Le récepteur des oestrogènes (RE) peut moduler l’expression de gènes impliqués dans les processus de prolifération et d’apoptose cellulaires. Cette régulation est possible par le recrutement de complexes corégulateurs. Dans ces complexes, l’activité répressive s’explique essentiellement par la présence d’histones désacétylases (HDAC). Cette famille de protéines est composée de 18 membres classés en 4 groupes. Cette répartition est due aux similarités structurales et de fonctions de ces enzymes. Il y a la classe I (HDAC 1, -2, -3, -8), la classe II (HDAC 4, -5, -6, -7, -9, -10) et la classe IV (HDAC 11) qui ont une activité Zn2+ dépendante alors que la classe III (Sirt1-7) recense les HDAC avec une activité NAD+ dépendante. Des résultats récents du laboratoire ont montré, qu’au niveau ARNm, il y avait un important différentiel d’expression de HDAC9 entre les lignées cellulaires de cancer du sein RE positive et négative ou résistante au tamoxifène. Durant ma thèse, j’ai démontré que la régulation de HDAC9, au niveau de son expression, comme au niveau de ses fonctions, affecte la signalisation oestrogénique en modulant l’expression et l’activité transcriptionnelle de REα. De plus, de nombreuses études ont montré l’activité antiangiogénique d’inhibiteurs de HDAC (HDI) à large spectre comme la TSA (Tricostatin A). La conception et l’identification de HDI, potentiellement sélectifs, comme agents anti-tumoraux et/ou anti-métastatique représente une nouvelle approche de thérapie seule ou combinée avec les produits déjà utilisés dans le traitement du cancer. Ainsi, afin d’identifier et caractériser de nouveaux HDI, j’ai établi un outil bioluminescent pour la détection d’inhibiteurs sélectifs de HDAC. Plusieurs lignées cellulaires Gal4-VP16-HDAC ont été générées dans ce but / The estrogen receptor (ER) can modulate the gene expression with consequences in the cell proliferation, apoptosis. This modulation is possible by the recruitment of coactivator or corepressor complexes. The repression activity is in particular explained by the histones deacetylases (HDACs). This protein family is composed by eighteen members who have been classified in four groups. These HDACs are subdivided on structural and functional similarities. The class I isoforms (HDACs 1, 2, 3 and 8), class II (HDACs 4, 5, 6, 7, 9, 10) and class IV (HDAC11) are Zn-dependent enzymes, whereas class III HDACs (Sirtuins 1-7) are NAD+-dependent. Recent data from the laboratory have shown, at the mRNA level, there is an enormous expression differential of HDAC9 between breast cancer cell line ER positive and negative or OHT resistant cell line. During my thesis, I demonstrated that the regulations of the HDAC9 on the level of its expression as of its role in the various breast cancer cell lines were implicated in the estrogen signaling. This regulation takes place at the transcriptional level and in the ERet#945; activity.In addition, using broad spectrum HDAC inhibitors (HDIs) such as TSA (Tricostatin A), many studies have shown that these inhibitors had antiangiogenic activity. Thus, the design or the identification of selective and potent HDAC inhibitors as agents anti-tumoral and/or anti-metastatic can emerge in a novel opportunity used alone or in combination with the already existing agents for the treatment of cancers. In order to identify and characterize new HDIs, my thesis works consisted to establish bioluminescent cell lines for screening HDAC inhibitors. Different cell GAL4-VP16-HDACs chimeras' models were generated to determine the selectivity of HDIs for the different HDACs.

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

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'hémophilie A (HA) est une maladie hémorragique héréditaire due au déficit en facteur FVIII (FVIII) de la coagulation. Le traitement préventif de l'HA est basé sur des injections répétées de FVIII. Une réponse immunitaire anti-FVIII peut se développer secondairement au traitement, mettant en jeu des anticorps (Ac) inhibiteurs (neutralisant l'activité procoagulante du FVIII) et/ou des anticorps non-neutralisants (ANN). La cartographie épitopique fine des Ac anti-FVIII permet de mieux connaître les mécanismes physiopathologiques de cette réponse immunitaire. Les travaux de cette thèse comportent deux axes principaux : un premier axe a pour objectif d'identifier des épitopes discontinus au sein des domaines C2 et A2 du FVIII, à l'aide de peptides synthétiques prédits par un algorithme informatique, utilisés ensuite dans des tests d'inhibition basés sur la technologie Luminex. Ces travaux nous ont permis d'identifier 8 peptides mimant des épitopes discontinus répartis à la surface du domaine C2 et 2 peptides correspondant à des épitopes voisins, à la surface du domaine A2. Ces études ont permis de démontrer que la combinaison de la bioinformatique et d'un outil expérimental adapté à la réponse immunitaire anti-FVIII est fructueuse. Le second axe a pour objectif d'étudier la prévalence et la spécificité épitopique des ANN à l'aide d'un test Luminex multiplexé. Cette étude a permis de mettre en évidence une prévalence d'ANN de 18,1% chez 210 hémophiles A sans inhibiteurs provenant d'une cohorte multicentrique rétrospective française. Une forte spécificité épitopique de la réponse immune pour la chaîne lourde du FVIII est observée. Les nouveaux outils que nous avons mis en place permettront d'affiner la cartographie épitopique et le suivi de son évolution chez l'hémophile A avec anticorps anti-FVIII / Haemophilia A (HA) is an inherited bleeding disorder due to factor VIII (FVIII) deficiency. The preventive treatment of HA is based on regular infusions of FVIII. Secondary to the treatment, an immune response often occurs, composed by inhibitory antibodies and by non-neutralising antibodies (NNA). Fine epitope mapping of anti-FVIII antibodies may help for a better understanding of the physiopathology of this immune response. There was two axes in this PhD thesis: the first part is dedicated to the identification of discontinuous epitopes on FVIII C2 and A2 domains, by using synthetic peptides predicted by a bioinformatic tool in inhibition tests based on Luminex technology. Results allowed us to identify 8 peptides mimicking discontinuous epitopes around the C2 domain and 2 peptides mimicking close epitopes on the A2 domain surface. These studies demonstrate that our approach combining bioinformatics with an assay adapted for the anti-FVIII immune response study is fruitful. The second part was dedicated to the evaluation of the prevalence and epitope specificity of NNA, using a multiplexed Luminex assay. A prevalence of 18.1% of NNA was thus found in 210 HA patients without inhibitors from a french multicentric retrospective cohort. An marked epitope specificity againt the heavy chain was noticed. The new tools that we developped will be helpful for refining epitope mapping and for the follow-up of the epitope specificity in HA patients with anti-FVIII Abs.

Les inhibiteurs de tyrosine kinases (ITKs) sont une nouvelle classe thérapeutique ayant connu un grand essor ces dix dernières années. Inhibiteurs compétitifs de l’adénosine triphosphate (ATP), ils sont utilisés dans le traitement de nombreux cancers dans lesquels une dérégulation de tyrosine kinases a été mise en évidence. Malgré une efficacité prouvée, des cas de résistance sont rapportés, en particulier avec l’exemple de la leucémie myéloïde chronique (LMC) et le traitement par ITK. Cette variabilité inter-individuelle peut être due à des mécanismes de résistance propre de la cellule tumorale ou à des variations dans les paramètres pharmacocinétiques de la molécule. De nombreuses études ont analysé l’impact de polymorphismes (SNPs) dans des gènes codants pour les déterminants pharmacocinétiques et pharmacodynamiques des ITKs. Nous avons analysé l’impact de SNPs sur l’obtention de la réponse moléculaire majeure à 1 an dans 2 cohortes de patients atteints de LMC et traités par imatinib. C1236T, G2677T/A et C3435T, 3 SNPs du gène MDR-1 codant pour la glycoprotéine P et les SNPs de la région codante du gène SLC22A1 à l’origine du transporteur d’influx hOCT1. L’impact bénéfique de l’allèle 1236T ou haplotype *4 et l’impact péjoratif de l’allèle 2677G ou haplotype *1, retrouvés dans la 1ère cohorte n’ont pas été retrouvés dans la 2ième cohorte suggérant un impact mineur voire nul de ces derniers sur la réponse à l’imatinib. L’impact des SNPs de SLC22A1 observés dans la 2ième cohorte nécessite d’être confirmé. Des travaux supplémentaires à plus grande échelle, selon des critères nécessitant d’être harmonisés, sont nécessaires avant d’espérer pouvoir aboutir à une «médecine personnalisée» pour l’imatinib mais également de façon générale pour l’ensemble des ITKs. / Tyrosine kinases inhibitors (TKIs) are a new class of drugs having bloomed over the past decade. As competitive inhibitors of the adenosine triphosphate, they are used in the treatment of many cancers in which deregulation of tyrosine kinases has been demonstrated. In spite of dramatic efficacy, cases of resistance have been reported particularly with chronic myeloid leukemia (CML) and TKI treatment. This inter-individual variability may be due to mechanisms of intrinsic resistance of tumor cells or changes in the pharmacokinetic parameters of the molecule. Numerous studies have analyzed the impact of polymorphisms (SNPs) in genes coding for pharmacokinetic and pharmacodynamic determinants. We analyzed the impact of SNPs on major molecular response at 1 year in 2 cohorts of patients with CML treated with imatinib. C1236T, G2677T/A, C3435T, three SNPs in the MDR-1 gene encoding P-glycoprotein and SNPs in the coding region of the SLC22A1 gene encoding hOCT1. The protective impact of the 1236T allele or haplotype*4 and the pejorative impact of the 2677G allele or haplotype*1, found in the 1st cohort, were not replicated in the 2nd cohort, suggesting minor or no impact on the response to imatinib. The impact of SLC22A1 SNPs observed in the 2nd cohort needs to be confirmed. Further works on a larger cohort, according to criteria that need to be harmonized, are necessary before we reach a “personalized medicine” for imatinib but also for all TKIs

Les analogues de nucléoside représentent une famille d'agents thérapeutiques très largement utilisée en chimiothérapie anticancéreuse. Cependant des phénomènes de résistance d'origine multifactorielle apparaissent chez les patients atteints de leucémie et il semble que la surexpression d'une enzyme, la 5'-nucléotidase cytosolique de type II (cN-II) soit un des facteurs impliqués. Nous nous sommes donc intéressés à la synthèse et à l'étude d'inhibiteurs potentiels de cN-II du type analogues de nucléoside phosphonate. Ce manuscrit rapporte dans un premier temps le contexte biologique des travaux de thèse, et les découvertes ayant supposés l'implication de la cN-II dans les mécanismes de résistance associés à l'utilisation clinique de nucléosides cytotoxiques. Le deuxième chapitre décrit la synthèse d'analogues phosphonates de l'uridine et de la cytosine modifiés en position 5, ainsi que leur évaluation biologique vis-à-vis de la cN-II purifiée. Enfin, la mise au point d'une stratégie inédite, via l'ouverture d'un époxynucléoside par un phosphite, a permis de synthétiser des béta-hydroxyphosphonates en série purique, et également d'obtenir les prodrogues bis(SATE) correspondantes. / Nucleosidic analogs are widely used as therapeutic agents in antitumoral chemotherapy. However, cellular resistance appears in a multifactorial manner in leukemic patient and it seems that the overexpression of a nucleotidase, the 5'-cytosolic nucleotidase (cN-II) is involved in this phenomenon. We focused our interest on the synthesis and the study of potential inhibitors belonging to the family of phosphonate nucleoside analogs. First, we reviewed literature data about the biological context of our research, especially concerning the involvement of cN-II in resistance phenomenon. Then, we described the synthesis of various phosphonate nucleosides bearing 5-modified uracil and cytosine as nucleobase, as well as their evaluation as inhibitors against the purified enzyme. Finally, a novel strategy for the synthesis of beta-hydroxyphosphonate nucleosides in purine series was designed and developed, and then applied to the synthesis of the corresponding bis(SATE) prodrugs.

Les glycoprotéines localisées à la surface des cellules jouent un rôle dans les phénomènes inflammatoires, les infections virales, la reconnaissance cellule/hôte ou l'adhésion cellulaire. Parmi les enzymes responsables de la biosynthèse de ces glycoprotéines, l'alpha-L-fucosidase est impliquée dans un grand nombre de phénomènes biologiques, parfois liés à de sévères pathologies. Des études récentes ont montré que l'activité de la fucosidase est sur-exprimée chez les patients atteints de certains types de cancers. Ces travaux présentent dans un premier temps la synthèse totale et l'évaluation biologique de puissants inhibiteurs de l'alpha-L-fucosidase de type pyrrolidine polyhydroxylée comme outil pour mieux appréhender le rôle de cette enzyme. Une première série est diversement susbtituée par un groupement lipophile apportant de fortes interactions avec l'enzyme alors qu'une deuxième série de molécules dimériques permet d'étudier l'effet de la multivalence sur l'inhibition de l'alpha-L-fucosidase. Dans un deuxième temps, des molécules hybrides de types ferrocényl-iminosucres comme nouvelle classe d'agents anticancéreux sont étudiées. Dans cette approche, l'alpha-L-fucosidase est envisagée comme récepteur potentiel pour cibler les tissus cancéreux. La conjugaison d'une pyrrolidine, affichant une forte affinité pour la fucosidase, à un groupement cytotoxique comme le ferrocène pourrait permettre d'acheminer une molécule cytotoxique sélectivement vers les tissus cancéreux. La synthèse, la puissance d'inhibition, l'activité antiproliférative et l'analyse cristallographique de ces conjugués organométalliques sont présentées dans ces travaux. / Glycoproteins located on cells surface are involved in a number of biological processes including cell adhesion, cell/host recognition, inflammation and viral infections. The biosynthesis of these glycoproteins is assumed in part by alpha-L-fucosidase. Many biological phenomena are related with this enzyme, sometimes associated with severe disease. Recent studies show that fucosylation activities are markedly enhanced in several types of cancer cell lines. On the one hand, this work presents the synthesis and the biological evaluation of polyhydroxylated pyrrolidines as potent alpha-L-fucosidase inhibitors. A series of iminosugars that incorporate a hydrophobic subtituent at the pseudoanomeric position should provide strong interaction in the active site and could serve as a tool to better understand the role of this enzyme. A second series of dimeric molecules allows the study of multivalency effect on inhibition. On the other hand, ferrocenyl-iminosugars are studied as a new class of anticancer agents. In this approach, we explore the possibility of using the fucose binding protein AFU as a target for the selective delivery of a cytotoxic molecule towards cancer cells. A panel of conjugates was prepared, composed of a pyrrolidine moiety, showing a high affinity for the fucosidase, linked to a ferrocenyl moiety, displaying antitumoral properties by reactive oxygen species production. The synthesis of these hybrids, the biological results and the structure/activity relationships are presented.

Aujourd'hui, le cancer est devenu un problème majeur de santé publique avec 12,7 millions de nouveaux cas de cancer et 7,6 millions de décès enregistrés en 2008. Même si le nombre des personnes qui guérissent augmente, les décès sont toujours importants. Les raisons, malgré un diagnostic précoce et correct, sont l'absence de traitements efficaces et l'émergence des résistances à la thérapie anticancéreuse. C'est pourquoi les chercheurs s'intéressent aux nouvelles approches pour développer des traitements puissants et sélectifs pour vaincre le cancer. Dans notre première approche, nous avons développé une série de dérivés de composés naturels appelés aurones. Les aurones jouent un rôle important dans la pigmentation jaune lumineuse de certaines fleurs et certains fruits et montrent des nombreuses activités biologiques. Nous avons combiné le motif benzofuranone des aurones avec d'autres motifs de la coumarine et chromone inspirées par la nature. Ces nouveaux composés montrent une activité anticancéreuse prometteuse, car ils sont capables de bloquer le cycle cellulaire dans les cellules cancéreuses K562 et peuvent y induire l'apoptose. Ils sont donc un motif intéressant pour un développement ultérieur de recherches. Ensuite nous avons concentré notre attention sur un objectif épigénétique. Les méthyltransférases d'ADN sont considérées comme une cible intéressante en oncologie. L'usage d'inhibiteurs spécifiques de la méthyltransferase d'ADN (DNMTi) pourrait réactiver les gènes suppresseurs de tumeurs et induire la reprogrammation des cellules cancéreuses, conduisant à l'arrêt de leur prolifération et finalement à leur mort. Nous avons amélioré le composé connu SGI1027 par modification de la structure. Nous avons obtenu des nouveaux inhibiteurs de la méthyltransferase d'ADN non- nucléosidiques, plus puissants et plus sélectifs que le composé principal. L'activité anti-cancéreuse de nos composés quinoléiniques et pyrimidiniques est testée sur différentes lignées cellulaires de cancer indiquant leur future utilisation possible dans un traitement anti-cancéreux puissant et sélectif. Une troisième série d'analogues de curcuminoïdes à base de coumarine a été préparée et testée pour sa capacité potentielle à moduler la voie TNF-alpha induit par NF-kB dans les cellules cancéreuses K562. Cependant, nous n'avons pas été capable de montrer l'implication de la voie ciblée jusqu'à maintenant. Des études complémentaires et plus approfondies doivent être menées afin d'estimer les propriétés biologiques de ces composés dans la participation éventuelle à différentes voies / Today, cancer is becoming a major public health problem with 12.7 million new cancer cases and 7.6 million cancer deaths registered in 2008. Although the number of people cured of cancer is increasing, people still die because of cancer. The reasons, besides an early and correct diagnosis, are the lack of effective treatments and the emergence of drug-resistant cancers. Therefore, researchers are interested in new approaches to develop potent and selective therapies to fight cancer. To start with, we developed a series of natural compound derivatives related to aurones. Aurones play an important role in the bright yellow pigmentation of some flowers and fruits exhibiting a strong and broad variety of biological activities. We combined the benzofuranone motif of the aurone with other coumarin and chromone motifs inspired by nature. These new compounds displayed spromising anticancer activity because they are able to block the cell cycle in K562 cancer cells and are able to induce apoptosis being an interesting scaffold for further development. Secondly, we focused on an epigenetic target. DNA methyltransferases are considered as an interesting target in Oncology. The use of specific inhibitors of DNMT (DNMTi) might reactivate tumor suppressor genes and induce the reprogramming of cancer cells, leading to their proliferation arrest and ultimately to their death. We improved the known compound SGI1027 through structure modification leading to novel non-nucleoside DNMT inhibitors, more potent and more selective than the lead compound. The anticancer activity of our quinoline and pyrimidine based compounds - tested in different cancer cell lines - suggests their use as possible potent and selective future cancer therapy. A third series of coumarin-based curcuminoid analogues were prepared and tested for their potential ability to modulate the TNF-alpha induced NF-kB pathway in K562 cancer cells. However we were not able to demonstrate the involvement of the targeted pathway so far. Complementary and deeper investigations need to be conducted in order to elicit deeper biological properties of these compounds with the possible involvement of different pathways