Mémoire en recherche-création / L'arthrose (OA) est la maladie musculosquelettique la plus fréquente au monde et peut affecter toutes les articulations. L’arthrose est caractérisée par la dégradation progressive du cartilage, l’inflammation de la synoviale et le remodelage de l’os sous-chondral. Ces changements sont dus à une augmentation d’expression des médiateurs pro-inflammatoires tels que la cyclooxygénase 2 (COX-2) et de facteurs cataboliques, notamment les métalloprotéinases 1 et 13 (MMP-1 et 13). Les métabolites de la 12-lipoxygénase jouent un rôle important dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques. À la suite des réactions d'oxygénation / réduction de la 12 LOX, un facteur eicosanoïde particulier est produit: le 12-HydroxyEicosaTétraÉnoique (12-HETE), dont le rôle dans la pathogenèse de l’OA n’est pas caractérisé. L’objectif de ce travail est de définir le rôle de la 12-HETE dans la régulation des réponses inflammatoires et cataboliques dans les tissus articulaires, chondrocytes et synoviocytes, humains. Nous avons démontré que la 12-HETE n’affecte pas la prolifération (test MTT) des chondrocytes et des synoviocytes et n’a aucun effet sur leur migration (test de rayure). Un traitement avec la 12-HETE augmente l’induction de l’expression de la COX-2 dans les deux types cellulaires. La 12-HETE n’avait aucun effet sur l’expression de la MMP-1 et la MMP-13. La 12-HETE induit ses effets à l’aide d’un récepteur couplé à la protéine G : la GRP31. Nous avons décrit l’arthrose sur des coupes histologiques humaines, puis nous avons observé que l’expression de GPR31 était similaire dans le cartilage dégradé et le cartilage non dégradé. Finalement, nous avons montré que les chondrocytes et les synoviocytes expriment la GPR31 et son niveau est diminué en présence de l’interleukine-1 béta (IL-1β). En conclusion, nous avons démontré que la 12-HETE a des effets divers sur les réponses inflammatoires et cataboliques dans les tissus articulaires : elle augmente l’expression de la cyclooxygénase 2 (COX- 2) et n’a pas d’effet sur l’expression de la MMP-1 et la MMP-13. / Osteoarthritis (OA) is the world's most common musculoskeletal disease and can affect all joints. Osteoarthritis is characterized by progressive degradation of cartilage, inflammation of the synovium and remodelling of the subchondral bone. These changes are due to increased expression of pro-inflammatory mediators such as cyclooxygenase 2 (COX-2) and catabolic factors including metalloproteinases 1 and 13 (MMP-1 and 13). 12-lipoxygenase metabolites play an important role in many physiological and pathological processes. Following the oxygenation/reduction reactions of 12 LOX, a particular eicosanoid factor is produced: 12-HydroxyEicosaTetraenoic (12-HETE), whose role in the pathogenesis of AO is uncharacterized. This work aims to define the role of 12-HydroxyEicosaTetraenoic (12-HETE) in regulating inflammatory and catabolic responses in human joint tissues, chondrocytes and synoviocytes. We have demonstrated that 12-HETE does not affect the proliferation (MTT assay) of chondrocytes and synoviocytes and has no effect on their migration (scratch assay). Treatment with 12-HETE increased the induction of COX-2 expression in both cell types. 12-HETE had no effects on MMP-1 and MMP-13 expression. 12-HETE induces its effects using a G protein-coupled receptor: GRP31. We described osteoarthritis on human histological sections and then observed that GPR31 expression was the same in degraded and non-degraded cartilage. Finally, we showed that chondrocytes and synoviocytes express GPR31 and its level is decreased in the presence of Interleukin-1 beta (IL-1β). In conclusion, we demonstrated that 12-HETE has different effects on inflammatory and catabolic responses in joint tissues by increasing COX-2 expression and has no effect on MMP-1 and MMP-13 expression.

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L’arthrose (OA) est la maladie articulaire la plus répandue dans le monde faisant l’objet de nombreux travaux de recherche en raison de son lourd impact socioéconomique. Plusieurs travaux dans ce domaine ont pour objectif de déterminer les mécanismes moléculaires impliqués dans sa physiopathologie. Plusieurs travaux ont appuyés l’implication de la prostaglandine (E2) PGE2 dans sa physiopathologie, contrairement à la prostaglandine (D2) (PGD2) dont le rôle reste à déterminer. C’est pourquoi, nous nous sommes penchés dans cette thèse à l’étude de cette dernière molécule. Dans la première partie de nos travaux, nous avons montré que la PGD2 diminue au niveau du cartilage articulaire et au niveau niveau des explants de cartilage humains, la production des métalloprotéases-1(MMP-1) et MMP-13 induites par (Interleukine-1β) l’IL-1β. Cette diminution de la production protéique est accompagnée d’une diminution de l’expression au niveau de l’ARNm, et d’une diminution de l’activité du promoteur de MMP-1 et MMP-13. Cet effet est exercé via le récepteur D prostanoïde (DP1), bien que le Chemoattractant receptor expressed on Th2 cells (CRTH2) soit également exprimé chez les chondrocytes humains, mais ne semble pas être impliqué dans l’effet observé. Cette action inhibitrice se fait via la voie DP1/AMPc/protéine kinase A (AMPc/PKA). Dans la suite de nos travaux, nous avons montré pour la première fois l’expression des prostaglandines D-synthases responsables de la biosynthèse de la PGD2 au niveau des chondrocytes humains par immunohistochimie, avec des niveaux d’expression de l’ARNm plus élevés de la L-PGDS au niveau du cartilage OA comparativement au cartilage normal. L’IL-1β pourrait être responsable de cette augmentation via l’activation de la voie JNK et p38 MAPK, ainsi que par la voie NF-κB. L’ensemble de ces données indiquent que la modulation des niveaux de la PGD2 au niveau de l’articulation pourrait être pourvue d’un important potentiel thérapeutique. La L-PGDS pour sa part semble avoir un rôle important dans la physiopathologie de l’OA. / Osteoarthritis (OA) is the most common joint disease world wide, because of its higher socioeconomic impact it is one of the most studied joint diseases. The aims of these studies was to determine the molecular mechanisms involved in the pathophysiology of osteaarthritis. Previous studies have mainly focused on the involvement of prostaglandin (E2) PGE2 in contrast to PGD2 in the pathogenesis osteoarthritis as such the role of PGD2 remains unclear. In this thesis we examined the involvment of PGD2 in the pathogenesis of OA. In the first part of our work, we showed that in a dose dependent manner PGD2 decreased the interleukin-1β (IL-1β)–induced mettalloproteases (MMP-1) and MMP-13 expression both at protein and mRNA levels by supression of their promoter activity. The inhibitory effect was exerted via the D prostanoid receptor (DP1) and mediated through the cAMP/protein kinase A (PKA) signalling pathway. Although human chondrocytes do express the Chemoattractant Receptor Expressed on Th2 cells (CRTH2) the latter were not implicated in the inhibiton of MMP-1 and MMP-13. In the second part of our work, we showed the expression of prostaglandin D synthases (PGDS) responsible for the biosynthesis of PGD2 in human chondrocytes, with higher levels of mRNA expression of lipocaline type prostaglandin D-synthase (L-PGDS) in OA cartilage compared to normal cartilage. IL-1β may be responsible for this increase via the activation of Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 mitogen activated protein kinase (MAPK), as well as the nuclear factor-κB (NF-κB). Together, these data indicate that modulation of the levels of PGD2 at the joint may be provided with an important therapeutic potential. L-PGDS in turn seems to have an important role in the pathogenesis of OA.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5431.pdf: 1635270 bytes, checksum: 9bcecaf0b4b4b6c82982c33a5ee5ec91 (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / Financiadora de Estudos e Projetos / The purpose of this study was to investigate the influence of high-intensity resistance training on the activity of bone matrix metalloproteinases (MMPs), biometric, biomechanical, biophysical and biochemical properties of young and aged rats. We used 62 intact male rats, Rattus norvegicus albinos ("Wistar") randomly distributed into 4 groups: young sedentary (YS), young trained (YT), older sedentary (OS) and old trained (OT). The rats (YT and OT) performed resistance training, during 12 weeks, consisted of climbing a vertical ladder with weights fixed on their tails. The sessions were executed three times a week, every other day. The biomechanical, physical, biochemical and MMP-2 activity of bones analysis were performed, respectively, using a universal testing machine, Archimedes principle, commercial kit and zymography. In this study, the training promoted a reduction of body mass in YT animals, and reduced bone stiffness and pro MMP activity in the OT group. With aging occured differences of the charge of loading (absolute and relative) between the trained groups (YT greater than OT), body mass (increased among youth, increased initial mass and decreased final mass in the elderly), an increase in the right femur length, mineral material (calcium and phosphorus) and stiffness, however, a decrease of organic material. In this study, the training protocol did not cause effects on bone tissue chosen for analysis. In this study, the training protocol did not cause effects on bone tissue chosen for analysis. / A proposta deste estudo foi investigar a influência do treinamento resistido de alta intensidade sobre a atividade das metaloproteinases de matriz (MMPs), propriedades biométricas, biomecânicas, biofísicas e bioquímicas de ossos de ratos jovens e idosos. Foram utilizados 62 ratos intactos, Ratus novergicus albinos ( Wistar ), do gênero masculino, distribuídos aleatoriamente em 4 grupos: jovens sedentários (JS), jovens treinados (JT), idosos sedentários (IS) e idosos treinados (IT). Os ratos (JT e IT) realizaram treinamento resistido durante 12 semanas, que consistia em escalar em uma escada vertical de 1,1m com pesos fixados em suas caudas. As sessões foram realizadas três vezes por semana, em dias intercalados. As análises biomecânicas, biofísicas, bioquímicas e atividade da MMP-2 dos ossos foram realizadas, respectivamente, utilizou-se uma máquina de ensaio universal, princípio de Arquimedes, kit comercial específico e zimografia. No presente estudo, o protocolo de treinamento promoveu diminuição da massa corporal dos animais JT, e redução da rigidez óssea e da atividade da pro MMP-2 no grupo IT. Com o envelhecimento ocorreu diferenças da carga de carregamento (absoluta e relativa) entre os grupos treinados (JT maior que IT) e massa corporal (aumento nos jovens; aumento da massa inicial e diminuição da massa final nos idosos), aumento do comprimento do fêmur direito, material mineral (cálcio e fósforo) e rigidez, porém, uma diminuição do material orgânico. No presente estudo, o protocolo de treinamento não promoveu efeito sobre o tecido ósseo escolhido para análise.

Αν και η Αυχενική Σπονδυλωτική Μυελοπάθεια (ΑΣΜ) αποτελεί την πιο κοινή αιτία δυσλειτουργίας νωτιαίου μυελού στους ενήλικες άνω των 55 ετών, οι μοριακοί μηχανισμοί παραμένουν άγνωστοι. Μέχρι σήμερα, πολλές προσπάθειες έχουν διενεργηθεί για την ανάπτυξη ενός αξιόπιστου πειραματικού μοντέλου AΣΜ. Ωστόσο, αρκετά μειονεκτήματα εμφανίζονται σε αυτές τις μελέτες. Στη παρούσα μελέτη έχουμε σκοπό τη δημιουργία ενός νέου, πρωτότυπου πειραματικού μοντέλου ΑΣΜ, το οποίο εξομοιώνει τα ιστολογικά και κλινικά χαρακτηριστικά της ανθρωπίνης νόσου. Mεθοδολογία: Μετά από αφαίερεση του πετάλου του έβδομου αυχενικού σπονδύλου, ένα λεπτό τεμάχιο αρωματικού πολυαιθέρα τοποθετήθηκε κάτω από το πέταλο του έκτου αυχενκού σπονδύλου σε κόνικλους Νέας Ζηλανδίας (Ομάδα ΧΠΠ). Σε μία άλλη ομάδα πειραματόζωων ο αρωματικός πολυαιθέρας αφαιρέθηκε 30 δευτερόλεπτα μετά την εμφύτευση (ομάδα ελέγχου). Νευρολογική εκτίμηση πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τη κλίμακα του Tarlov μετά το πέρας της χειρουργικής διαδικασίας και ακολούθως εβδομαδιαίως. Ηλεκτροφυσιολογικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν στις 20 εβδομάδες μετά το χειρουργείο και πριν από τη θυσία των πειραματόζωων. Ακολούθησαν ιστολογικές και ανοσοιστοχημικές μελέτες. Αποτελέσματα: Τα πειραματόζωα που άνηκαν στην ομάδα ελέγχου δεν εμφάνισαν νευρολογικά ελλείμματα κατά τη διάρκεια της μελέτης. Αντιθέτως τα πειραματόζωα που άνηκαν στη ΧΠΠ εμφάνισαν νευρολογικά ελλείματα. Στους νωτιαίους μυελούς προερχόμενους από την ΧΠΠ ομάδα ανεδείχθησαν οι χαρακτηριστικές ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις της χρόνιας μυελοπάθειας. Ειδικότερα, ανεδείχθη σπογγώδης εκφύλιση της λευκής ουσίας, διάμεσο οίδημα και αποπλάτυνση των πρόσθιων κεράτων της φαιάς ουσίας. Επίσης ανεδείχθη κατακρήμνιση του μυελικού σάκου και διόγκωση του δακτυλίου της μυελίνης. Τέλος, η χρόνια πίεση του νωτιαίου οδήγησε σε ενεργοποίηση της απόπτωσης και διαταραχή της αρχιτεκτονικής του μικροαγγειακού συστήματος του νωτιαίου μυελού Συμπέρασμα: Το πρωτότυπο μοντέλο ΑΣΜ στους κονίκλους ποσομοιώνει το χωρικό και χρονικό προφίλ της ανθρώπινης νόσου στο σημείο της πίεσης του νωτιαίου μυελού. ΜΕΛΕΤΗ B Εισαγωγή: Η φλεγμονή, η δημιουργία ουλώδους ιστού και η διαταραχή του μικροαγγειακού συστήματος του νωτιαίου μυελού είναι ορισμένα από τα κύρια παθοφυσιολογικά φαινόμενα της ΑΣΜ. Ωστόσο οι μοριακοί μηχανισμοί που εμπλέκονται σε αυτά τα φαινόμενα κάτω από τη χρόνια και προοδευτική πίεση του νωτιαίου μυελού παραμένουν ανεξερεύνητα. Mεθοδολογία: Στη συγκεκριμένη μελέτη χρησιμοποιήθηκε το πειραματικό μοντέλο ΑΣΜ που περιγράφεται στη μελέτη Α με σκοπό να διερευνηθεί ο ρόλος του NF-κB και των πρωτεινών της εξωκυττάριας ουσίας στην ΑΣΜ. Εν συντομία, κόνικλοι Νέας Ζηλανδίας (διαφορετικά πειραματόζωα από εκείνα της μελέτης Α) χωρίστηκαν τυχαία σε δύο ομάδες: την ομάδα ΧΠΠ (n=15) και την ομάδα ελέγχου (n=15). Η έκφραση των πρωτεινών των υπομονάδων p50 και p65 του NF-kB, όπως επίσης και των ενζύμων διάσπασης της εξωκυττάριας ουσίας (MMP-2, MMP-9) και του ενεργοποιητή του πλασμινογόνου τύπου ουροκινάσης (urokinase-type plasminogen activator; u-PA) αξιολογήθηκαν σε τομές νωτιαίων μυελών προερχόμενων και από τις δύο ομάδες χρησιμοποιώντας ανοσοιστοχημική τεχνική. Στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας SPSS για Windows, release 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL). Αποτελέσματα: Σε τομές νωτιαίων μυελών που προέρχονταν από πειραματόζωα που έπασχαν από ΑΣΜ αναδείχθηκε στατιστικά σημαντικά αυξημένη έκφραση των υπομονάδων του NF-κB (p50 & p65), όπως επίσης και των ενζύμων MMP-2, MMP-9, and u-PA σε σύγκριση με εκείνες που προέρχονταν από την ομάδα ελέγχου. Τέλος, σημαντικά θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ των επιπέδων έκφρασης του NF-κB και εκείνων των MMP-9, MMP-2, and u-PA. Συμπέρασμα: Τα ευρήματα αυτά αποτελούν ισχυρές ενδείξεις πως η χρόνια και προοδευτική πίεση του αυχενικού νωτιαίου μυελού οδηγεί σε αυξημένη έκφραση των MMP-2, MMP-9 και u-PA πιθανόν μέσω της δράσης του μεταγραφικού παράγοντα NF-κB. Είναι βέβαιο ότι περισσότερες μελέτες απαιτούνται για την εξακρίβωση του ρόλου των πρωτεινών αυτών στην ΑΣΜ. / Although cervical spondylotic myelopathy (CSM) represents the most common cause of spinal cord impairment among individuals over 55 years old, the molecular mechanisms of the disease remain mainly unknown. To date, many experimental studies have been conducted to establish a reliable model of CSM, however most of them appear some limitations. In this study we aim to create a new animal model of CSM, which will reproduce the temporal course of the human disease and the local microenvironment at the site of spinal cord compression. Methods: Following C7 posterior laminectomy, a thin sheet of aromatic polyether was implanted underneath C5–C6 laminae of the New Zealand rabbits. A sham group in which the material was removed 30 sec after the implantation was also included. Motor function evaluation was performed after the material implantation and weekly thereafter using the Tarlov classification. At 20 weeks post-material implantation electrophysiological studies were also conducted. All the animals were sacrificed 20 weeks post-material implantation and histological and immunohistochemical studies were performed. Results: Clinical evaluation of animals after operation reveals no symptoms and signs of acute spinal cord injury. Moreover, no neurological deficits were noticed in the sham group during the course of the study. However, the animals which underwent implantation of compression material exhibited progressive neurological deficits throughout the study. Rabbits of the compression group experienced significant increased axonal swelling and demyelination, interstitial edema and myelin sheet fragmentation. Histological evaluation of C5 and C6 laminae (at the site of implantation) reveals osteophyte formation. Moreover, the chronic and progressive compression of the cervical spinal cord resulted in induction of apoptosis as well as in disruption of the basement membrane of vessels. Conclusion: The proposed rabbit CSM model reproduces the temporal evolution of the disease and creates a local microenvironment at the site of spinal cord compression, which shares similar features with that of human disease. STUDY B Introduction: Inflammation, glial scar formation and disruption of spinal cord microvasculature represent some of the principal neuropathological features of CSM. However, the molecular mechanisms which are implicated in these pathophysiological phenomena under the chronic and progressive compression of the cervical spinal cord remain interestingly unexplored. Methods: In this study (B) in order to evaluate the role of NF-κB and extracellular matrix proteins in cervical myelopathy we used the rabbit CSM model which was extensively characterized in study A. Briefly New Zealand rabbits (different cohort of animals than that of the study A) were randomly and blindly divided into the following two groups: CSM (n=15) and sham group (n=15). The expression pattern of p50 and p65 subunits of NF-kB, as well as that of MMP-2, MMP-9, and u-PA, was evaluated in spinal cord sections coming from both groups using immunohistochemistry technique. Statistical analysis was performed using SPSS for Windows, release 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL). Results: CSM animals exhibited statistically significant increased immuoreactivity in both NF-κB subunits, p50 and p65. Moreover, the levels MMP-2, MMP-9, and u-PA were found to be significantly increased in CSM animals compared to controls. Finally, strong positive correlation between NF-κB subunits immunoreactivity and that of MMP-9, MMP-2, and u-PA was demonstrated. Conclusion: The NF-κB pathway as well as the extracellular matrix proteins (MMP-2 and MMP-9) are involved in CSM. However, more studies are needed to clarify the functional role of these molecules in the pathobiology of CSM.

Les cellules sanguines proviennent d’une cellule souche hématopoïétique (CSE), présente dans la moelle osseuse chez l’homme adulte, qui nécessite d’être en contact étroit avec une zone particulière du microenvironnement médullaire (appelée niche hématopoïétique) pour sa différenciation et son autorenouvellement. La nature exacte des cellules qui composent cette niche (appelée cellules stromales) n’est pas encore bien connue, en particulier concernant sa relation avec les cellules souches mésenchymateuses (CSM). Le but de cette thèse a été d’étudier le rôle des CSM dans la régulation de l’hématopoïèse en fonction de leur type et leur stade de différenciation mésenchymateuse et d’évaluer leur rôle dans la migration des progéniteurs hématopoïétique (PH). Nous montrons que les CSM non différenciées possèdent la capacité de soutien de l’hématopoïèse primitive la plus importante (par culture à long terme pendant 5 semaines) et que cette capacité est rapidement perdue dès 3 jours de différenciation adipogénique, otéogénique et vasculaire musculaire lisse. Par ailleurs, nous montrons que le G-CSP agit directement sur les CSM pour augmenter la migration des CSH/PH hors de la niche (par un test de migration trans-stromale) via un mécanisme MMP-2 dépendant. / Blood cells arise from a hematopoietic stem cell (HSC), present into bone marrow (3M) in adult humans, which needs close contacts with a special zone of 3M micro environment (named hematopoietic niche) for its differentiation and self’-renewal. The precise nature of the niche-forming cells (named stromale cells) are not yet well known, particularly in their relationship with mesenchymal stem cells (MSCs). The aim of the study was to investigate further the role of the MSCs in the hematopoiesis control according to their differentiation pathway and state and to evaluate their role in the migration process of hematopoietic progenitor cells (HPÇ,[ We show that non-differentiated MSCs display the best hematopoietic supporting activity (using 5-week long term cultures) that is completely lost after in vitro differentiation into adipocytes, osteoblasts and vascular smooth muscle cells. In addition, we show that G-CSP stimulation of 3M MSCs promotes HSC/HPC migration (using trans-stromal migration assay) via a MMP-2-dependent mechanism.

Les cellules endothéliales progénitrices («Endothelial Progenitor Cells», EPCs) sont des précurseurs endothéliaux qui possèdent un potentiel considérable dans la réparation et la régénération vasculaire. Dans le contexte des maladies cardiovasculaires, la compréhension du rôle des EPCs dans la régulation de la thrombogenèse et la réparation endothéliale est pertinente et nécessaire pour comprendre leur potentiel thérapeutique. Nous avons rapporté que les EPCs interagissent avec les plaquettes via la P-sélectine et inhibent l’adhésion, l’activation et l’agrégation des plaquettes ainsi que la formation de thrombus. Plus récemment, nous avons démontré que les EPCs expriment le récepteur inflammatoire CD40 et il est bien connu que les plaquettes constituent la source principale de la forme soluble de son agoniste le CD40L («soluble CD40 Ligand», sCD40L). Ainsi, nous avons émis l’hypothèse principale que l’axe CD40L/CD40 dans les EPCs influence leurs fonctions anti-thrombotique et pro-angiogénique. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons réussi à générer des «early» et «late» EPCs à partir de cellules mononucléaires du sang périphérique («Peripheral Blood Mononuclear Cells», PBMCs) en culture. Nous avons mis en évidence l’existence de l’axe CD40L/CD40 dans ces EPCs en démontrant l’expression des protéines adaptatrices, nommées les facteurs associés au récepteur du facteur de nécrose tumorale («TNF Receptor Associated Factors», TRAFs). Dans une première étude, nous avons investigué l’effet du sCD40L sur la fonction des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. En effet, nous avons démontré que le sCD40L renverse leur effet inhibiteur sur l’agrégation plaquettaire, et ce sans avoir un effet significatif sur la sécrétion de prostacycline (PGI2) et d’oxyde nitrique («Nitric Oxide», NO) par ces cellules. De plus, aucun effet du sCD40L n’a été noté sur l’apoptose et la viabilité de ces cellules. Par contre, nous avons noté une augmentation importante du stress oxydatif dans les «early» EPCs suite à leur stimulation avec le sCD40L. L’inhibition du stress oxydatif renverse l’effet du sCD40L sur les «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. Ces résultats pourraient expliquer, en partie, la fonction réduite des EPCs chez les individus présentant des niveaux élevés de sCD40L en circulation. Dans une deuxième étude, nous avons étudié l’effet de sCD40L dans la fonction des «early» EPCs en relation avec l’angiogenèse. Nous avons identifié, dans un premier temps,les métalloprotéinases de la matrice («Matrix Metalloproteinases», MMPs) qui sont sécrétées par ces cellules. Nous avons trouvé que les «early» EPCs relâchent principalement la MMP-9 et que cette relâche est augmentée par le sCD40L. Le sCD40L induit aussi la phosphorylation de la p38 MAPK qui contribue à augmenter la sécrétion de MMP-9. Des études fonctionnelles ont démontré que le prétraitement des «early» EPCs au sCD40L potentialise la réparation endothéliale des HUVECs. En conclusion, l’ensemble de nos travaux, dans le cadre de ce projet de doctorat, nous a permis d’élucider les mécanismes responsables de l’action du sCD40L sur les effets inhibiteur et angiogénique des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire et l’angiogenèse, respectivement. Ces résultats ajoutent de nouvelles connaissances sur le rôle des EPCs et pourront constituer la base pour des études futures permettant de corréler les niveaux élevés du sCD40L circulant et l’incidence des maladies cardiovasculaires, particulièrement l’athérothrombose. / Endothelial progenitor cells (EPCs) are endothelial precursors which possess a considerable therapeutic potential in vascular repair and regeneration. In the context of cardiovascular diseases, the understanding of the role of EPCs in the regulation of thrombogenesis and endothelial repair is relevant and necessary to the understanding of their therapeutic potential. We have shown that EPCs interact with platelets via P-selectin and inhibit the adhesion, activation and aggregation of platelets as well as thrombus formation. Recently, we have shown that EPCs express the inflammatory receptor CD40 and it is well known that platelets are the main source of the soluble form of its agonist CD40L («soluble CD40 ligand», sCD40L). Hence, we have hypothesized that the CD40L/CD40 axis in EPCs influences the anti-thrombotic and pro-angiogenic functions of EPCs. To verify this hypothesis, we have successfully generated early and late EPCs from peripheral blood mononuclear cells in culture. We have demonstrated the existence of the CD40L/CD40 axis in EPCs by showing the expression of adaptor proteins, named tumor necrosis factor associated factors (TRAFs). In our first study, we investigated the effect of sCD40L on the function of early EPCs in platelet aggregation. Indeed, we have shown that sCD40L reverses their inhibitory effect on platelet aggregation without having an effect on prostacyclin (PGI2) and nitric oxide (NO) secretion by these cells. Moreover, no effect of sCD40L has been noted on the apoptosis and viability of these cells. However, we have shown a significant increase in oxidative stress in early EPCs following sCD40L stimulation. The inhibition of oxidative stress reverses the effect of sCD40L on early EPCs in platelet aggregation. These results could partially explain the decreased function of EPCs in individuals displaying higher levels of sCD40L in circulation. In our second study, we have studied the effect of sCD40L on the function of early EPCs in relation to angiogenesis. First, we have identified the matrix metalloproteinases (MMPs) which are secreted by these cells. We have found that early EPCs mainly release MMP-9 and that this release is increased by sCD40L. The sCD40L also induces the phosphorylation of p38 MAPK which contributes to increase the secretion of MMP-9. In functional studies, we have shown that pretreatment of early EPCs with sCD40L can potentialize HUVEC endothelial repair. In conclusion, our work in the context of this doctoral research project has allowed us to study the mechanisms involved in the role of sCD40L in the inhibitory and angiogenic function of early EPCs in platelet aggregation and angiogenesis, respectively. These results add new insights to the role of EPCs and could constitute the basis for future studies allowing for the correlation between high levels of sCD40L and the incidence of cardiovascular disease, particularly atherothrombosis.

L'angiogenèse est une étape clef dans le processus de progression tumorale. Elle est caractérisée par une surexpresssion d'un grand nombre de métalloprotéinases matricielles (MMP). Parmis ces MMP, les gélatinases (MMP-2 et MMP-9) sont connues pour jouer un rôle important dans l'angiogenèse tumorale et la croissance de nombreux cancers. Les "Photodynamic Molecular Beacon" (PMB) sont des constructions moléculaires qui peuvent être utilisées dans le traitement de cancers en associant un photosensibilisateur (PS) de type chlorine et un inhibiteur d'états excités, aussi appelé "Quencher", liés par un peptide substrat des gélatinases afin d'inhiber la toxicité du PS dans les cellules non ciblées, et de restaurer sa toxicité uniquement à proximité des gélatinases. Nous avons donc cherché à déterminer le couple PS/quencher permettant la meilleure inhibition de la production d'oxygène singulet, principale source de la toxicité du PS, puis avons synthétisé une famille de PMB ciblant les gélatinases. Différents peptides et bras espaceurs ont été utilisés pour évaluer l'influence de la distance entre le PS et le quencher sur les propriétés photophysiques et l'activation enzymatique du PMB / Angiogenesis is a key step in the tumoral progression process. It is characterized by an over-expression of a number of matrix metalloproteinases (MMP). Among these MMPs, gelatinases (MMP-2 and MMP-9) are known to play a critical role in tumor angiogenesis and the growth of many cancers. Photodynamic Molecular Beacons (PMB) can be designed for cancer treatment by associating a chlorin-like photosensitizer and a black hole quencher linked by a gelatinase substrate peptide with the aim of silencing photosensitizer toxicity in non-targeted cells and restore its toxicity only in surrounding gelatinases. We investigated the PS/quencher pair allowing the best singlet oxygen production inhibition, and then we synthesized a novel family of PMB triggering gélatinases MMP-2 and MMP-9. Different lengths of peptide and spacers were used in order to determinate the influence of the distance between PS and quencher on the PMB photophysical properties and enzymatic activation.

Le lumicanne est un petit protéoglycanne riche en leucine de la matrice extracellulaire impliqué, entre autre, dans le contrôle de l'angiogenèse, en particulier l'angiogenèse tumorale. Nous avons déjà démontré que le lumicanne inhibe la progression du mélanome in vivo. Le mécanisme d'action anti-tumoral du lumicanne a été partiellement décrit dans notre laboratoire. L'intégrine alpha2beta1 a été caractérisée comme un récepteur direct du lumicanne. Dans l'étude que nous présentons, nous avons décrit le rôle du lumicanne dans le contrôle de la transition des cellules souche mésenchymateuse (CSM) en cellules progénitrices endothéliales, pouvant contribuer à l'angiogenèse tumorale. Nous avons montré que le lumicanne inhibe spécifiquement la migration et l'invasion des CSM par une diminution de l'expression et de l'activité de la MMP-14. De plus, nous avons démontré que le lumicanne est un inhibiteur compétitif de la MMP-14. Il se lie directement au domaine catalytique de l'enzyme avec une affinité modérée (KD=275,4±16.12nM). De plus, nous avons démontré que le lumicanne diminue la phosphorylation de récepteurs (EGFR, Mer, EphB2, EphB6, ROR) et de protéines kinases (AKT, GSK3 beta et p130CAS). Une diminution de l'expression de la beta-caténine a également été détectée.Notre équipe a précédemment identifié une séquence de 17aa dans la protéine de cœur du lumicanne, la lumcorine, qui est capable de reproduire l'effet anti-migratoire du lumicanne. Nous proposons ici deux mécanismes d'action de la lumcorine: une inhibition de la phosphorylation de FAK et une diminution de l'activité de la MMP-14. De plus, nous avons identifié, au sein de la séquence de la lumcorine, un peptide court de 10aa (L9M) qui est capable de reproduire l'effet anti-tumoral de la lumcorine. Nous montrons que le peptide cyclique L9M diminue la croissance tumorale in vivo.Nos travaux permettent donc de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l'effet anti-tumoral du lumicanne et mettent en évidence de nouveaux peptides prometteurs pour des applications anticancéreuses. / Lumican is a small leucine-rich proteoglycan of the extracellular matrix involved in the control of angiogenesis, particularly tumor angiogenesis. We have previously demonstrated that lumican inhibits melanoma progression in vivo. The anti-tumor mechanism of action of lumican was partially described in our laboratory. The alpha2beta1 integrin was characterized as a direct receptor of lumican. In the present studies, we first described the role of lumican in the control of Mesenchymal Stem Cells (MSC) transition to functional Endothelial Progenitor Cells (EPC), which can contribute to tumor angiogenesis. We showed that lumican inhibits specifically the migration and invasion of MSC by decreasing the expression and activity of MMP-14. Moreover, we demonstrated that lumican reduces the activity of MMP-14 in melanoma cells. We next showed that lumican directly inhibits MMP-14 activity as a competitive inhibitor which binds to the catalytic domain of the enzyme with moderate affinity (KD=275.4±16.12nM). Moreover, we demonstrated that lumican decreases the phosphorylation of some cell surface receptors (EGFR, Mer, EphB2, EphB6, ROR), some kinases (AKT, GSK3 beta and p130CAS) and alters the expression of beta-catenin.Previous works from our laboratory identified a sequence of 17aa within the leucine-rich repeat 9, named lumcorin, which was able to reproduce the anti-migratory effect of lumican. Here, we propose two mechanisms of action of lumcorin: inhibition of phosphorylation of FAK and a decrease of the MMP-14 activity. We also identified in the sequence of lumcorin a short 10aa peptide (L9M) which was capable to reproduce the anti-tumor effect of lumcorin. In addition, the cyclic peptide L9M was demonstrated to reduce tumor growth in vivo.Altogether, our results help to better understand the mechanisms involved in the anti-tumor effect of lumican and identify lumican-derived peptides which could have potential anti-cancer applications.

Em virtude do uso indiscriminado de antimicrobianos, a resistência de microrganismos patogênicos à diversas drogas tem aumentado nos últimos anos. Essa situação tem forçado pesquisadores a procurarem por novas drogas, tais como os medicamentos fitoterápicos que são preparações farmacêuticas (extratos, tinturas, pomadas e cápsulas) de ervas medicinais, utilizadas para o tratamento de inúmeras doenças. Uma das espécies brasileiras do cerrado que tem despertado o interesse de várias áreas é a aroeira (Myracrodruon urundeuva), por apresentar ação antiinflamatória, antiproliferativa, antioxidante e antimicrobiana. Dessa maneira o objetivo deste trabalho foi de avaliar o efeito do extrato hidroalcoólico de aroeira na viabilidade celular dos osteoblastos humanos e analisar a influência do extrato hidroalcoólico de aroeira na expressão de metaloproteinase de matriz 2 (MMP-2) e anquilose progressiva humana (ANKH). Nesse estudo foram utilizados osteoblastos humanos cultivados em Meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) adicionado de 10% de soro fetal bovino (SFB). Após atingirem a subconfluência as células foram plaqueadas e tratadas com diferentes concentrações do extrato hidroalcoólico de aroeira (Extrato Bruto; 1:10; 1:100; 1:1.000; 1:10.000). Após 24, 48, 72, 96 horas foi realizada a análise da viabilidade celular por meio da redução do MTT (brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-yl)-2,5- difeniltetrazólio), captação do vermelho neutro e cristal violeta. Também foi feita a redução do MTT após 7, 14, 21 e 28 dias de tratamento com o extrato, para verificar se as células permaneciam viáveis nesses períodos. A análise da expressão gênica de MMP-2 e ANKH foi realizada pelo RT-PCR em tempo real nos períodos de 24, 48, 72 horas, 7, 14, 21 e 28 dias. Os ensaio de viabilidade celular (redução do MTT, captação do vermelho e cristal violeta) mostraram que houve o aumento da viabilidade celular nos grupos tratados com o extrato a 1:10.000; e a diminuição da viabilidade dos osteoblastos humanos nos grupos com extrato bruto e com 1:10. Com relação à expressão de MMP-2 e ANKH, os resultados mostraram que o extrato promoveu uma modulação da expressão desses genes no decorrer dos períodos em comparação com o grupo controle. De um modo geral o extrato, em maiores concentrações (1:100), inibiu a expressão de MMP-2 e aumentou a expressão de ANKH. Tendo em vista os resultados obtidos concluímos que o extrato hidroalcoólico de aroeira em altas concentrações promove redução e/ou morte celular dos osteoblastos humanos e ainda modulam a expressão de MMP-2 e ANKH. / Due to the indiscriminate use of antimicrobial, the resistance of pathogenic microorganisms to various drugs has increased in recent years. This situation has forced researchers to search for new drugs, such as herbal medicines that are pharmaceutical preparations (extracts, tinctures, ointments and capsules) medicinal herb, used for the treatment of numerous diseases. One species of the Brazil that has aroused interest in many areas is the aroeira (Myracrodruon urundeuva) because of its anti-inflammatory, antiproliferative, antioxidant and antimicrobial. Thus the aim of this work was to evaluate the effect of hydroalcoholic extract of aroeira on cell viability of human osteoblasts and to analyze extract on the expression of matrix metalloproteinase 2 (MMP-2) and human progressive ankylosis (ANKH) . In this study, we used human osteoblasts cultured in Eagle\'s medium modified by Dulbecco (DMEM) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS). After reaching subconfluence cells were plated and treated with different concentrations of the aroeira extract hydroalcoholic (brute extract , 1:10, 1:100, 1:1.000, 1:10:000). After 24, 48, 72 and 96 hours analysis was performed of cell viability by the reduction of MTT (3 - (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5 - diphenyltetrazolium bromide) uptake of neutral red and crystal violet. It was also made MTT reduction after 7, 14, 21 and 28 days of treatment with the extract, to check if the cells remained viable during these periods. The analysis of the gene expression of MMP-2 and ANKH was performed by Real Time RT-PCR in periods of 24, 48 hours, 72 hours, 7, 14, 21 and 28 days. The cell viability assay (MTT reduction, uptake of neutral red and crystal violet) showed that there was a tendency of increased cell viability in the groups treated with the extract 1:10.000, and decreased viability of human osteoblast cells in groups with brute extract and 1:10. With respect to expression of MMP-2 and ANKH, the results showed that the extract promoted a modulation of expression of these genes during the periods, compared to the control group. Generally extract at higher concentrations (1:100) both inhibited the expression of MMP-2 and increased rhe expression of ANKH. Given the results we conclude that the hydroalcoholic extract of aroeira in high concentrations causes a reduction and / or cell death of human osteoblasts and also modulate the expressio of MMP-2 and ANKH.