d'invoquer la réponse immune, pour expliquer les profils de réplication virale observés dans la phase primaire de l'infection. Ce résultat suggère donc qu'une partie de la dynamique virale est dépendante du nombre de cellules à infecter et du nombre de virions disponibles. L'ensemble des résultats de ma thèse a permis (i) de faire progresser notre compréhension de la dynamique virale, et (ii) de valider la combinaison d'inhibiteurs d'entrée dans un vecteur lentiviral. / Among new therapeutic strategies to fight the infection, gene therapy targeting CCR5 will be an asset. Indeed, the first patient to be cured from the infection received hematopoietic progenitors deprived of CCR5. This finding has ignited a flurry of research on genetic means to decrease CCR5 from the cell surface.During my PhD, I developed a gene therapy strategy based on entry inhibition of HIV in CD4 T cells. Our therapeutic genes are a membrane fusion inhibitor (the C46 peptide) and a CCR5 expression inhibitor, based on a super-agonist ligand. The experience of the team in humanized mice models allowed the validation of the strategy in vivo in a model of gene-modified T cell transfer. I first showed that the combination of the transgenes was able to prevent HIV infection in vitro in a dose dependent manner. Most importantly, I then showed that this protection conferred modified T cells with a huge selective advantage in vivo. This advantage was associated with a complete protection of CD4 T cells from HIV-induced deletion. Moreover, in another study, I showed that the viral dynamics in mouse models humanized by transferring HSC is closer to patients. This study also teaches us that it is not necessary to invoke the immune response to HIV, to explain the profiles of viral replication observed early after infection. This result suggests that part of the viral dynamic is dependent on the target/virus ratio. Together, results collected during my PhD thesis provides new information on viral dynamic and establish the interest of combining two viral entry inhibitors for gene therapy of HIV infection.

Dans ce travail, nous avons étudié la contribution que les inhibiteurs de glicosidases ont dans la réponse de défense du blé à Fusarium graminearum. Nous avons démontré que les inhibiteurs de xylanases ont la capacité à la fois de contenir l'activité de dégradation de xylanases sécrétées par l'agent pathogène, et de limiter la possibilité de provoquer nécrose dans les tissus du blé. Nous avons démontré que l’expression de la PvPGIP2 dans la lemme, la paléa, les anthères et le rachis détermine une réduction des symptômes de la fusariose de l’épi, au même niveau de l’expression constitutive de cet inhibiteur. Inversement, l'expression de la PvPGIP2 dans l'endosperme ne détermine pas une réduction des symptômes de la maladie. Cela indique que, lorsque l'agent pathogène a atteint ce tissu, l'activité de polygalacturonases de l'agent pathogène n’est pas indispensable pour la propagation fongique. Enfin, la combinaison des différents inhibiteurs de glicosidases, qui renforcent différentes parties de la paroi cellulaire dans le même génotype, a été efficace pour réduire les symptômes de la fusariose, par rapport aux génotypes qui présentent seulment un type d’inhibiteur. Nous avons démontré cet aspect à travers les plantes qui expriment la PvPGIP2 et le TAXI-III. Au contraire, les génotypes qui expriment la PvPGIP2 et l’AcPMEI n’ont pas montré un effect additif sur la résistance, probablement parce que ils renforcent la même partie de la paroi cellulaire, c’est-à-dire la pectine. / In this work we studied the contribution of glycosidase inhibitors in the defense response of wheat against Fusarium graminearum. We demonstrated that xylanase inhibitors are able to limit both the degrading activity of the xylanases secreted by the pathogen and to limit their ability to induce necrosis in wheat cell suspensions and tissues.We demonstrated that the expression of PvPGIP2 in lemma, palea, anthers and rachis causes a reduction in Fusarium head blight symptoms, at the same level of the constitutive expression of this inhibitor. On the contrary, the expression of PvPGIP2 in the endosperm did not result in a reduction of disease symptoms, suggesting that once the pathogen has reached the endosperm, the activity of polygalacturonases secreted by the pathogen is not essential for the progression of symptoms.The pyramiding of glycosidase inhibitors in the same genotype is effective in reducing FHB symptoms although it depends on the specific combination. Pyramiding of PvPGIP2 and AcPMEI does not enhance further wheat resistance against FHB, possibly because they target the same virulent component secreted by the pathogen, that is PG. Conversely, the pyramiding PvPGIP2 and TAXI-III supports a further improvement of resistance compared to plants carrying only PvPGIP2 or TAXI-III.

La réversion tumorale est un événement naturel qui conduit les cellules cancéreuses à retrouver spontanément un phénotype tumoral significativement atténué. Ce processus de reprogrammation cellulaire survient très rarement (au rythme d’une cellule par million), et suggère que des composés (petites molécules chimiques) seraient susceptibles de stimuler la réversion tumorale dans le but de constituer une nouvelle classe de médicaments novateurs pour soigner des patients atteints du cancer. Pour ce faire, la protéine TCTP (« Translationally Controlled Tumor Protein ») a été identifiée comme étant une cible moléculaire majeure dans la réversion tumorale. Par conséquent, identifier des composés capables de stimuler cette réversion, par inhibition de la protéine TCTP, constitue une nouvelle stratégie prometteuse dans le traitement des cancers.Dans ce contexte, ce projet de thèse vise à concevoir et synthétiser de nouveaux inhibiteurs de la protéine TCTP, des analogues de la sertraline, un médicament actuellement sur le marché en tant qu’antidépresseur, mais ayant montré une efficacité significative dans le phénomène de réversion tumorale. Dans un second temps, ces analogues seront testés lors de contrôles variés (affinité, cytotoxicité, processus ADMET, etc.) afin de déterminer un "pré-lead" qui sera finalement évalué in vivo. De plus, ces travaux de recherches sont aussi axés sur les optimisations des méthodes initialement utilisées, ainsi que le développement de nouvelles voies de synthèse innovantes pour la formation des inhibiteurs de la protéine TCTP. / Tumor reversion is a natural process that was discovered for the first time in the early 1960s. It is a biological phenomenon by which highly tumorigenic cells lose at great extent or entirely their malignant phenotype. This is a rare molecular program (one cell for a million cancer cells) which suggests that organic compounds could stimulate this process and form a new class of medicinal products susceptible to treat cancer patients. For those purposes, the translationally controlled tumor protein (TCTP) has been identified as a major therapeutic target of tumor reversion. Consequently, identification of products that are capable of stimulating this phenomenon, by TCTP inhibition, will constitute a promising new strategy for the treatment of the disease.In this context, the goal of this thesis is to design and synthesis new TCTP inhibitors, analogues of sertraline. This latter is a widely used antidepressive drug but it also shows significant efficacy throughout the tumor reversion program. In the second part, those analogues will undergo diverse biological essays (affinity, cytotoxicity, ADMET process…) in the aim of identifying a potential lead compound which will be evaluate under in vivo conditions. Moreover, this research is also focus on the optimizations of the first synthetic route and the development of innovative methods to access to those new TCTP inhibitors.

Les protéines CDC25 (Cell Cycle Division 25) sont des régulateurs clés de la progression du cycle cellulaire et leur surexpression a été reportée dans de nombreux types de cancers. Leur inhibition apparait donc intéressante dans le cadre de traitements anticancéreux. L'objet de ces recherches a été de développer un test de criblage permettant de détecter les inhibiteurs réversibles et irréversibles des CDC25s, puis d'appliquer ce test à des extraits végétaux. La première partie implique la spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser assistée par matrice couplée à un détecteur à temps de vol (MALDI-TOFMS) afin de détecter les molécules se liant aux CDC25s avec une liaison faible (inhibiteurs réversibles). La deuxième partie de ce test beaucoup plus innovante consiste à mettre en évidence les ligands se liant avec une liaison plus forte (inhibiteurs irréversibles) aux CDC25s. Pour cela, une étape de digestion trypsique des protéines est réalisée, puis l'étude de l'empreinte peptidique massique est procédée sur le digest afin de déceler les inhibiteurs irréversibles. En parallèle, nous nous sommes intéressés à l'application de ce test à des extraits végétaux dans le but d'identifier de nouveaux inhibiteurs des CDC25s. L'activité inhibitrice de CDC25s de ces extraits est également évaluée in vitro grâce à des tests biologiques visant à compléter les premiers résultats obtenus lors du criblage par spectrométrie de masse. De ces travaux il résulte qu'une molécule encore non connue pour son activité sur CDC25s a montré un potentiel effet inhibiteur de ces protéines et cytotoxique sur lignées cellulaires humaines / The CDC25s phosphatases are key regulators of the physiological cell cycle progression. Their overexpression has been reported in a significant number of cancers and their inhibition appears to be an interesting strategy for treatments. We propose here a rapid screening test allowing the detection of reversible and irreversible CDC25 inhibitors. The test is based on the incubation of the candidate molecules with the human CDC25 proteins followed by an ultrafiltration step. The retentate is then directly analyzed by MALDI-TOFMS to detect reversible inhibitors or submitted to PMF analysis to reveal irreversible inhibitors. In parallel we applied this test to vegetable extracts in order to identify novel CDC25 inhibitors. The CDC25s inhibitory activity of these extracts is also evaluated in vitro thanks to biological tests. It results from this work that one molecule never known for its activity on the CDC25s shows a potential inhibitory effect and is cytotoxic on human cellular lineage

Les microARN (miARN) constituent une classe de petits ARN non-codants qui jouent un rôle clé dans la régulation de l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel. De nombreuses études ont démontré que la surexpression de certains miARN est liée au développement de plusieurs types de cancer. C’est pour cette raison les miARN représentent une nouvelle classe de cibles thérapeutiques à haute potentielle. Dans ce contexte, l’objectif de mon travail de thèse était la découverte de nouveaux inhibiteurs de la production de miARN oncogène. Dans ce but, j’ai suivi deux approches, différentes mais complémentaires : (i) le criblage d’une petite librairie de composés et (ii) la conception et la synthèse de nouveaux conjugués en tant que ligands de précurseurs de miARN (pré-miARN). En particulier, nous avons ciblé les miARN-372 et -373 qui sont oncogènes dans plusieurs cancers, tels que le cancer gastrique. Nous avons ainsi démontré que certains des composés criblés ou synthétisés sont capables de se lier efficacement à la structure secondaire en tige-boucle de pré-miARN avec une haute affinité, conduisant à l’inhibition de la production des miARNs correspondants. Par ailleurs, nous avons montré que certains composés possèdent une activité anti-proliférative spécifique pour les cellules de cancer gastrique et que cette activité est directement liée à une diminution de la production de miARN ciblés et au rétablissement de la traduction de ARN messenger / MicroRNAs (miRs) are a class of small non-coding RNAs that act as regulators of gene expression at the post-transcriptional level. Increasing evidence has indicated that the deregulation of miR expression is linked to various human cancers and therefore, miRs represent a new class of potential drug targets. In this context, my PhD project focused on the discovery of new inhibitors of oncogenic miRs production. Toward this aim, two different but complementary approaches were followed: (i) the screening of small libraries of compounds and (ii) the design and synthesis of new classes of conjugates as binders of miRNA precursors (pre-miRs). In particular, we focused our attention on miR-372 and miR-373, two oncogenic miRs overexpressed in various cancers, such as gastric cancer. We showed that some of the screened or of the newly synthesized compounds are able to efficiently bind to stem-loop structured precursors of the targeted miRs with high affinity, thus inhibiting the production of their corresponding mature miRs at the level of Dicer cleavage. Moreover, we found compounds bearing a specific anti-proliferative activity in gastric cancer cells overexpressing targeted miRs and this activity is directly linked to a decrease in the production of oncogenic miR-372 and -373 and to the restoration of normal mRNA translation.

Malgré 40 années de recherche sur le VIH, il n'existe toujours pas de traitement curatif ou de vaccin contre ce virus. Bien que les traitements antirétroviraux aient transformé la vie des personnes vivant avec le VIH en diminuant la mortalité et la morbidité, et en améliorant la qualité de vie, plusieurs problèmes y sont associés, comme des effets indésirables, une incapacité d'éradiquer les cellules réservoirs et une persistance de l'état inflammatoire. Donc, pour tenter d'atteindre l'objectif fixé par l'ONUSIDA de mettre fin à l'épidémie du SIDA d'ici 2030, il est primordial de développer de nouvelles molécules contre le VIH. Puisque ces nouveaux traitements ne peuvent pas être testés sur des humains pour des considérations éthiques, des modèles animaux doivent être utilisés. Les souris NSG sont des souris immunodéficientes qui peuvent accepter un greffon. L'injection de cellules souches hématopoïétiques humaines à ces souris permet le développement d'un système immunitaire humain. En effet, les souris NSG humanisées développent plusieurs types de cellules hématopoïétiques humaines comme des lymphocytes T, des lymphocytes B et des cellules myéloïdes dans le sang et dans plusieurs organes comme la rate, la moelle osseuse, les poumons et le thymus. Cependant, il y a plusieurs facteurs qui influencent le développement du greffon, comme la source des cellules hématopoïétiques injectées et le sexe des souris. Les souris NSG humanisées peuvent être infectées par le VIH par voie vaginale ou rectale, ce qui permet d'étudier l'efficacité de traitements contre ce virus. Le DCIR est une nouvelle cible proposée pour combattre l'infection par le VIH, puisque ce récepteur joue plusieurs rôles dans l'infection. Des inhibiteurs du DCIR diminuent l'infection par le VIH in vitro, mais pas in vivo chez des souris NSG humanisées infectées. Des études de relation structure-activité seraient nécessaire pour améliorer l'efficacité de ces inhibiteurs in vivo. / Despite 40 years of research on HIV, there are still no cures or vaccines that exist against this virus. Still, some major advancements were made, such as the introduction of antiretroviral therapies, which greatly reduced the mortality and the morbidity associated with the infection. Even though antiretroviral therapies changed the life of people living with HIV for the better, there are still issues with these treatments, such as side effects, inability to eradicate viral reservoirs, viral resistance, and persistence of the inflammatory state. Therefore, in order to reach UNAIDS' objective of ending the AIDS pandemic by 2030, new treatments against HIV must be developed. Since these new treatments cannot be tested on humans for ethical considerations, animal models such as humanized NSG mice must be used. NSG mice are immunodeficient mice that can accept a graft. Hence, the injection of human hematopoietic stem cells to these mice results in the development of a human immune system in these animals. Indeed, multiple human hematopoietic cell types, such as T cells, B cells and myeloid cells, are detected in the blood, the spleen, the bone marrow, the lungs and the thymus of humanized NSG mice. However, there are multiple factors that can influence the development of the human hematopoietic graft in NSG mice, such as the source of hematopoietic stem cell injected and the sex of the mice. Humanized NSG mice can be infected with HIV by vaginal and rectal routes, which allows for the study of treatments against this virus. The DCIR is a new proposed target against HIV infection since this receptor plays multiple roles during HIV infection. DCIR inhibitors limit HIV infection in vitro, but not in vivo in humanized NSG mice. Structure-activity relationship studies must be conducted in order to improve the efficacy of DCIR inhibitors in vivo.

La calcification de la valve aortique (CVA) est une maladie cardiovasculaire de plus en plus répandue, particulièrement en Amérique du Nord. Elle cause le rétrécissement de la valve aortique et le seul traitement actuellement disponible est le remplacement chirurgical. Des études menées par le Dr Patrick Mathieu (Institut de Cardiologie et de Pneumologie de Québec) ont montré qu’une surexpression d’une ectonucléotide pyrophosphatase/phosphodiestérase de type 1 (ENPP1) est à l’origine de cette sténose. Une solution à cette maladie serait donc de trouver un inhibiteur d’ENPP1. Inspirées des travaux du groupe de Pfizer visant ENPP1 pour le traitement de la chondrocalcinose articulaire et l’ostéoarthrite, quelques familles d’inhibiteurs de type quinazoline-4-pipéridine sulfamides (QPS) ont été synthétisés et testées in vitro. Une étude en modélisation moléculaire sur le site potentiel de liaison des inhibiteurs sur ENPP1 est en cours, en collaboration avec le Pr Patrick Lagüe (Université Laval, Département de biochimie, microbiologie et bio-informatique) et son équipe pour optimiser le design de la structure des composés. Les composés d’une des familles, les QPS-pyrimidine, ont été testés in vitro sur quelques lignées cellulaires cancéreuses (HT-1080, HT-29, M21 et MCF-7) pour mesurer leur activité antiproliférative. Ces composés ont une inhibition de croissance médiane (IC50) de l’ordre du micromolaire et représentent donc un point de départ intéressant pour la mise au point de nouveaux traitements anticancéreux. / The calcification of the aortic valve (CAV) is a cardiovascular disease increasingly widespread, particularly in North America. It causes narrowing of the aortic valve and currently available only treatment is surgical replacement. Studies by Dr. Patrick Mathieu (Institute of Cardiology and Pneumology of Quebec) showed that overexpression of an ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase type 1 (ENPP1) is the origin of the stenosis. A solution to this disease would be to find an inhibitor of ENPP1. Inspired by Pfizer’s group works on ENPP1 for the treatment of osteoarthritis and chondrocalcinosis, some members of the quinazoline-4-piperidine sulfonamides (QPS) inhibitor family were synthesized and tested in vitro. A study in molecular modelling on the potential binding site inhibitor on ENPP1 is underway in collaboration with Prof. Patrick Lagüe (Université Laval, Department of biochemistry, microbiology and bioinformatics) and his team to optimize the design of compounds structure. The compounds of one family, the QPS-pyrimidine, were tested in vitro on some cancer cell lines (HT-1080, HT-29, M21 and MCF-7) to measure their antiproliferative activity. These compounds have a median growth inhibition (GI50) in the micromolar range and thus represent an interesting starting point for the development of new cancer treatments.

Les 17β-hydroxystéroïdes déshydrogénases (17β-HSD) sont un groupe de 15 enzymes connues avant tout pour leur rôle dans le métabolisme des hormones sexuelles. La 17β-HSD1 est responsable de la toute dernière étape dans la fabrication des estrogènes actifs. Cela en fait une cible intéressante pour traiter l’endométriose et le cancer du sein qui sont stimulées par ces hormones. Le dérivé stéroïdien PBRM, conçu dans notre laboratoire, est l’une des rares molécules ayant démontré une inhibition forte et spécifique de la 17β-HSD1. Lors des présents travaux, l’effet de l’inhibiteur s’est avéré irréversible, sélectif et durable tout en présentant un profil intéressant chez la souris. Durant ce processus, plusieurs composés n’ayant pas les qualités requises ont été mis de côté. Parmi eux, l’un s’est avéré être un activateur de la 17β-HSD12, une enzyme essentielle dans l’élongation des acides gras. Il s’agit là du premier activateur rapporté pour la famille des 17β-HSD. / 17β-Hydroxysteroid dehydrogenases (17β-HSD) are a group of 15 enzymes known firstly for their involvement in sexual hornomes metabolism. 17β-HSD1 is responsible of the last step in the biosynthesis of potent estrogens. It is thus an interesting target to treat diseases stimulated by those hormones such as endometriosis and breast cancer. PBRM, a steroidal inhibitor developed in our laboratory, is one of the few molecules that shown a strong and specific inhibition of 17β-HSD1. The present works showed that the inhibitory effect is irreversible, selective and long-lasting while showing an interesting profil in mice. During that process, many other compounds were tested but didn’t have the required qualities. Among them, one seemed to stimulate the activity of 17β-HSD12, an essential enzyme for fatty acids elongation also involved in estrogen metabolism. It is the first reported activator for a member of 17β-HSD family.

Un intérêt croissant est porté à la préparation de glucides polyfluorés. Le remplacement de fonctions hydroxyles par des atomes de fluor sur des squelettes d'hexoses pourrait permettre de découvrir de nouvelles molécules aux propriétés uniques. Les glycomimétiques fluorés sont des outils précieux pour l’étude de divers processus biochimiques. Dans nos activités de recherches visant à l’élaboration de nouvelles voies d’accès aux glucides fluorés, nous avons décrit la synthèse d’une série de galactopyranosides mono- et polyfluorés. Le défi synthétique que cela représente, associé à la rareté de certains de ces composés, nous a incités à évaluer leur profil biologique sur une protéine galactophile modèle, la PA-IL, qui est un facteur de virulence de Pseudomonas aeruginosa. Ces travaux de recherche ont porté sur la synthèse d'inhibiteurs d’intérêt pharmaceutique de faibles poids moléculaires qui contournent les inconvénients généralement associés aux oligosaccharides naturels. Seul un nombre limité de glucides fluorés ont été utilisés dans des études biologiques en raison de la difficulté inhérente à leur préparation. Cela nous a poussés à développer diverses voies de synthèse stéréosélectives de dérivés de sucres polyfluorés. Une grande diversité moléculaire a été obtenue grâce à une méthode de synthèse utilisant une approche Chiron à partir de lévoglucosan peu coûteux, processus qui est détaillé dans la présente thèse. Est décrite ici la préparation de composés fluorés dérivés d'hexopyranoses, de glycocluster, disaccharidiques, de glycopeptides et de glycoconjugué d'acide lipoïque. Des analyses structurales et des études RMN ont permis de confirmer la configuration et la conformation des molécules fluorées synthétisées. Certaines propriétés physico-chimiques comme la lipophilie ont été mesurées et l’influence de la stéréochimie relative des atomes de fluor contigus a pu être évaluée. Ces résultats mettent clairement en évidence les défis liés à la préparation de molécules organiques complexes polyhalogénées et ouvrent la voie à de nouveaux outils pertinents pour la chimie médicinale. / There is a growing interest in the preparation of polyfluorinated carbohydrates. The replacement of hydroxyl groups by fluorine atoms on hexopyranoside scaffolds may allow access to the discovery of new chemical entities possessing unique properties. Fluorinated glycomimetics are invaluable tools to study various biochemical processes. As part of ongoing activities toward the preparation of fluorinated carbohydrates, the synthesis of a series of mono- and polyfluorinated galactopyranosides is described. The synthetic challenge they present combined with the scarcity of some of these compounds prompted us to evaluate their biological profile on a model galactophilic protein, PA-IL, a virulence factor from Pseudomonas aeruginosa. This research focused on the chemical synthesis of “druglike” low-molecular weight inhibitors that circumvent drawbacks typically associated with natural oligosaccharides. A limited number of fluorinated carbohydrates have been used in biological investigations because of the challenge they present. This encouraged us to develop diverse synthetic routes towards the stereoselective synthesis of polyfluorinated sugars derivatives. Hence, we report the synthesis of various heavily fluorinated compounds using a Chiron approach from inexpensive levoglucosan. A rich molecular diversity has been achieved, and herein is described the preparation of heavily fluorinated hexopyranoses derivatives, glycocluster, disaccharides, glycopeptides and lipoic acid glycoconjugate. Structural analysis and NMR studies confirm the configuration and conformation for fluorinated carbohydrate analogs, and some physicochemical properties, such as lipophilicities, have been measured and corroborated with the relative stereochemistry of multi-vicinal fluorine atoms. These results clearly highlight challenges related to the preparation of polyhalogenated complex organic molecules and pave the way to access novel medically relevant tools.