Univ., Diss.--Würzburg, 1999.

Universiẗat, Diss., 2003--Würzburg. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2002.

Univ., Diss.--Würzburg, 1997.

La fibrose kystique (FK) est la maladie génétique mortelle la plus répandue chez les jeunes Canadiens. La colonisation des poumons par une bactérie opportuniste, Pseudomonas aeruginosa, est la principale cause de morbidité et de mortalité chez les patients FK. La maladie est causée par des mutations du gène codant pour la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) qui agit comme canal à ions chlorures. Ces modifications entraînent notamment une surexpression d'oligosaccharides fucosylés à la surface de l'épithélium pulmonaire. Le processus d'adhésion de la bactérie à la surface des cellules de l'épithélium pulmonaire est causé par la présence de deux lectines à la surface de la bactérie. Nous nous intéressons principalement à l'une d'entre elles, une lectine calcium dépendante qui reconnaît particulièrement le L-fucose (PA-IlL). Des études cristallographiques menées sur PA-IlL, en complexe avec divers ligands naturels tel que le Lewis a, ont permis d'identifier plusieurs éléments essentiels à l'obtention d'une forte interaction ligand-lectine. Basé sur ces études, le projet de recherche a consisté en la synthèse de différents analogues d'un disaccharide composé d'une unité fucose et glucosamine du type L-Fuc-a(1→4)-D-GIcNAcβ intimement impliqué dans le site de liaison de la protéine. Différents glycoclusters du disaccharide ont été synthétisés en utilisant la 'Click Chemistry'. De plus, quelques disaccharides modifiés en position C-2 et C-6 ont aussi été synthétisés. Les disaccharides ainsi que les glycoclusters ont été testés sur la PA-IlL en utilisant un test d'inhibition compétitive (ELLA). Les dérivés disaccharidiques ont montrés une constante de dissociation (Kd = 310 nM) dans le même ordre de grandeur que celle du meilleur ligand naturel Lewis a (Kd = 210 nM) connu jusqu'à maintenant pour la PA-IlL. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Pseudomonas aeruginosa, Fibrose kystique, Lectine PA-IlL, Lewis a, Glycosylation, «click chemistry», Glycoclusters.

Les pathogènes se lient souvent à la cellule ou au tissu hôte via des interactions glycoconjugé-protéine faibles, mais acquérant une haute sélectivité par leur caractère multivalent. Les lectines bactériennes, comme la FimH de Escherichia coli, se lient de façon sélective au saccharide correspondant et jouent un rôle clé dans l'adhésion des pathogènes. Afin d'étudier les interactions entre les glycoconjugés et une protéine possédant un ou plusieurs domaines de reconnaissance du saccharide (CRDs), une variété de mannosides dimériques ont été synthétisés avec comme objectif de disposer de ligands pouvant surpasser l'affinité de la protéine avec son ligand naturel par multivalence. Les glycosides bivalents rigides permettent de réticuler les protéines solubles possédant plusieurs CRDs et de former des réseaux insolubles. Une grande variété de réactions a été utilisée dans la littérature pour synthétiser de telles molécules comme les couplages organométalliques de Sonogashira et de Glaser. Ces précédents couplages permettent d'obtenir des glycosides dimériques symétriques ou asymétriques à partir d'espaceurs alcynes et aryles. Cependant, ces réactions ne permettent pas d'accéder à un espaceur de type biaryle. La présence d'une aglycone aromatique permet d'accéder à des interactions secondaires favorables dans le site actif. C'est pourquoi une nouvelle méthodologie de couplage aryle-aryle de type Ullmann catalysé au palladium a été développée. Cette méthode peut générer avec efficacité une variété de glycosides dimériques originaux (10 exemples avec des rendements jusqu'à 96%). La capacité réticulante de trois mannosides bivalents envers la concanavalin A a été évaluée par turbidimétrie et par diffusion dynamique de la lumière. Dans un deuxième volet, ont été synthétisés des lactosides bivalents assemblés par couplage de Sonogashira et possédant des espaceurs de type éthylène glycol de longueur variable. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Multivalence, Lectines, Ligands bivalents, Réticulation, Calatyle au palladium, Ullmann, Sonogashira.

La bactérie Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable de graves infections chez les personnes affaiblies immunitairement. Présentant des souches résistantes aux antibiotiques, une nouvelle approche thérapeutique est en cours de développement avec pour objectif l'inhibition des facteurs de virulence de la bactérie. Lors de son processus d'infection, le pathogène utilise les lectines pour reconnaître et se lier de manière spécifique aux glycoconjugués des cellules-hôtes en formant une interaction lectine/glycoconjugué. Plus particulièrement, la lectine PA-IL, spécifique du galactose, a été étudiée. A l'aide de glycomimétique, il semble possible de bloquer l'action de la lectine en créant une interaction lectine/glycomimétique. Pour développer cette approche, de nombreux glycocluster sont donc été élaborés et leur affinité avec la lectine PA-IL a été évaluée par plusieurs méthodes de caractérisation (SPR, HIA, ELLA, puce à sucre,...).Dans ce projet de thèse, nous avons cherché à visualiser par microscopie à force atomique (AFM) l'arrangement des complexes lectine PA-IL/glycocluster formés pour trois glycoclusters différents. Nous avons ainsi pu montrer l'influence du cœur du glycocluster et des bras-espaceurs sur l'arrangement des complexes. Suivant le glycocluster, l'arrangement prend la forme de filaments 1D,de structures dentelées avec des bras sinueux ou encore de larges structures compactes. Dans le cas des filaments, la résolution de nos images AFM nous a permis d'identifier les lectines à l'intérieur même de la structure filaire. Nous avons aussi démontré, en observant les lectines seules, l'existence d'une interaction lectine/lectine. De plus, des expériences ont été menées pour déterminer les conditions expérimentales appropriées à leur observation à l'air et en milieu liquide.

Univ., Diss.--Würzburg, 1996.

La bactérie Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable de graves infections chez les personnes affaiblies immunitairement. Présentant des souches résistantes aux antibiotiques, une nouvelle approche thérapeutique est en cours de développement avec pour objectif l’inhibition des facteurs de virulence de la bactérie. Lors de son processus d’infection, le pathogène utilise les lectines pour reconnaître et se lier de manière spécifique aux glycoconjugués des cellules-hôtes en formant une interaction lectine/glycoconjugué. Plus particulièrement, la lectine PA-IL, spécifique du galactose, a été étudiée. A l’aide de glycomimétique, il semble possible de bloquer l’action de la lectine en créant une interaction lectine/glycomimétique. Pour développer cette approche, de nombreux glycocluster sont donc été élaborés et leur affinité avec la lectine PA-IL a été évaluée par plusieurs méthodes de caractérisation (SPR, HIA, ELLA, puce à sucre,…).Dans ce projet de thèse, nous avons cherché à visualiser par microscopie à force atomique (AFM) l’arrangement des complexes lectine PA-IL/glycocluster formés pour trois glycoclusters différents. Nous avons ainsi pu montrer l’influence du cœur du glycocluster et des bras-espaceurs sur l’arrangement des complexes. Suivant le glycocluster, l’arrangement prend la forme de filaments 1D,de structures dentelées avec des bras sinueux ou encore de larges structures compactes. Dans le cas des filaments, la résolution de nos images AFM nous a permis d’identifier les lectines à l’intérieur même de la structure filaire. Nous avons aussi démontré, en observant les lectines seules, l’existence d’une interaction lectine/lectine. De plus, des expériences ont été menées pour déterminer les conditions expérimentales appropriées à leur observation à l’air et en milieu liquide. / The bacterium P. aeruginosa is an opportunistic pathogen responsible for serious infections in immunocompromised patients. It also develops some strains resistant to antibiotics. A new approach is developed to inhibit virulence factors of the bacterium. During the process of infection, the pathogen uses lectins to recognize and bind specifically to glycoconjugates of the host cells forming alectin/glycoconjugate complex. Particularly, the lectin PA-IL, specific to galactose, was studied. Using glycomimetics, it seems possible to block the action of the lectin by creating lectin/glycomimetic interaction. To develop this approach, many glycoclusters were designed and their affinity with lectin PA-IL was evaluated by various characterization techniques (SPR, HIA, ELLA, microarrays,…).In this thesis project, we have tried to visualize by Atomic Force Microscopy (AFM) the arrangement of lectin PA-IL/glycocluster complexes with three different glycoclusters. Our results show the influence of the glycocluster core and the linker on the arrangement of complexes. Depending on glycocluster, the arrangement takes the form of 1D filaments, 2D "pinked" structures with sinuous branches or large compact structures. In the case of filaments, the resolution of AFM images allows us to identify lectins along the filament. We also demonstrated the existence of lectin/lectin interactions at high concentration of lectin. In addition, some experiments were performed to determine sample preparation techniques to observe lectins in air and in liquid.

Dérivé des deux termes grecs « anti » et «biotikos », le terme antibiotique signifie « contre la vie ». Les antibiotiques attaquent et détruisent les bactéries vivantes et les empêchent de se multiplier dans l'organisme humain. Depuis leur première utilisation, tout un arsenal d'antibiotiques a été développé pour le traitement de diverses infections chez l'humain. L'utilisation à profusion, et dans certains cas à outrance des antibiotiques pour le traitement des infections microbiennes, a permis à certaines souches bactériennes d'acquérir une résistance à ces médicaments. Dans cette optique une alternative aux antibiotiques s'impose de plus en plus. La première étape de nombreuses infections bactériennes est la colonisation des surfaces épithéliale de l'hôte. L'adhésion est médiée par des structures présentes à la surface de la cellule bactérienne, appelées adhésines, qui interagissent avec des composants présents à la surface de la cellule hôte ou à hauteur de la matrice extra-cellulaire, appelés récepteurs. Les lectines sont les adhésines bactériennes les plus étudiées. De nature protéique, elles ont été classées en différents groupes sur la base de leurs propriétés d'hémagglutination, leurs ultrastructures et leurs spécificités de récepteurs. Les lectines du premier groupe sont responsables d'hémagglutination sensible au mannose et présentent une structure de nature fimbriaire (fimbriae de type 1, FimH). Les futures stratégies thérapeutiques résident probablement dans l'utilisation de diverses adhésines, comme cibles thérapeutiques ou comme porteur d'épitopes étrangers, afin de produire des anticorps contre différents facteurs de virulence. Utilisant de nouvelles méthodes de C-glycosidations combinées à la 'click chemistry' une série de C-mannosides a été synthétisée. Le potentiel d'inhibition de l'adhésion du FimH de ses glycomimétiques apportera de précieuses informations dans le cadre d'une grande étude relation-structure-activité (QSAR). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Antibiotique, Adhésion, Lectine, FimH, C-glycosidation, Click chemistry.

Le présent ouvrage traite d'une alternative médicale potentielle pour inhiber l'adhésion bactérienne de la bactérie Pseudomonas aeruginosa. Cette dernière possède deux lectines, dépendantes du calcium (PA-IL et PA-IlL), ayant chacune un site de reconnaissance spécifique aux galactoses et aux fucoses, respectivement. Chez les patients atteints de la fIbrose kystique, le gène CF transmembrane regulator (CFTR) a subi une mutation, ce qui occasionne une augmentation de la présence des résidus fucoses à la surface des cellules épithéliales pulmonaires. L'attachement de cette bactérie pathogène à la glycoprotéine CFTR est la principale cause de virulence de la maladie. Pour ce faire, il a été envisagé d'utiliser les dendrimères pour intervenir dans ce processus d'adhésion bactérienne. Les dendrimères sont une classe de macromolécules monodisperses dont l'architecture arborescente autour d'un coeur plurifonctionnel est souvent comparée à différentes organisations autour de nous. En modifiant l'extrémité de ces structures au moyen de différents groupes fonctionnels, il est possible de leur conférer certaines des propriétés recherchées. Plusieurs applications dans divers domaines ont démontré leur potentiel. Particulièrement du côté de la biologie, ces molécules sont souvent comparées à des protéines, de par leur taille et leur structure globulaire. Lors de l'incorporation de fonctions carbohydrates en périphérie, des recherches ont démontré leur potentiel d'action au niveau des interactions sucres-protéines dues à l'effet cluster (augmentation de l'affinité saccharide-ligand grâce à leur multivalence). Ainsi, pour tenter d'inhiber l'adhésion de la bactérie Pseudomonas aeruginosa à la glycoprotéine CFTR, des glycodendrimères fucosylés et/ou galactosylés en surface sont développés. Basées sur des voies synthétiques appropriées, ces structures sont synthétisées à partir de produits commerciaux sur lesquels des groupements azotures et propargyliques sont installés. Ces fonctions précises permettront d'utiliser la « click chemistry », très régiospécifique et versatile. Par la suite, des tests préliminaires en inhibition compétitive (tests ELLA) et de turbidimétrie ont démontré que les deux lectines de la bactérie Pseudomonas aeruginosa pouvaient interagir avec les unités carbohydrates présentes sur les dendrimères et former un précipité détectable à 490nm en fonction du temps. Ainsi, l'utilisation des dendrimères pour inhiber l'adhésion bactérienne pourrait représenter une thérapie alternative ou un complémentaire aux antibiotiques pour le traitement d'infections mortelles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Chimie thérapeutique, Fibrose kystique, Pseudomonas aeruginosa, Glycomimétiques, L-fucose, Glycosidation, Cycloaddition 1,3-dipolaire, Métathèse croisée, Dihydroxylation asymétrique.