L’étude des mécanismes aboutissant à la tumorigénèse a permis de révéler, dans beaucoup de cancers, une amplification ou une mutation de divers oncogènes, avec pour conséquence des capacités de prolifération et de survie accrues pour la cellule tumorale. L’identification des protéines kinases comme étant des éléments centraux de ces processus en ont fait des cibles thérapeutiques prometteuses. Plusieurs inhibiteurs ciblant de façon plus ou moins spécifique les tyrosines kinases oncogéniques ont ainsi été développés. Parmi eux, l’imatinib mesylate (Gleevec®, Novartis) a constitué la première chimiothérapie ciblée. Il correspond aujourd’hui au traitement de première intention contre la LMC. Cependant, malgré sa très grande efficacité, il est apparu que certains mécanismes de résistances pouvaient être mis en place pour diminuer son effet pro-apoptotique. Le travail de cette thèse a consisté à mieux comprendre les mécanismes d’apoptose induits par les inhibiteurs de tyrosine kinases (ITK), et à rechercher quelles voies alternatives de survie devront être bloquées pour leur assurer une meilleure efficacité. Trois modèles ont été utilisés : la leucémie myéloïde chronique (LMC), les leucémies aiguës myéloïdes (LAM) et les glioblastomes (GBM). La LMC a été utilisé comme modèle et la démarche utilisé pour essayer d’augmenter l’efficacité des ITK, a été transposée aux modèles des LAM et des GBM. L’ensemble des résultats obtenus a démontré qu’une meilleure compréhension de la réponse apoptotique et des mécanismes de résistance permettait l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous avons pu observer que, tout en favorisant la diminution des doses de molécules administrées, l’inhibition simultanée de plusieurs cibles apportait plusieurs bénéfices. Elle permet d’augmenter l’action pro-apoptotique des ITK, de contrer certains mécanismes de résistances, d’atteindre la cellule souche cancéreuse résistance et par conséquent de cibler simultanément des populations a plusieurs de stades de différenciation. / Protein kinases have been identified as playing fundamental roles in cancer development, suggesting that they could represent a promising therapeutic target. Several kinase inhibitors have been developed and the most successful of them, by far, is Gleevec® (imatinib, STI57; Novartis), a BCR-ABL inhibitor. It is currently used as the treatment of reference for chronic myeloid leukemia. However, despite a huge efficiency, some resistance mechanisms could be used to decrease its pro-apopototic effect. The global aim of my PhD was to understand the apoptotic mechanisms induced by tyrosine kinase inhibitors (TKI) to identify new potential therapeutic targets. I work on three different tumors: Chronic Myeloid Leukemia (CML), Acute Myeloid Leukemia (AML) and Glioblastomas (GBM). CML has been used as a model and the approach followed to increase TKI efficiency has been transposed to AML and GBM models. Altogether, our results showed that a better understanding of apoptotic response and resistance mechanisms could lead to the identification of new therapeutic targets. We observed that combination therapy brings several benefits. It allows to increase the TKI-induced apoptotic response, to counter some resistance mechanism, to reach the resistant cancer stem cells, and thus, to target simultaneously several populations in the tumour.

L’objectif de ce travail de thèse a été d’évaluer les propriétés inhibitrices de corrosion d’un traitement multifonctionnel utilisé dans l’industrie pétrolière. Dans la première partie de la thèse, l’influence des conditions hydrodynamiques, du temps d’immersion et de la température sur les processus de corrosion de l’acier API 5L-X65 en milieu CO2 en l’absence d’inhibiteur a été étudiée par des mesures électrochimiques (courbes de polarisation, courbes de Levich et spectroscopie d’impédance électrochimique) avec une électrode à disque tournant. A partir de ces essais, la vitesse de corrosion a été calculée pour les différentes conditions expérimentales. L’analyse couplée des résultats électrochimiques et des analyses de surface suggèrent la formation d’une couche de produits de corrosion, principalement de carbonate de fer qui recouvre la surface du métal et conduit à la diminution de la vitesse de corrosion quand le temps d’immersion, la vitesse de rotation et la température augmentent. La deuxième partie de la thèse a été consacrée à l’évaluation d’un traitement multifonctionnel contre la corrosion. Ce traitement est composé principalement de produits extraits de l’Aloe Vera (gel de l’Aloe Vera et « acibar »). Ces produits ont été choisis car ils empêchent la formation simultanée d’hydrates et de carbonate de calcium. Ces composés « verts », ainsi que la dodécylamine, qui est un inhibiteur de corrosion commercial, ont été testés à l’aide des mesures électrochimiques et par perte de masse afin de comparer leur efficacité et d’évaluer un possible effet de synergie lorsqu’ils sont utilisés en mélange. Les produits testés séparément ont un pouvoir protecteur comparable et il n’a pas été mis en évidence d’effet de synergie. En revanche, il a été montré que les composés sont compatibles entre eux. Ceci constitue un point très important pour l’utilisation de ces traitements qui permettent d’augmenter la fiabilité et la rentabilité pour la production du pétrole et du gaz. / The objective of this work was to evaluate the corrosion inhibitive properties of a multifunctional treatment used in the petroleum industry. In the first part of the thesis, the influence of hydrodynamic conditions, immersion time and temperature on the corrosion process of API 5L-X65 steel in CO2 medium in absence of inhibitor was studied by electrochemical measurements (polarization curves, Levich curves and electrochemical impedance spectroscopy) with a rotating disk electrode. From these tests, the corrosion rate was calculated for different experimental conditions. The analysis of the electrochemical results and surface analyses suggest the formation of a layer of corrosion products, mainly iron carbonate which covers the metal surface and leads to the decrease of the corrosion rate when the immersion time, the rotation speed and temperature increase. The second part of this work was devoted to the evaluation of a multifunctional treatment against corrosion. The treatment is mainly composed Aloe Vera extracts (Aloe Vera gel and "acibar”). These products were chosen because they prevent the simultaneous formation of hydrates and calcium carbonate. These "green" compounds and dodecylamine, which is a commercial corrosion inhibitor, were tested using electrochemical measurements and by mass loss in order to compare their efficiency and to evaluate a possible synergistic effect when they are used as a mixture. The products tested separately have a similar efficiency and did not reveal any synergistic effect. However, it was shown that the compounds are compatible. This is an important point for the use of these treatments which can increase the reliability and profitability for the production of oil and gas.

Le carcinome hépatocellulaire est l'un des cancers les plus fréquents et des plus sévères à travers le monde. Le diagnostic est souvent tardif et les traitements curatifs ne peuvent être proposés qu'à un nombre limité de patients. Les technologies modernes ont permis le développement de nouvelles méthodes de radiothérapie qui montrent aujourd'hui de bons résultats. Par ailleurs, bien que des déficiences dans les voies de réparation de l'ADN soient associées à une instabilité génomique et une susceptibilité au cancer, une inhibition de ces voies sensibilise les cellules cancéreuses à la chimiothérapie et à la radiothérapie. Dans ce contexte, les inhibiteurs de poly(ADP-ribose) polymérases (PARP) ont déjà montré des résultats prometteurs dans des études pré-cliniques et sont en cours d'évaluation clinique pour de nombreux cancers. Ce travail de thèse a consisté en l'évaluation du potentiel des inhibiteurs de PARP en combinaison avec la radiothérapie comme nouvelle option thérapeutique pour le carcinome hépatocellulaire. La première étape de ce travail a été de caractériser les profils d'expression et d'activité de plusieurs membres de la famille PARP dans des cellules cancéreuses du foie et des hépatocytes primaires humains ainsi que dans des tissus hépatiques. En second lieu, nous avons étudié le potentiel de l'inhibiteur de PARP ABT-888 seul et en combinaison à des radiations ionisantes in vitro. Le traitement par l'inhibiteur de PARP ABT-888 en agent seul a montré une sensibilité variable des différentes lignées cellulaires étudiées à cette drogue. Afin de comprendre la sensibilité variable des cellules cancéreuses hépatiques à l'ABT-888, nous avons analysé leur capacité de réparation des dommages à l'ADN et avons observé des capacités différentes entre les lignées cellulaires. Finalement, nous avons pu montrer que l'ABT-888 sensibilise les cellules cancéreuses hépatiques aux radiations ionisantes. Ce travail de recherche a permis de montrer que les inhibiteurs de PARP ont un fort potentiel pour améliorer les méthodes de radiothérapie utilisées dans la prise en charge du carcinome hépatocellulaire / Hepatocellular carcinoma is the third cause of cancer related death. Due its often late diagnosis and advanced stage, a limited number of patients can benefit from curative treatments. There is thus a constant need for new treatment strategies for patients with hepatocellular carcinoma. Targeting DNA repair pathways to sensitize tumor cells to chemoor radiotherapeutic treatments is now a common strategy under investigation for cancer treatment with inhibitors of poly(ADP-ribose) polymerases (PARP) showing great potential. The aim of this work was to evaluate the potential of PARP inhibitors alone and in combination with radiation therapy as a new strategy for the treatment of hepatocellular carcinoma. We first analyzed the expression and activity of different PARP genes in a panel of liver cancer cell lines and primary human hepatocytes as well as their DNA repair capacity and assess the impact of PARP inhibitors alone and in combination with ionizing radiation in these models on cell survival. A large range in expression of PARP family members, PARP activity and sensitivity to ABT-888 in the panel of liver cells was observed as well as differential excision/synthesis repair capacity. Finally, we showed that ABT-888 sensitizes liver cancer cells to the cell killing effects of ionizing radiation. PARP inhibitors show great potential for improving radiation therapy strategies used in the management of hepatocellular carcinoma

Le traitement du VHC connaît une évolution rapide avec le développement d'antiviraux à action directe plus efficaces et mieux tolérés qui vont modifier les stratégies thérapeutiques, les facteurs prédictifs de réponse et les modalités de suivi des patients. Notre travail s'intéresse aux paramètres de suivi du traitement que sont les dosages pharmacologiques de ribavirine et le suivi des cinétiques virales lors d'une trithérapie. L'étude d'une cohorte prospective incluant 186 patients sous trithérapie par IP montre que 60% d'entre-eux présentent une SVR12 et que les facteurs prédictifs sont le génotype de l'IL28B et la réponse au précédent traitement. Une diminution de la filtration glomérulaire réversible est également observée. La mesure du taux résiduel de ribavirine permet de réduire les risques hématologiques chez des patients insuffisants rénaux, la réalisation de l'ASC témoigne d'une moins bonne exposition à la ribavirine chez des patients co-infectés par le VIH/VHC et la biodisponibilité de la ribavirine et la sévérité des anémies augmentent chez des patients traités par télaprévir. Au sein de la cohorte CUPIC, la négativation ou la diminution >50-70% de la charge virale initiale à S2 de trithérapie sont fortement prédictives de la SVR12. Cette mesure à S2 permet aussi de dépister les échappements viraux précoces. La place de la ribavirine est importante dans les associations thérapeutiques actuelles et futures. Sa surveillance pharmacologique peut avoir un intérêt au cours de futures multi-thérapies exposant à d'éventuelles interactions médicamenteuses / The rapid development of new direct antiviral agents (DAA) against HCV gives hope of more potent and well tolerated treatments. These new compounds will deeply modify therapeutic schedules, virological response prognostic factors and patients’ monitoring. The aim of our work was to define the relevance of ribavirin plasma concentration and viral kinetics monitoring during triple therapy. The study of a prospective cohort including 186 patients under triple therapy showed an SVR12 rate of 60%. Associated predictive factors were IL-28B genotype and previous treatment response. A reversible decrease of glomerular filtration rate was also observed. Ribavirin plasma concentration monitoring reduced hematological risks among patients with renal insufficiency. Early ribavirin plasma exposure showed an underexposure among HIV/HCV patients and ribavirin biodisponibility with severe anemia increased among telaprevir-treated patients. Within the CUPIC cohort, the initial viral load undetectability or decrease up to 50% or 70% at week 2 of triple therapy were predictive of SVR12. Moreover, this week 2 viral load assessment allowed the detection of early viral breakthrough. Ribavirin still plays a major role in current and future therapeutic strategies. Ribavirin monitoring could also be important during future multi-drug therapy that could be associated with drug interactions

Le cetuximab est une thérapie ciblée dirigée contre le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) utilisée dans le cancer colorectal (CCR) en combinaison avec des chimiothérapies (5-FU, irinotécan et oxaliplatine). Sa fixation inhibe les voies de signalisation en aval du récepteur conduisant à une diminution de la prolifération et de la survie des cellules ciblées. Cependant, chez les patients atteint de CCR présentant une protéine KRAS mutée, le cetuximab est inefficace, de plus, la moitié des patients présentant une protéine KRAS wild-type ne répond pas non plus au cetuximab. Afin de découvrir des nouveaux biomarqueurs de sélection des patients qui pourraient bénéficier de ce traitement ou d'améliorer la réponse des patients, une meilleure connaissance des mécanismes d'action du cetuximab est nécessaire. Par exemple récemment, des études ont montré que la protéine p53 participait à la réponse au cetuximab. Il serait intéressant de savoir si le statut de cette protéine peut constituer un bon marqueur de réponse. Précédemment, nous avons montré que l'activation de la « mitogen activated protein kinase » p38 (MAPK p38) induit une résistance à l'irinotécan in vitro et in vivo et est un marqueur de non réponse à cette drogue. De plus, d'autres équipes ont montré que la MAPK p38 bloque également la réponse au 5-FU et participe à la cytotoxicité de l'oxaliplatine. Il semble alors que la MAPK p38 soit impliquée dans les mécanismes d'action des anti-tumoraux. Il est donc intéressant de savoir si la MAPK p38 participe également à la cytotoxicité des thérapies ciblées comme le cetuximab. Pour répondre à ces questions nous avons choisi de comparer deux lignées cellulaires de CCR KRAS wild-type mais au statut TP53 différent et qui répondent différemment au cetuximab: la lignée Caco2 (30% d'inhibition de la survie, TP53 muté) et la lignée DiFi (80% d'inhibition de la survie, TP53 sauvage). Nous avons effectué des tests de cytotoxicité combinant le cetuximab et l'inhibition transcriptionnelle ou pharmacologique de p38 ou l'inhibition transcriptionnelle de p53. Nous avons également testé l'apoptose et la prolifération induite par le cetuximab en l'absence de la MAPK p38 ou de p53. Enfin nous avons testé l'expression des gènes BIM, p27 et PUMA impliqués dans l'apoptose et la prolifération. Dans cette étude, nous avons démontré que la MAPK p38 et p53 participent à l'effet cytotoxique du cetuximab dans les cellules DiFi. En revanche, dans les cellules Caco2, la MAPK p38 bloque partiellement l'effet du cetuximab. Nous avons également montré l'implication de p38 et p53 dans l'apoptose induite par le cetuximab et l'implication de p38 dans l'inhibition de la prolifération. La protéine p38 est impliquée dans la régulation de ERK et dans la localisation nucléaire de FOXO3a responsable de l'expression des gènes BIM et p27. Enfin, nous avons montré que p38 a également un rôle dans le mécanisme d'action d'inhibiteurs de tyrosine kinase ciblant l'EGFR (lapatinib et erlotinib). Pour conclure, nous avons déterminé que p38 et p53 sont impliquées dans le mécanisme d'action du cetuximab. Nous avons décris l'implication de la voie p38-FOXO3a dans le mécanisme d'action du cetuximab. Enfin, p38 et p53 semblent être de bons biomarqueurs de réponse au cetuximab. / Cetuximab is used in colorectal cancer (CRC), as targeted therapy against the Epithelial Growth Factor receptor (EGFR), in association with chemotherapy (5-FU, oxaliplatin and irinotecan). Its binding inhibits signaling pathways downstream to the receptor leading to a decrease in proliferation and surviving. In KRAS mutated CRC patients, Cetuximab is ineffective, and half of KRAS Wild Type (WT) patients does not respond to Cetuximab either. Thus, a better knowledge of Cetuximab mechanism of action will help to improve response rate and to find new biomarkers of response. Recently, studies have shown that p53 protein is involved in the response to cetuximab. It would be interesting to know if the status of this protein could be a biomarker of response. Previously, we have shown that activation of the mitogen activated protein kinase p38 (p38MAPK) induces irinotecan resistance in vitro and in vivo and is a predictive factor of response to irinotecan. Moreover, others teams found that p38 MAPK also partially block 5-FU response and participate to oxaliplatin cytotoxicity. It seems that p38 is involved in mechanism of action of anti-tumor agent. The aim of our project is to determine, in KRAS WT colorectal cells, if p38 MAPK is involved as well in the cetuximab effect. In this aim, experiments were done on two KRAS WT CRC cell lines but with different p53 status which respond differently to Cetuximab: Caco2 cells (30% of survival inhibition, TP53 mutated) and DiFi cells (80% of survival inhibition, TP53 wild-type). Cytotoxic experiments combining cetuximab treatment and inhibition of p38MAPK or p53 by transcriptional inhibition or using a pharmacological inhibitor of p38 (SB202190) were performed. We assessed apoptosis and inhibition of proliferation by FACS analysis of cell cycle and DNA synthesis. In addition, BIM, PUMA and p27 expression were analyzed by QPCR and Western Blot. Our results showed that inhibition of p38MAPK enhances Cetuximab cytotoxic effect in Caco2 cells but impairs it in DiFi cells as inhibition of p53. We also observed that inhibition of p38 MAPK and p53 decreases cetuximab induced apoptosis and inhibition of p38 decrease anti-proliferative effect in DiFi cells. The prevention of cell death by SB202190 in cetuximab treated DiFi cells could be explained by ERK pathway activation and the decrease of FOXO3a nuclear localization leading to p27 and BIM expression decrease, respectively involved in cellular proliferation and mitochondrial apoptosis. Our results have shown the same inhibiting effect of SB202190 on the cytotoxic effect of two tyrosine-kinase inhibitors targeting EGFR (lapatinib and erlotinib) in DiFi cells indicating that p38MAPK implication is linked to inhibition of EGFR kinase activity not to Cetuximab only. We have shown that p38MAPK is involved in response to the inhibition of EGFR activity via nuclear localization of FOXO3a. p53 protein has also a role in cetuximab response. Both seem to be predictive factors of response to cetuximab therapy.

La transplantation d'organe est le meilleur traitement en cas de défaillance terminale d'un organe vital. Cependant, la survie sur le long terme est limitée par la perte inexorable de la fonction des greffons. Cette dernière est attribuée à l'inflammation microvasculaire (1MV) causée par la réponse anticorps contre les alloantigènes (rejet humoral chronique (RHC)). En analysant une cohorte de 129 transplantés rénaux présentant de l'1MV sur une biopsie de greffon, nous avons trouvé que, dans la moitié des cas, les lésions n'étaient pas médiées par les anticorps. Chez ces patients, des études génétiques ont révélé une prévalence plus élevée de « mismatches » entre les molécules HLA de classe 1 (HLA-1) du donneur et les « Killer-cell immunoglobulin-receptors » (K1R) inhibiteurs des NK du receveur. Nous avons émis l'hypothèse que la nature allogénique de l'endothélium du greffon pouvait créer un « pseudo-missing-self ». De ce fait, les NK du receveur, exposés à des stimuli inflammatoires, ne reçoivent plus les signaux inhibiteurs transmis par le HLA-1 de la part des cellules endothéliales du donneur. Dans un modèle de co-culture de cellules endothéliales et de NK humains, nous avons démontré que l'absence d'un ligand HLA-1 du soi sur la cellule endothéliale peut activer les NK. Cette activation dépend de la voie mTOR dans les NK, qui peut être bloquée par la rapamycine, un inhibiteur de mTORC1 disponible en clinique. Enfin, nous avons confirmé l'existence de rejets NK induit par le « missing-self » et leur sensibilité à la rapamycine dans un modèle murin de transplantation cardiaque. Notre travail identifie un nouveau type de rejet chronique, exclusivement médié par l'immunité innée, les NK, ayant le même impact délétère sur la survie des greffons que le RHC. Cependant, alors qu'il n'y a pas de traitement disponible pour le RHC, les inhibiteurs de mTOR préviennent efficacement le développement de lésions dans un modèle murin de rejet vasculaire chronique induit par le « missing self » / Organ transplantation is the best treatment for terminal organ failure. However, long-term outcome of organ transplantation remains limited by inexorable loss of graft function, which the prevalent dogma links to the microvascular inflammation (MVI) triggered by the recipient's antibody response against alloantigens (antibody-mediated chronic rejection, AMR). Analysing a cohort of 129 renal transplant patients with MVI on graft biopsy, we found that, in half of the cases, histological lesions were not mediated by antibodies. In these patients, genetic studies revealed a higher prevalence of mismatches between donor HLA-I and inhibitory Killer-cell immunoglobulin-receptors (KIR) of recipient's NK cells. We hypothesized that the allogeneic nature of graft endothelium could create a "pseudo-missing self" situation, thereby the recipient's NK cells exposed to inflammatory stimuli would not receive HLA I-mediated inhibitory signals from donor endothelial cells. In co-culture experiments with human NK cells and endothelial cells, we demonstrated that the lack of self HLA-I on endothelial cells can activate NK. This activation triggers mTOR pathway in NK, which can be blocked by rapamycin, a commercially available inhibitor of mTORC1. Finally, we confirmed the existence of missing self-induced rejection and its sensitivity to mTOR inhibition in a murine heart transplantation model. Our work identifies a new type of chronic rejection, exclusively mediated by innate NK cells, with the same detrimental impact on graft survival as AMR. However, while no therapy is available for AMR, mTOR inhibitors efficiently prevent the development of lesions in murine models of NK cell-mediated chronic vascular rejection

Le traitement par BRAF-inhibiteur (BRAFi) et MEK-inhibiteur (MEKi) en association a permis d’améliorer significativement la survie des patients atteints de mélanome métastatique muté BRAFV600. Cette mutation est présente chez 50 % des patients. Les BRAFi et MEKi sont des inhibiteurs de protéines kinase, dont le métabolisme fait intervenir le CYP 3A4, à l’origine de grandes variabilités des concentrations plasmatiques inter-patients pour une même dose administrée. La moitié des patients répondent au traitement, et 90% des patients présentent des effets indésirables, nécessitant une diminution de la posologie dans 33% des cas. Dans ce contexte, nous avons décrit les effets indésirables de chacun des BRAFi et MEKi et, pour ceux qui sont dose-dépendants, nous avons cherché à établir un lien entre concentration plasmatique et survenue d’effet indésirable. Grace à la mise au point d’une méthode analytique en chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse, nous avons mesuré prospectivement les concentrations plasmatiques des BRAFi et MEKi chez les patients bordelais. Ces données permis de définir un seuil de toxicité de 48 ng/ml pour le dabrafenib. La définition de ce seuil constitue une étape essentielle à la conduite d’une étude randomisée visant à évaluer l’intérêt du suivi thérapeutique pharmacologique. / The combination of BRAF-inhibitors (BRAFi) and MEK-inhibitors (MEKi) has significantly improved the survival of patients with metastatic melanoma with BRAFV600 mutation. About 50% of patients harbour BRAFV600 mutation. BRAFi and MEKi are kinase inhibitors, metabolized by CYP 3A4, responsible for large between-patients variability in plasma concentrations for the same administered dose. About half of patients respond to treatment, and 90% of patients present adverse drug reactions (ADR), requiring dose reduction in 33% of cases. In this context, we described ADR profiles of each of the BRAFi and MEKi in the global pharmacovigilance database, and for ADR that are dose-dependent; we looked for the link between plasma exposure to the drug and the occurrence of ADR. Using the assay method developed, we prospectively measured the plasma concentrations of BRAFi and MEKi in Bordeaux patients, which allowed us to define a toxicity threshold of 48 ng / ml for dabrafenib. This work allowed to deepen the knowledge on the profiles and the occurrence of the ADR for each BRAFi and MEKi. The definition of a toxicity threshold for dabrafenib is a prerequisite for a randomized study to evaluate the value of therapeutic drug monitoring.

Le terme folate (vitamine B9) désigne une famille de molécules ayant une structure de base composée de 3 parties : un noyau pterine, un acide para-aminobenzoïque (pABA) et une chaine de glutamates. Le rôle de ces cofacteurs est de transporter des groupements monocarbonés. Ils interviennent dans de nombreuses réactions comme la synthèse des bases nucléiques, la synthèse de méthionine et la synthèse et le turnover de la S-adenosylmethionine,. Le folate est synthétisé chez les plantes et un grand nombre de micro-organismes dont les parasites du phylum des apicomplexes, tels que Plasmodium falciparum, et Toxoplasma gondii. Les enzymes impliquées dans cette voie de biosynthèse étant absentes chez l'homme, elles représentent des cibles herbicides, antibiotiques et antiparasitaires potentielles. Les inhibiteurs de la voie de biosynthèse du folate (tels que les sulfamides, analogues du pABA et inhibiteurs de la dihydroptéroate synthase, ou les inhibiteurs de la dihydrofolate réductase), sont souvent utilisés comme antibiotiques et antiparasitaires. Un problème majeur dans le traitement de ces maladies infectieuses est la résistance développée contre ces molécules, ce qui nécessite la recherche permanente de nouveaux médicaments. Le pABA est synthétisé en plusieurs étapes qui sont autant de cibles intéressantes pour développer de nouveaux inhibiteurs. Tout d'abord l'aminodeoxychorismate (ADC) synthase transforme le chorismate en ADC, puis dans une seconde étape, l'ADC est transformé en pABA par une ADC lyase. Chez les plantes supérieures et les parasites apicomplexes l'ADC synthase est une enzyme bifonctionnelle composée de deux grands domaines, un domaine glutamine amidotranferase (GAT) qui permet de produire le NH3 nécessaire à l'amination du chorismate, et un domaine ADC synthase (ADCS). Nous avons pu déterminer les paramètres cinétiques de la GAT-ADCS d'Arabidopsis. Nous avons constaté que ces deux domaines fonctionnent indépendamment, c'est-à-dire soit en présence de glutamine seule pour le domaine GAT (pas de chorismate), soit en présence de chorismate et de NH3 pour le domaine ADCS (pas de glutamine). Toutefois, le fonctionnement en tandem des deux domaines (tous les substrats sont présents) améliore les propriétés cinétiques (kcat) de chacun d'eux. Nos résultats montrent aussi que le NH3 produit par le domaine GAT et nécessaire à la synthèse de l'ADC n'est pas relargué dans le milieu extérieur mais canalisé (channeling) vers le domaine ADCS. Finalement, nous avons observé que l'ADC, produit final de la réaction, retro-inhibe le domaine ADCS en absence d'ADC lyase. Pris dans son ensemble, nos résultats indiquent que l'amination du chorismate est l'étape la plus limitante de la synthèse du pABA,.. Des expériences de criblage à haut débit nous ont permis d'identifier une molécule, la rubreserine, qui inhibe in vitro le domaine GAT de l'ADC synthase d'Arabidopsis avec un Ki autour de 8 µM. Nous avons observé que cette molécule inhibe la croissance de plantules d'Arabidopsis thaliana et la prolifération des parasites Toxoplasma gondii et Plasmodium falciparum avec des IC50 respectif de 65 µM, 20 µM et 1.2 µM. Chez Arabidopsis, la concentration en folate des cellules traitées est abaissée d'environ 40% par rapport au contrôle, une diminution qui n'a plus lieu en présence de pABA. L'ajout de pABA et de 5-formyltetrahydrofolate dans les milieux de culture d'Arabidopsis ou de Toxoplasma supprime en grande partie l'inhibition de croissance liée à la rubreserine, ce qui montre bien la connexion entre rubreserine et voie de biosynthèse du folate. Avec Toxoplama gondii, la rubreserine apparait plus efficace que les sulfamides pour bloquer l'invasion et la prolifération de ces parasites dans les fibroblastes humains. Ces résultats valident la GAT-ADCS comme cible anti-folate et montrent que la rubreserine a des propriétés anti-parasitaires intéressantes. / The term folate (vitamin B9) is a family of molecules with a basic structure composed of 3 parts: a core pterin, a para amino benzoic acid (PABA) moiety and a chain of glutamate. The role of these cofactors is to carry one-carbon groups. They are involved in many reactions such as the synthesis of nucleic acids, the synthesis of methionine and the synthesis and turnover of S-adenosylmethionine. Folate is synthesized in plants and many micro-organisms including parasites of the Apicomplexa phylum such as Plasmodium falciparum and Toxoplasma gondii. Several enzymes involved in the pathway are absent in humans, and so they are potential targets for herbicide, antibiotic and antiparasitic drugs. Inhibitors of folate biosynthesis (such as dihydropteroate synthase inhibitors, or inhibitors of dihydrofolate reductase), are often used as antibiotics and pesticides. A major problem in treating these infectious diseases is the resistance developed against these molecules, which requires a constant search for new drugs. pABA is synthesized in several steps which are all attractive targets for developing new inhibitors. First the aminodeoxychorismate (ADC) synthase converts chorismate into ADC, and then, in a second step, the ADC is converted to pABA by an ADC lyase. In higher plants and apicomplexan parasites the ADC synthase is a bifunctional enzyme composed of two main domains: a glutamine amidotranferase (GAT) domain that produces NH3, and an ADC synthase domain (ADCS) that catalyzes the amination of chorismate. We determined the kinetic parameters of the Arabidopsis GAT-ADCS. We found that these two domains function independently, that is to say either in the presence of glutamine alone for the GAT domain (no chorismate) or in the presence of chorismate and NH3 for the ADCS domain (no glutamine). However, the tandem operation of the two domains (all substrates are present) improves the kinetic properties (kcat) of each one. Our results also show that the NH3 produced by the GAT domain and required for the synthesis of ADC is not released into the surroundings but rather channeled to the active site of ADCS. Finally, we observed that ADC, the final product of the reaction, retro-inhibits the ADCS domain in the absence of ADC lyase. Taken together, our results indicate that the amination reaction of chorismate is the most limiting step of the synthesis of pABA. Using high-throughput screening approaches we have identified a molecule, rubreserine, which inhibits in vitro the GAT domain of Arabidopsis GAT-ADCS with a Ki value around 8 µM. We observed that this molecule inhibits the growth of Arabidopsis thaliana seedlings and the proliferation of Toxoplasma gondii and Plasmodium falciparum parasites with respective IC50 of 65 µM, 20 µM and 1 µM. In Arabidopsis, the concentration of folate in rubreserine-treated cells is lowered by about 40% compared to controls, a decrease that is suppressed in the presence of pABA. The addition of pABA and 5-Formyltetrahydrofolate in the culture media of Arabidopsis and Toxoplasma partly reverses the growth inhibition due to rubreserine, which shows the connection between the drug and folate biosynthesis. Rubreserine appears more effective than sulfa-drugs to block the invasion and proliferation of Toxoplasma gondii in human fibroblasts. These results validate the GAT-ADCS as an anti-folate target and show that rubreserine has interesting anti-parasitic properties.

Les aurones, qui constituent une sous-classe des flavonoïdes, présentent un profil pharmacologique et un spectre d'activités biologiques prometteurs. Au cours de ce travail, nous avons mis à profit ce potentiel pour la modulation de deux cibles thérapeutiques majeures. En premier lieu, depuis la mise sur le marché d'inhibiteurs de la protéase NS3/4A, l'inhibition de la polymérase NS5B du virus de l'hépatite C représente un enjeu primordial dans la lutte contre cette maladie. L'utilisation des aurones contre cette polymérase trouve ici ses premiers développements. L'évaluation de quatre générations de composés a mené à l'identification de plusieurs dérivés actifs, dont certains produits naturels, présentant un IC50 inférieur à 5 μM. L'étude des interactions ligand – récepteur a en outre permis de déterminer que les aurones se fixent probablement sur le site « Thumb I ». En second lieu, si la modulation de la tyrosinase dans un cadre thérapeutique reste actuellement hypothétique, de nombreuses études voient en cette enzyme une cible pour le traitement futur de pathologies difficilement curables, comme le cancer ou la maladie de Parkinson. Les aurones ont fait preuve lors de ce travail d'une grande versatilité face à la tyrosinase, adoptant au gré des substitutions des comportements très différents de substrat alternatif, d'activateur hyperbolique ou d'inhibiteur mixte. Un modèle cohérent a cependant été proposé, qui regroupe et explique ces comportements. Au cours de ce travail, de nombreux dérivés d'aurone diversement substitués ou modifiés ont été préparés, par le biais de méthodes de synthèse adaptées à la structure de chaque produit formé. / Aurones, a subclass of flavonoids, present a favorable pharmacological profile and a wide, promising spectrum of biological activites. During this work, we used this potential for the modulation of two major therapeutic targets. Firstly, since several hepatitis C virus protease NS3/4A inhibitors were recently marketed, the inhibition of the polymerase NS5B is now the focus of research efforts in the fight against HCV. The use of aurones against the HCV polymerase is here reported for the first time. Four generations of compounds were synthesized and evaluated, and several bioactive derivatives were found, including some natural products, with an IC50 below 5 μM. Furthermore, additional investigations regarding inhibitor – receptor interactions allowed to identify the aurones binding site, which is Thumb Site I. Secondly, although the modulation of tyrosinase in a therapeutic aim remains a matter of discussion, a number of studies considers this enzyme as a potential target for future treatments against some hardly curable diseases, such as cancer or Parkinson's disease. During this work, aurones showed a great versatility toward tyrosinase. According to their substitution pattern, the compounds embraced very different behaviours, i.e. alternative substrate, hyperbolic activator or mixed inhibitor behaviour. However a consistent model was proposed, which gathers and explains all of these behaviours. During this study, a large number of widely substituted or modified aurone derivatives were prepared, according to structure-dependant adaptative synthetic methods.

La propagation de bactéries à Gram négatif multirésistantes aux antibiotiques représente un problème de santé publique majeur urgent à résoudre car le risque d’un retour à l’ère pré-antibiotique est réel. Parmi les modes de résistance existant, la production de métallo-B-lactamases (MBLs) responsables de l’inactivation des B-lactamines, la famille d’antibiotiques la plus utilisée, représente un challenge thérapeutique.Les travaux décrits dans ce manuscrit concernent la synthèse, la caractérisation et l’évaluation biologique de composés construits autour d’un cœur 2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione substitués en deux positions. En se basant sur des études de criblage in silico et des études cristallographiques ayant permis d’identifier ce noyau comme un bon candidat dans le développement d’inhibiteurs de MBLs, la synthèse de différentes séries d’analogues a été entreprise afin d’identifier de nouveaux inhibiteurs pouvant potentiellement atteindre les tests cliniques.Dans un premier temps, une série de composés 4-amino-1,2,4-triazole-3-thione substitués en position 5 a été préparée en suivant des voies de synthèse classiques. Différentes séries ont ensuite été développées en introduisant une diversité structurale et fonctionnelle en position 4. Ces composés ont ensuite été testés sur des enzymes représentatives des 3 sous-classes de MBLs et les plus intéressants ont été évalués sur bactéries résistantes recombinantes.Afin de réaliser une évaluation rapide des produits synthétisés au sein du laboratoire, une méthode de criblage à moyen débit en plaque 96 puits sur cinq MBLs représentatives a été mise au point et validée grâce à l’appui de nos collaborateurs spécialistes des MBLs. / The spread of multiresistant Gram negative bacteria is a growing threat to public health and the risk of return to the pre-antibiotic era is real. Among existing resistance modes, the production of metallo-B-lactamases (MBLs) responsible of the inactivation of B-lactams, the most used family of antibiotics, represents a therapeutical challenge.This manuscript describes the synthesis, characterization and biological evaluation of compounds built on a 2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione scaffold substituted on two positions. Based on previous in silico screening and crystallographic studies, which identified this structure as a good candidate for MBLs inhibition, several series have been developed to found new inhibitors that could potentially be amenable to clinical development.First, 1,2,4-triazole-3-thione compounds substituted at position 5 have been prepared following classical pathways. Then, several series have been developed where the structural and functional diversity was introduced at position 4. Compounds have been tested on representative MBLs of the three sub-classes and the most interesting ones on recombinant resistant bacteria.To perform a rapid screening of compounds in the laboratory, a method of medium throughput screening inhibition tests on five MBLs performed in 96-wells plate has also been developed and validated during this study with the help of our collaborators specialists of MBLs