Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 1997. / Bibliogr.: f. 69-79. Publ. aussi en version électronique.

Les médiateurs lipidiques jouent un rôle central dans la régulation de l'inflammation. Ils induisent le recrutement et l'activation des leucocytes au site d'une infection ou d'un danger, en plus de participer à la résolution de l'inflammation, par leurs effets anti-inflammatoires et pro-résolution. Plusieurs enzymes produisent des médiateurs lipidiques, dont les lipoxygénases (LO), qui ont la capacité de métaboliser des acides gras, des endocannabinoïdes et des phospholipides en une grande variété de médiateurs lipidiques bioactifs, tant des médiateurs pro-inflammatoires et des médiateurs anti-inflammatoires. Les LO sont des cibles thérapeutiques dans les maladies inflammatoires chroniques dues à cette grande polyvalence. Plusieurs LO existent chez l'humain, dont la 5-LO et la 15-LO, qui sont toutes les deux exprimées par les leucocytes humains. L'objectif de ce projet était de caractériser la production de médiateurs lipidiques dérivés des LO par les leucocytes. Par LC-MS/ MS, nous avons quantifié les médiateurs lipidiques dérivés des LO produits par les neutrophiles et les éosinophiles. Le projet a été séparé en quatre sections, avec des objectifs spécifiques pour chacune de ces sections. Premièrement, nous avons évalué la production de médiateurs lipidiques par la 15-LO par les neutrophiles et les éosinophiles humains. Nous avons montré que les neutrophiles et les éosinophiles ont la capacité de produire des médiateurs 15-LO-hydroxylés à partir d'acides gras (acide linoléique, acide dihomo-γ-linolénique, acide arachidonique, acide éicosapentaénoique et acide docosahexaénoique), et à partir d'endocannabinoïdes (2-arachidonoyl-glycérol et N-arachidonoyl-éthanolamine). De plus, nous avons décrit la production de deux nouveaux médiateurs dérivés de la 15-LO, soit le 13-HODE-G et le 13-HODE-EA. Nous avons également montré que les éosinophiles produisent des médiateurs 15-LO-hydroxylés par la 15-LO-1, alors que le mécanisme de la production de médiateurs 15-LO-hydroxylés par les neutrophiles n'a pas été identifié. Le deuxième objectif était d'identifier le rôle du LTB₄, un médiateur dérivé de la 5-LO, sur les fonctions des neutrophiles et des éosinophiles humains, et d'évaluer l'impact de sa dégradation. Le LTB₄ est un médiateur pro-inflammatoire qui est très rapidement dégradé par l'enzyme CYP4F3A, exprimée par les neutrophiles, pour former le 20-OH-LTB₄ et le 20-COOH-LTB₄. Nous avons montré que les métabolites du LTB₄ activent les fonctions des neutrophiles et des éosinophiles, mais avec une plus faible intensité que le LTB₄. De plus, ces métabolites inhibent les fonctions LTB₄-dépendantes des neutrophiles et des éosinophiles, en induisant l'internalisation du récepteur BLT₁. Nous avons également identifié un nouvel inhibiteur du CYP4F3A, le PF-4708671. Cet inhibiteur était plus efficace que l'inhibiteur commercial du CYP4F3A, et pourrait servir de base pour le développement d'inhibiteur plus spécifique du CYP4F3A. Le troisième objectif était de comparer les médiateurs lipidiques produits par les éosinophiles humains et murins. Puisque plusieurs modèles murins existent pour l'étude de l'inflammation et le rôle des médiateurs lipidiques, nous avons directement comparé la capacité biosynthétique entre les deux espèces. Nous avons souligné plusieurs différences majeures entre la production de médiateurs lipidiques dérivés des LO par les éosinophiles humains et murins. Par rapport aux éosinophiles humains, les éosinophiles murins produisent majoritairement du LTB₄ (et très peu de LTC₄), produisent plus de 12-HETE (et moins de 15-HETE), et produisent environ 10 fois plus de médiateurs spécialisés dans la résolution. Finalement, le dernier objectif de ce projet était de caractériser la production de médiateurs lipidiques dérivés des LO en contexte d'inflammation aiguë. Puisque ce projet a été effectué en partie pendant la pandémie de COVID-19, nous avons quantifié les médiateurs lipidiques dans les lavages bronchoalvéolaires de patients atteints de la COVID-19 sévère et comparé les niveaux avec des donneurs sains. Nous avons montré que tous les médiateurs lipidiques dérivés des LO ainsi que leurs substrats étaient augmentés chez les patients atteints de la COVID-19 sévère. De plus, presque tous les médiateurs lipidiques corrélaient entre eux, soulignant la présence d'une tempête lipidique, à l'image de la tempête cytokinique présente chez ces patients. En conclusion, ce projet a permis de caractériser la production de médiateurs lipidiques dérivés des LO, et de mieux comprendre comment il est possible de moduler leurs niveaux. L'étude de ces médiateurs est très importante, puisqu'ils jouent des rôles variés et peuvent être synthétisés très rapidement en contexte inflammatoire. Une meilleure compréhension de leur synthèse pourrait permettre le développement de traitement qui modulerait les niveaux de ces médiateurs lipidiques de façon transitoire dans diverses pathologies inflammatoires chez l'homme. / Lipid mediators play a central role in the regulation of inflammation. Some induce the migration and activation of leukocytes at the site of an infection or a danger, while others are involved in the resolution of inflammation, acting as anti-inflammatory and pro-resolving mediators. Many enzymes are responsible for the biosynthesis of these lipid mediators. Lipoxygenases (LO) metabolize fatty acids, endocannabinoids, and phospholipids into both pro- and anti-inflammatory bioactive lipid mediators, making LOs very interesting therapeutic targets for the treatment of chronic inflammation. In humans, there are many LOs, including 5-LO and 15-LO, both enzymes expressed in leukocytes. The main objective of the project was to characterize the production of LO-derived lipid mediators by leukocytes. Using LC-MS/MS, we quantified the production of LO-derived mediators by neutrophils and eosinophils. This project was divided in four sections with specific objectives. First, we characterized the production of 15-LO derived lipid mediators by human neutrophils and eosinophils. We demonstrated that both eosinophils and neutrophils can produce 15-LO-hydroxylated mediators from fatty acids (linoleic acid, dihomo-γ-linolenic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid), and from endocannabinoids (2-arachidonoyl-glycerol and N-arachidonoyl-ethanolamine). Moreover, we characterized two new 15-LO-derived mediators, 13-HODE-G and 13-HODE-EA. We also showed that eosinophils produced 15-LO-hydroxylated metabolites through 15-LO-1, but the mechanism behind the production of these metabolites by neutrophils has not been defined. The second objective of the project was to identify the role of the 5-LO-derived mediator LTB₄, and the impact of its degradation. LTB₄ is a pro-inflammatory lipid mediator and is rapidly degraded into 20-OH- and 20-COOH-LTB₄ by CYP4F3A, an enzyme expressed in human neutrophils. We showed that LTB₄ metabolites are less effective than LTB₄ at inducing neutrophil functions. Moreover, these metabolites inhibited the LTB₄-dependent neutrophil and eosinophil functions. The metabolites induced the internalization of BLT₁, explaining the inhibition of the LTB₄-dependent functions. We also identified PF-4708671 as a new CYP4F3A inhibitor, that was more potent than the CYP4F3A commercial inhibitor 17-ODYA. PF-4708671 could therefore be used as a template to produce more specific CYP4F3A inhibitors. The third objective was to compare lipid mediator production between mouse and human eosinophils. Mouse models are widely used to investigate inflammatory diseases and the role of lipid mediators. We directly compared the biosynthetic ability of these cells to produce LO-derived lipid mediators. We found major differences in the production of these lipid mediators. Compared to human eosinophils, mouse eosinophils biosynthesized mainly LTB₄ (and almost no LTC₄), more 12-HETE (and less 15-HETE), and around 10 times more specialized pro-resolving mediators. Lastly, the fourth objective was to investigate the LO-derived lipid mediators in the context of acute inflammation. Because part of this project was done during the COVID-19 pandemic, we quantified the LO-derived mediators in the bronchoalveolar lavage fluids of severe COVID-19 patients and compared the levels with healthy donors. We found that all the LO-derived mediators and their substrates were increased in the lung of COVID-19 patients. Moreover, almost all the lipid mediators we quantified correlated with each other, showing that there is a lipid storm in the lungs of severe COVID-19 patients. In conclusion, this project increases the knowledge of LO-derived lipid mediator biosynthesis in neutrophils and eosinophils and on how to modulate their levels. Lipid mediators are complex and can have both pro- and anti-inflammatory effects. A better understanding of the biosynthesis of these lipids is highly important and could lead to the development of new anti-inflammatory therapies modulating their levels.