L’adiponectine (ApN) est une adipokine de 30 KDa produite abondamment par le tissu adipeux qui a été décrite pour la première fois en 1995. Dès lors qu’une corrélation inverse entre les taux circulants d’ApN et l’adiposité a été mise en évidence, de très nombreuses études ont été initiées pour chercher à établir un lien avec les pathologies liées au syndrome métabolique. Ainsi, chez les patients obèses et diabétiques, une perte de poids induite par un traitement médicamenteux ou un régime hypocalorique s’accompagne d’une augmentation des taux circulants d’ApN et d’une amélioration des paramètres biochimiques. Il ressort de ces études que des taux élevés d’ApN sont corrélés à une amélioration de la sensibilité à l’insuline, des paramètres lipidiques et une diminution du risque cardiovasculaire. Cependant, les mécanismes d’action conduisant à l’amélioration du métabolisme lipidique et glucidique restent encore mal connus. Au cours de cette étude, nous avons, dans un premier temps, cherché à déterminer les conséquences d’une variation de la masse grasse sur la production de l’ApN chez la souris. Pour cela, différentes stratégies nutritionnelles et pharmacologiques, conduisant à une fonte ou à une augmentation de la masse grasse, ont utilisées. Les résultats obtenus suggèrent que la production d’ApN n’est pas dépendante de la taille des adipocytes mais plutôt de leur état inflammatoire. Dans un second temps, grâce à un modèle d’explants de foie en culture, nous avons cherché à déterminer les effets directs de l’ApN sur le métabolisme lipidique du foie. Une première approche a consisté à tester les effets à long terme c’est à dire susceptibles de correspondre à des modifications d’expression génique et de synthèse protéique en incubant les explants pendant 21h dans un milieu de culture contenant de l’ApN en présence ou non d’insuline. Les résultats suggèrent que l’ApN accentue les effets de l’insuline, ce qui se traduit par une meilleure utilisation du glucose avec en contre partie une stimulation de la lipogenèse et une réduction de la ß-oxydation en présence d’insuline. De plus, l’ApN apparaît exercer un effet sur les voies de catabolisme des HDL. Par une seconde approche, nous avons testé les effets à court terme de l’ApN sur les capacités β-oxydatives en traitant les explants pendant 45 min. Dans ces conditions plus appropriées pour mettre en évidence l’activation des voies de régulation rapides, la présence d’ApN entraine une stimulation de la ß-oxydation qui s’accompagne d’une augmentation de la p- AMPK. En conclusion, ces résultats suggèrent que l’ApN exerce des effets directs sur le métabolisme hépatique du glucose compatible avec l’effet insulino-sensibilisateur observé in vivo. En revanche, les résultats ne permettent pas, à ce stade, d’établir une relation entre une induction par l’ApN de l’activité ß-oxydative des acides gras dans le foie et ces effets bénéfiques sur les paramètres lipidiques. / Adiponectin (ApN), a 30-kDa adipokine abundantly produced by adipose tissue has been described for the first time in 1995. Early findings demonstrating serum adiponectin levels are inversely correlated with obesity initiated intense investigation of the relationship between adiponectin and all symptoms of the metabolic syndrome. Of these studies, strong evidence suggests that a weight loss induced by medication or hypocaloric diet led to increased circulating ApN levels and improvement of biochemical parameters. Thus, high levels of ApN have been correlated with an improvement of insulin sensitivity and lipid parameters reducing cardiovascular risk. However mechanisms involved in the improvement of glucose and lipid metabolism are not fully understood. In this study, we wanted to determine whether variations of plasma ApN levels are associated with alterations of liver lipid metabolism in mice. For this, we used different nutritional and pharmacological strategies to induce fat mass variations and measured corresponding ApN production and lipid parameters. First, results suggested that production of ApN is not dependent on the size of adipocytes, but rather to their inflammatory state. The effect of ApN of liver metabolism was further studied using an in vitro model of liver explants in culture. A first approach consists of testing the long-term effects of ApN on liver incubating the slices for 21h in the presence or not of insulin. Biochemical and molecular data suggested that ApN accentuates the effects of insulin, resulting in improvement of glucose utilization associated with a stimulation of lipogenesis and a reduction in β-oxidation in the presence of insulin. In addition, ApN appears to affect HDL catabolism pathways. In a second approach, we tested the short-term effects of ApN on β-oxidative capacity treating the slices for 45 min. Under these conditions more appropriated to highlight the activation of fast regulatory pathways, ApN induced a stimulation of ß-oxidation which was accompanied by an increase in p-AMPK. In conclusion, data suggested that ApN has direct effects on hepatic glucose metabolism consistent with the insulin-sensitizer effect demonstrated in vivo. However, at this stage, these results did not give evidence of a relationship between induction of liver fatty acid β- oxidation by ApN and its beneficial effects on lipid parameters.

Certains mammifères, dont l’Homme, ont une forte attraction pour les lipides alimentaires. Pendant longtemps, il était admis que ces nutriments étaient détectés uniquement via leurs propriétés olfactives, texturales et post-ingestives. Cependant, l’existence d’une dimension gustative a été suggérée depuis. Dans ce contexte, notre Laboratoire a démontré que la glycoprotéine CD36 exerçait une fonction de lipido-récepteur gustatif impliquée à la fois dans la préférence spontanée pour les lipides alimentaires et la phase céphalique de la digestion induite par la présence de lipides au niveau oral chez la souris. Une autre protéine, GPR120, semble également jouer un rôle dans la détection gustative des lipides alimentaires. Ces travaux de thèse avaient donc pour objectif de comprendre les rôles respectifs de ces deux protéines au sein des bourgeons du goût chez la souris. En utilisant une combinaison d'approches biochimiques, physiologiques et comportementales, nous avons pu montrer que le CD36 lingual était régulé négativement par les lipides alimentaires lors d'une exposition court terme, contrairement au GPR120. Cette régulation pourrait se traduire par une désensibilisation au cours du repas du système de lipido-réception gustatif et donc jouer un rôle dans le rassasiement sensoriel spécifique. Nos résultats suggèrent également que l'activation de GPR120 par les acides gras à longues chaînes peut jouer un rôle dans la modulation de la sensibilité gustative aux saveurs sucrées, voire aux lipides eux-mêmes. Ce phénomène est dépendant de la sécrétion de l'hormone glucagon-like peptide-1 par la papille caliciforme, indépendamment du CD36 lingual. Nous avons également mis en évidence que l'exposition des souris à un régime obésogène chronique perturbe la détection oro-sensorielle des lipides, suggérant une hyposensibilité chez la souris obèse. On peut donc penser qu'une perturbation du système de perception gustative des graisses alimentaires pourrait induire des changements de préférence alimentaire, propice à l’installation d'une obésité. De plus amples investigations sont requises pour explorer le rôle du CD36 et/ou du GPR120 dans ce phénomène. L'aboutissement de telles recherches serait l'émergence de nouvelles voies de traitement de l’obésité et des maladies associées, par des approches pharmacologiques et/ou nutritionnelles ciblées. / Some mammals including humans display a spontaneous attraction for dietary fat. For a long time, it was thought that these nutrients were detected only by olfactory, textural and post-oral cues. However, recent data have indicated that the sense of taste could also contribute to this perception in laboratory rodents. In this context, it was demonstrated by our Laboratory that the glycoprotein CD36 is likely a lingual lipid sensor, involved both in preference for long-chain fatty acids and cephalic phase of digestion secondary to an oral lipid stimulation in mice. Another protein, GPR120, seems also to play a role in the gustatory detection of lipids. The aim of this Thesis was to understand the respective roles of these putative gustatory lipid sensors in mice. Using a combination of biochemical, physiological and behavioral approaches, we showed that the lingual CD36 is negatively regulated by dietary fat during a short term exposure (i.e. during a meal), in contrast to GPR120. This regulation is reminiscent of the receptor desensitization and might play a role in the sensory-specific satiety phenomenon. Our data also suggest that GPR120 activation by long-chain fatty acids plays a role in the modulation of sweet taste sensitivity, and likely of fat taste itself. This phenomenon is dependent from the secretion of the glucagon-like peptide-1 hormone by the circumvallate papillae, independently of lingual CD36. Finally, we showed that chronic exposure of mice to an obesogenic diet disturbs the oro-sensory perception of dietary lipids, suggesting that obese mice become hyposensitive to lipids. This alteration might induce changes in feeding preferences which could lead to obesity. More investigations are required to better understand the role of CD36 and/or GPR120 in this phenomenon. This new field of research might lead to new ways of investigations for the treatment of obesity and related diseases, by using novel pharmacological and/or nutritional approaches.

La gustation est une composante essentielle de la détection oro-sensorielle des lipides alimentaires. La liaison des AGLC sur le récepteur CD36 joue un rôle prépondérant dans cette lipido-détection orale chez la souris et très probablement chez l’Homme. En effet, elle intervient dans le choix alimentaire (sensibilité aux lipides) ainsi que dans la préparation de l’organisme à l’arrivée de lipides. Ce « sensing » oral des lipides est fortement régulé. Comme l’obésité semble être responsable d’une altération de la détection des saveurs primaires, l’objectif de cette thèse a été d’explorer si l’obésité peut également être à l’origine de perturbations de la détection orale des lipides à la fois chez l’Homme et chez la souris. Nos résultats chez l’Homme indiquent qu’il existe une altération de la lipido-détection orale chez certains sujets obèses. Nous avons montré que ces derniers présentaient une consommation accrue en lipides. De plus, la sécrétion précoce de triglycérides plasmatiques induite par une stimulation orale observée chez les sujets minces n’est plus reproduite chez les sujets obèses. Chez la souris, il a été montré que l’obésité provoque une diminution de la sensibilité gustative aux lipides alimentaires. Ce phénomène est la conséquence d’une dérégulation de la signalisation calcique CD36-dépendante au niveau des cellules gustatives. Chez ces animaux, la stimulation orale lipidique entraîne, comme chez l’Homme, une augmentation transitoire de la triglycéridémie qui pourrait être responsable d’une réduction de la taille du repas (rassasiement). En conclusion, l’obésité affecte la lipido-détection orale chez l’Homme et la souris. Le défaut de détection des lipides alimentaires associé à l’abolition de la sécrétion précoce de triglycérides plasmatiques chez les sujets obèses pourrait être à l’origine d’une perturbation de la régulation de la prise alimentaire, entraînant une surconsommation d’aliments riches en lipides et renforçant ainsi l’obésité / Gustation is an essential parameter in the oro-sensory detection of dietary lipids. In mice and most likely in humans, the binding of long-chain fatty acids to the CD36 receptor plays a major role in this oral fat detection. Gustation is involved in the food choice (fat sensitivity) as well as in the preparation of the body to the fat inflow. This oral lipid sensing is highly regulated. As obesity seems to be responsible for an alteration of the basic tastes detection, the aim of this thesis was to investigate whether obesity can impair the oral lipid detection in both mice and humans. In humans, our data show that there is an alteration of the oral fat detection in some obese subjects who have a higher lipid consumption than the other subjects. Besides, an early secretion of plasma triglycerides induced by an oral fat stimulation was observed in lean subjects but not in obese ones. In mice, a decrease in the dietary lipids taste sensitivity was shown to be caused by obesity. This is the consequence of a deregulation of the CD36-dependent calcium signalling in taste cells. In these mice, as in humans, the oral fat stimulation leads to a temporary increase in the blood triglyceride level which might be responsible for a reduced meal size (satiety). To conclude, obesity impairs oral lipid detection in both mice and humans. An altered dietary fat detection associated with an abolition of the early secretion of plasma triglycerides in obese people might induce an impaired regulation of the food intake, leading to an overconsumption of lipid-rich foods, and so a reinforcement of obesity

L’hypertriglycéridémie post prandiale constitue un facteur de risque des maladies cardiovasculaires et est présente en cas de syndrome métabolique, d’obésité et d’insulino-résistance. L’intestin conditionne la biodisponibilité des lipides et l’hypertriglycéridémie post prandiale. En effet, il contrôle la quantité et la qualité des chylomicrons sécrétés, en adaptant son métabolisme en fonction de la teneur en lipides du régime. Or à l’heure actuelle, le mécanisme de détection des lipides alimentaires par les entérocytes nécessaire à cette adaptation, n’est pas élucidé. Ce travail de thèse a permis de démontrer que la glycoprotéine transmembranaire CD36, est un récepteur aux AGLC qui déclenche l’activation des ERK1/2. Cette activation est responsable de l’induction du taux d’ARNm de 3 protéines clés de l’absorption des lipides (l’Apobec1, la Microsomal Triglyceride Transfer Protein (MTP), la Liver-Fatty Acid Binding Protein (L-FABP)) et de la dégradation post prandiale de CD36. La pertinence physiologique de ce récepteur a été évaluée chez des souris CD36 (-/-) soumises à un régime hyperlipidique riche en AGLC saturés ou insaturés. Nos données démontrent que CD36 intestinal est indispensable à l’absorption de forte quantité de lipides, au contrôle de l’hypertriglycéridémie post prandiale, de l’inflammation intestinale et de l’endotoxémie. Ces effets sont fortement aggravés en cas de régime hyperlipidique riche en AGLC insaturés qui peuvent même être léthal. Le CD36 intestinal pourrait donc être une cible thérapeutique dans le traitement de l’hypertriglycéridémie et de l’endotoxémie post prandiales. / Post prandial hypertriglyceridemia represents a risk factor for cardio-vascular diseases and it is associated with metabolic syndrom, obesity, and insulino-resistance. The intestine influences lipid bioavailibility and post prandial hypertriglyceridemia. It controls the quantity and the quality of secreted chylomicrons by adapting its metabolism according to the lipid content of the diet. Nevertheless, the mechanism of dietary lipid detection by the enterocyte is not understood. Our work demonstrates that the transmembrane glycoprotein CD36 is a Long Chain Fatty Acid (LCFA) receptor which triggers ERK1/2 activation. This activation is responsible for the induction of mRNA rate of 3 key proteins of lipid absorption (Apobec1, Microsomal Triglyceride Transfer Protein (MTP), Liver-Fatty Acid Binding Protein (L-FABP)) and for CD36 degradation. The physiological relevance of this receptor has been assessed in CD36 (-/-) mice fed with a High Fat Diet (HFD) rich in saturated or unsaturated LCFA. Our data demontstrates that CD36 is crucial for the absorption of an important quantity of lipids, to the control of hypertriglyceridemia, of intestinal inflammation and of endotoxemia. These effects are getting worse in the case of HFD rich in unsaturated LCFA, which can be lethal. Intestinal CD36 could represent a therapeutic target in the treatment of post prandial hypertriglyceridemia and endotoxemia.

Il est aujourd’hui bien établi que les amibes libres jouent le rôle de vecteurs à la bactérie pathogène Legionella pneumophila favorisant ainsi son développement et sa propagation dans l’environnement. Ainsi, et jusqu’à maintenant, toutes les espèces d’amibes libres étudiées ont démontré une capacité à soutenir et favoriser la croissance de la bactérie responsable des légionelloses. Toutefois, l’ensemble des études a porté sur un nombre restreint d’espèces amibiennes, et leurs capacités relatives à soutenir la croissance bactérienne n’ont que très peu été abordées. Nous avons comparé la capacité de différentes espèces amibiennes à soutenir la prolifération de différentes souches de L. pneumophila du sérogroupe 1. Ces études ont mis en évidence les propriétés particulières d’une souche d’amibe appartenant à l’espèce Willaertia magna. Cette souche présente, au contraire de toutes les autres espèces, la capacité à inhiber et diminuer la prolifération de certaines souches de L. pneumophila. Nous avons par ailleurs pu démontrer l’existence d’une phagocytose interamibienne entre différentes espèces d’amibes, un phénomène jamais mis en évidence à notre connaissance. Les conséquences de cette phagocytose interamibienne sur la croissance et la prolifération de L. pneumophila sont aussi rapportées. La microscopie électronique suggère fortement que la bactérie L. pneumophila ne peut inhiber la fusion phagolysosomale chez W. magna à l’inverse du phénomène observé chez les espèces amibiennes permissives. Ces observations démontrent l’importance de phénomènes membranaires dans la capacité des bactéries à parasiter leur hôte amibien. L’analyse comparée de la composition lipidique des membranes de différentes espèces amibiennes montre chez W. magna une expression élevée de phosphatidylcholine. L’inhibition de la voie de biosynthèse de ce phospholipide par méthylation de phosphatidyléthanolamine résulte en une forte diminution de la croissance amibienne, suggérant que cette voie métabolique joue un rôle important dans les capacités de résistance de W. magna / Free living amoeba is a known vector of L. pneumophila in the environment and it has been shown to favour bacterial growth. Until now, all studied amoeba species showed a capacity to support the growth of the bacterium responsible for the Legionnaire’s disorder. However, these studies were related to a restricted number of amoebic species, and their relative capacity to support the bacterial growth. We compared the capacity of various amoebic species to support the proliferation of various strains of L. pneumophila. These studies highlighted the particular properties of a strain belonging to the Willaertia magna species. This amoeba has, contrary to all the other species, the capacity to inhibit and decrease L. pneumophila proliferation. We also demonstrate the existence of an inter-amoebic phagocytosis between various species of amoebas, a phenomenon never studied to our knowledge. The consequences of this inter-amoebic phagocytosis on the growth and proliferation of L. pneumophila are also reported. Electron microscopy strongly suggests that the bacterium cannot inhibit the phagolysosomal fusion in W. magna contrary to permissive amoebic species. These observations suggest the importance of membrane phenomena in the capacity of the bacteria to infest their amoebic host. Compared analysis of the lipidic composition of various amoebic species shows in W. magna a high expression of phosphatidylcholine the major phospholipid. The inhibition of the PE N-methyltransferase biosynthesis pathway of this phospholipid results in a strong reduction of the amoebic growth, suggesting that this metabolic pathway plays an important role in the resistance capacity of W. magna to L.pneumophila.

Le traitement par éfavirenz, un médicament antirétroviral, a été associé avec des changements de profil lipidique potentiellement défavorables. Ce travail a abordé la question de savoir si ces effets dépendent des concentrations plasmatiques d’éfavirenz et, dans ce cas, si sa posologie pourrait être optimisée sans perte d'efficacité.Un modèle de pharmacocinétique de population a été développé à partir de données d’enfants infectés par le VIH. La simulation d’une population normalisée sous éfavirenz aux posologies recommandées montre que 15 % des enfants auraient des concentrations insuffisantes 12 heures après la prise, ce qui serait associé à un risque de la réplication virale de 23 %.Pour décrire la relation entre taux plasmatiques d'éfavirenz et changements de taux de cholestérol, des modèles de pharmacocinétique-pharmacodynamique (PK-PD) de réponse indirecte ont été développés. Le modèle sélectionné prédit que les taux d’éfavirenz individuels sont associés à une augmentation des lipoprotéines de haute densité sur 5 ans, et des lipoprotéines de basse densité durant 4 mois avec un retour progressif aux valeurs de base.Pour évaluer l’impact des concentrations d'éfavirenz sur l'efficacité, un modèle dynamique PK-PD a décrit la relation entre ces concentrations et l’évolution de la charge virale VIH et du taux de CD4. Un score d’efficacité a été développé sur la base d’hypothèses pharmacodynamiques pour prédire le risque de la réplication virale.L’utilisation de l’éfavirenz aux posologiques recommandées par la Food and Drug Administration aux Etats-Unis semble assurer une efficacité optimale et des changements potentiellement favorables dans les fractions de cholestérol. / As other antiretroviral drugs, treatment with efavirenz has been associated with potentially unfavorable lipid profile changes in adults and in children. The thesis addressed the question of whether these changes depend on efavirenz plasma concentrations and if dose adjustments could be envisioned without loss of efficacy.To estimate individual efavirenz exposure over 24 hours, a population pharmacokinetic model was developed using data from HIV infected children. Simulations for a normalized population receiving efavirenz dosed according recommendations predicted that 15% of children would have insufficient mid dose concentrations, associated with a 23% risk of viral replication.To describe the relationship between efavirenz concentrations and cholesterol changes, population pharmacokinetic-pharmacodynamic (PK-PD) indirect response models were developed. The selected model predicted that individual efavirenz concentrations were associated with an increase in high-density lipoprotein concentrations over 5 years but with an increase in low-density lipoprotein concentrations only during the first 4 months of treatment followed by a gradual return to baseline.To study the importance of efavirenz concentrations with regard to efficacy, a PK-PD dynamics model was developed to describe the relationship between concentrations and HIV RNA load and CD4 cell count evolutions. A score was defined based on a pharmacodynamic hypothesis to predict the risk of viral replication.Using US Food and Drug Administration dosing recommendations in children ensure optimal efficacy and potentially favorable changes in cholesterol fractions.

A number of therapeutic proteins are used for long in clinical practice. These include for example insulin, calcitonine, growth hormone, and parathyroid hormone for the treatment of various systemic disorders, as well as protein antigens in vaccine formulations. Due to the recent developments in biochemical engineering and in the comprehension of the physiopathology of many diseases, peptides and proteins are expected to become a drug class of increasing importance. Recently, novel biological drugs have for example been developed such as monoclonal antibodies, antibody fragments, soluble receptors, and receptor agonists or antagonists. These are mainly used for the treatment of auto-immune and inflammatory diseases (asthma, rheumatoid arthritis) and for the treatment of cancers. However, a major drawback of these biomolecules is the need to use parenteral administration. This is mainly due to the harsh pH conditions that proteins undergo by oral administration, leading to various physico-chemical degradations and loss of biological activity. <p><p>Pulmonary delivery of these proteins could constitute an alternative to parenteral delivery. Due to the very high surface area of the lungs, the low thickness of the alveolar epithelium and the high level of lung vascularisation, pulmonary administration can indeed provide fast systemic absorption of drugs, while avoiding hepatic first pass metabolism. On the other hand, drugs for local treatment can also be administered directly into the lung, which allows delivering high doses while limiting systemic side effects. Nevertheless, administration of drugs to the lungs requires some challenges to be taken up. It is indeed necessary to provide the drug as very small solid or liquid microparticles (1-5 µm) in order to reach the lungs. For solid microparticles, it is also needed to overcome the very high inter-particle interactions by using appropriate formulation strategies and by including deaggregation mechanisms in the inhalation device. Other issues are more specifically related to the pulmonary administration of proteins. These can indeed undergo physico-chemical degradations during processing, administration, and/or storage. Moreover, if systemic action is required, proteins will often need addition of an absorption enhancer to cross the alveolar epithelium because of their large molecular weight and hydrophilicity. <p><p>In this work, we developed formulations for pulmonary delivery of proteins using two model proteins. Insulin (5.8 kDa) was chosen as a model of small protein. It is also an application of systemic pulmonary delivery. On the other hand, an anti-IL13 monoclonal antibody fragment (54 kDa) was used as a model of larger protein. This molecule is currently in development for the treatment of asthma and provided an application for local pulmonary delivery. The formulation strategy was to produce dry powders using a combination of micronisation techniques (high speed and high pressure homogenisations), drying techniques (spray-drying, freeze-drying), and addition of lipid excipients. These lipid excipients were added as a coating around the protein particles and were expected to prevent protein degradations during processing and/or storage, essentially by avoiding contact with water. It could also improve the aerodynamic properties of the powders by modification of the surface properties of the particles and/or limitation of the capillary forces.<p><p>First, we evaluated insulin lipid-coated formulations and formulations without excipients, produced using high pressure homogenisation and spray-drying. In the case of lipid-coated formulations, a physiological lipid composition based on a mixture of cholesterol and phospholipids was used. We were able to obtain good aerodynamic features for the different formulations tested, with fine particle fractions between 46% and 63% versus 11% for raw insulin powder. These are high FPF values in comparison with those obtained for other protein formulations for inhalation currently under development, which often have an in vitro deposition of around 30%. Insulin presented a good stability in the dry state, even when no lipid coating was added.<p>The presence of a lipid coating of up to 30% (w/w) did not significantly improve the aerodynamic behaviour of the powders, but the coated formulations exhibited decreased residual moisture content after 3-month storage, which should be of interest for the long-term stability of the formulations. <p><p>In a second step, two of the developed insulin formulations were evaluated in a clinical study to determine whether the formulations give high deep lung deposition in vivo, and how insulin is absorbed into the systemic blood stream. This pharmaco-scintigraphic trial was performed on twelve type 1 diabetic patients using an uncoated formulation and a formulation coated with 20% (w/w) of lipids. The two formulations showed interesting features, with pharmacokinetic profiles that mimic the natural insulin secretion pattern. Bioavailability was within the ranges of two of the three dry powder insulins that have reached phase III clinical development. However, the formulation with a lipid coating exhibited a lower lung deposition in comparison with the uncoated formulation, which was not expected from the previous in vitro results. Additional in vitro experiments indicated that this lower performance was related to a decrease in the disaggregation efficiency of the powder at a sub-optimal inhalation flow-rate. An extensive training of the patients to the inhalation procedure could therefore improve the lung deposition of the coated formulation.<p><p>Finally, we developed and evaluated dry powder formulations of the anti-IL13 antibody fragment. These were produced using, successively, freeze-drying, high pressure homogenisation (HPH), and spray-drying. The influence of different types and concentrations of stabilising excipients was evaluated for each production step. Due to its more elaborated structure, the antibody fragment was found to be more sensitive than insulin to physico-chemical degradation, particularly during the HPH process, which led to different types of degradation products. These could partly be avoided by adding 50% sucrose during freeze-drying and 10% Na glycocholate or palmitic acid in the liquid phase during HPH (dispersing agents). However, the presence of a small fraction of insoluble aggregates could not be fully avoided. Further spray-drying of the suspensions in the presence of 10% Na glycocholate or palmitic acid led to the formation of a hydrophilic or hydrophobic coating around the particles, respectively. Na glycocholate was found to be particularly effective in protecting the antibody during spray-drying, which was found to be at least partly related to its ability to inhibit sucrose recrystallisation. However, the best formulation still presented a small fraction of insoluble aggregates (6%). The aerodynamic evaluation of the formulations showed FPFs that were compatible with lung deposition, with the formulation containing Na glycocholate presenting the highest FPF (42%). The formulation coated with palmitic acid presented a slightly lower FPF (35%). The aerodynamic properties of this formulation remained unchanged at a sub-optimal inspiratory flow rate, to the contrary of what was observed for the insulin formulation coated with 20% (w/w) cholesterol and phospholipids. Palmitic acid could therefore be of interest as a hydrophobic coating material, and provide long-term stability of protein drugs. <p>The work performed with the insulin and anti-IL13 molecules provided the proof-of-concept that it was possible to obtain dry powder protein formulations with appropriate aerodynamic properties and good overall physico-chemical stability, using simple production techniques and few selected excipients. The formulation strategy presented in this work could therefore be of interest for the future development of inhaled proteins for local or systemic applications. <p> / Doctorat en sciences pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les composés phénoliques pourraient être de bons candidats pour assurer la qualité et la sécurité des produits périssables tels que les aliments prêts-à-consommer. Très répandus dans les plantes et les co-produits agro-industriels, ils peuvent limiter l’oxydation de lipides insaturés d’intérêt nutritionnel (omega-3, dont DHA et EPA) et le développement de bactéries pathogènes alimentaires telles que Listeria monocytogenes.L'objectif de cette thèse est d'évaluer la double activité antioxydante et antimicrobienne de ces composés phénoliques dans des milieux alimentaires complexes et de mieux comprendre les mécanismes d'action associés.L’étude en milieux modèles a tout d’abord permis de mettre en évidence des relations structure-activités et de décrypter certains mécanismes d’action mettant en jeu des paramètres tels que le nombre et l’environnement chimique des groupements phénoliques, le logP, les formes dissociées / non dissociées des acides phénoliques. Les performances de trois composés sélectionnés (eugénol, acide férulique et α-tocophérol) ont ensuite été évaluées dans des milieux alimentaires complexes plus réalistes : des émulsions h/e composées d'huile de poisson, d’une phase aqueuse et de protéines de lactosérum ou Tween 80 en tant qu'émulsifiant. L’acide férulique ne présente aucune activité antioxydante mais peut inhiber le développement de L. monocytogenes. En revanche, l’eugénol et l’α-tocophérol sont de bons antioxydants dans les émulsions à base de protéines de lactosérum alors qu’ils n’y sont pas antimicrobiens. Quelques mécanismes d’action sont proposés pour expliquer ces comportements. / Phenolic compounds appear to be good candidates for ensuring the quality and safety of several perishable products like ready-to-eat food. Widely found in plants and byproducts from agro-industries, they offer a potential solution to limit the oxidation of omega-3 polyunsaturated fatty acids (e.g. DHA and EPA) and the growth of foodborne pathogens such as Listeria monocytogenes.The aim of this PhD is to evaluate dual antioxidant and antimicrobial activity in complex food media and to better understand the associated mechanisms of action.First experiments carried out with a series of phenolic compounds in simple model media confirmed this dual efficiency.Interesting structure/activity relationships were highlighted and some mechanisms of action were decrypted, involving parameters like number and chemical environment of phenolic groups, logP, dissociated/undissociated forms of phenolic acids. The performances of three selected phenolic compounds, i.e. eugenol, ferulic acid and α-tocopherol (added alone or as a mixture), were evaluated in more realistic complex food media: o/w emulsions composed of fish oil, aqueous phase and whey proteins or Tween 80 as emulsifiers. Ferulic acid shows no antioxidant activity but can inhibit the development of L. monocytogenes. In contrast, eugenol and α-tocopherol are good antioxidants but not antimicrobials in emulsions formulated with whey proteins. Mechanisms of action are proposed to explain these behaviors.

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

Les maladies cardiovasculaires représentent la principale cause de décès dans le monde et elles sont souvent causées par l’athérosclérose coronarienne caractérisée par l’accumulation de plaques dans la paroi des artères menant à leur rétrécissement et à la réduction ou l’abolition de l’apport sanguin régional au muscle cardiaque. Les anomalies du métabolisme des lipides, incluant l’élévation du cholestérol dans les lipoprotéines de basse densité (LDL-cholestérol) contribuent au processus d’athérosclérose. Plusieurs traitements existent pour réduire les taux de lipides plasmatiques chez les sujets à risque, dont le principal est les statines. Cependant, les statines ne permettent pas toujours d’atteindre les cibles thérapeutiques, ce qui justifie la recherche de nouveaux traitements pouvant modifier les lipides plasmatiques. Une avenue potentielle de traitement à explorer est le beta-glucane, une fibre soluble contenue dans l’avoine pour laquelle certaines données suggèrent un effet hypolipidémiant. L’objectif de ce mémoire était d’évaluer l’efficacité d’un supplément de beta-glucane dans la réduction des taux plasmatiques de LDL-C chez les patients atteints de dyslipidémie à travers le Canada. Pour ce faire, nous avons effectué un essai clinique randomisé en double aveugle contrôlé par placebo dans une population de 264 sujets atteints d’hyperlipidémie qui ont reçus aléatoirement des traitements de beta-glucane à doses de 1.5 g, 3 g et 6 g ou un placebo durant 12 semaines. Tout au long du traitement, des mesures du taux plasmatique de LDL-C ont été effectuées et des analyses statistiques de covariance (ANCOVA) ont été faites pour comparer ces taux entre les groupes actifs et placebos afin d’observer s’il y avait des changements significatifs. La mesure d’efficacité établie était une réduction du taux de LDL-C d’au moins 0.30 mmol/L. Nos résultats suggèrent que le supplément de beta-glucane à doses de 1.5 g, 3 g et 6 g n’est pas efficace pour réduire les taux de lipides sériques. Il n’y a pas eu de variation significative dans les taux de LDL-C lorsque les groupes actifs ont été comparé au groupe placebo. / Cardiovascular diseases are the principal cause of death in the world, and they are often caused by coronary atherosclerosis characterized by the accumulation of plaques in the wall of arteries leading to their narrowing and reduction or disappearance of regional blood supply to the cardiac muscle. Abnormalities of lipid metabolism, including elevated cholesterol in low-density lipoproteins (LDL-C), contribute to the atherosclerotic process. Several treatments exist to reduce levels of plasma lipids in patients at risk, the main one being statins. However, a substantial number of patients do not reach recommended therapeutic targets while treated with statins which creates the impetus for the search of new lipid-modifying treatments. One potential avenue of treatment worthy of investigation is beta-glucan, a soluble fiber found in oats, for which some data have suggested a lipid-lowering effect. The objective of this thesis was to evaluate the efficacy of a beta-glucan supplement in reducing plasma LDL-C levels in patients with dyslipidemia across Canada. To do this, we conducted a randomized, double-blind, placebo-controlled clinical trial in a population of 264 subjects with hyperlipidemia who randomly received beta-glucan treatments at doses of 1.5 g, 3 g and 6 g or a placebo for 12 weeks. Throughout the treatment, LDL-C plasma measurements were taken and statistical analyzes of covariance (ANCOVA) were done to compare these levels between the active and placebo groups to observe if there were any significant changes. The established measure of efficacy was a reduction in LDL-C of at least 0.30 mmol/L. Briefly, our results have shown that beta-glucan in doses of 1.5 g, 3 g and 6 g is not efficacious in reducing plasma lipid levels. There was no significant change in LDL-C levels when the active groups were compared to the placebo group.