La prévalence de la maladie asthmatique est en constante augmentation à travers le monde. Au cours de la vie dun asthmatique, la fonction pulmonaire diminue plus fortement comparativement aux sujets normaux. Ceci est lié à linflammation et au remodelage des voies aériennes. Les caractéristiques principales du remodelage bronchique consistent en des dommages épithéliaux, une hyperplasie des cellules musculaires lisses, une hyperplasie glandulaire, et une fibrose sous-épithéliale incluant un dépôt de collagène dans la lamina reticularis de lépithélium bronchique. Les traitements actuels de lasthme ne sont pas efficaces dans le contrôle du remodelage bronchique et ne permettent pas de contrôler efficacement la maladie dun point de vue clinique. Pour cette raison, le développement de nouveaux agents thérapeutiques semble nécessaire afin de permettre un contrôle de linflammation aigue, de lhyperréactivité et du remodelage bronchiques. Dans ce travail, nous avons dans un premier temps, mis au point un modèle murin permettant létude de la réponse inflammatoire aigue mais également du remodelage bronchique. Grâce au développement de ce modèle murin, nous avons pu détecter par analyse transcriptomique de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour la maladie asthmatique telles que lAgr2, le Cd209e, le Col6 et le C1qa. Dautres gènes préalablement décrits comme surexprimés dans lasthme ont également été étudiés afin de valider notre modèle (MMP-12, Fcgr2b, Ccl8, chi3l3 et Arg1). Suite à cela, nous avons décidé dinvestiguer le rôle de la MMP-12 dans la pathologie asthmatique car bien que ce gène soit connu pour être surexprimé dans la maladie, son rôle exact dans la pathologie asthmatique nétait pas encore clair. La MMP-12, également appelée métalloélastase du macrophage, est une pro-enzyme de 54 kDa qui est clivée en deux formes actives de 45 kDa et de 22 kDa. Elle est exprimée principalement par les macrophages alvéolaires mais également par les cellules épithéliales bronchiques, les cellules dendritiques et les cellules musculaires lisses. Le substrat principal de cette enzyme est lélastine qui représente environ 2.5% du poids sec des poumons. En plus de son activité élastolytique, la MMP-12 peut dégrader dautres composants de la matrice extracellulaire comme le collagène de type IV, la fibronectine, la laminine, la vitronectine, les protéoglycans, etc. Elle a également la capacité dactiver la pro-MMP-2 et la pro-MMP-3 qui peuvent à leur tour activer la pro-MMP-9 et la pro-MMP-1. Cette cascade protéolytique explique comment la MMP-12 peut provoquer une dégradation exagérée dune grande variété de composant de la matrice extracellulaire. La MMP-12 est également capable de dégrader dautres substrats non liés à la matrice extracellulaire. Une régulation anormale de lexpression de la MMP-12 est rencontrée dans différentes pathologies telles que les maladies inflammatoires de la peau, lanévrisme de laorte, le cancer et lemphysème pulmonaire. Afin détudier plus avant le rôle de la MMP-12 dans linflammation allergique et dans le remodelage bronchique, nous avons appliqué notre modèle murin à des souris déficientes pour le gène de la MMP-12 ainsi quaux souris wild-type correspondantes. A la fin de chaque protocole expérimental, la résistance bronchique mesurée à laide du système Flexivent est moins importante chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à lallergène lorsquon les compare aux souris de type sauvage correspondantes. Les pourcentages déosinophiles présents dans le lavage bronchoalvéolaire des souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à lallergène sont significativement moins importants que ceux présents chez les souris de type sauvage correspondantes et ce quelque soit le temps dexposition. Les mêmes différences ont été observées pour le score inflammatoire et pour linfiltration des éosinophiles au sein des parois bronchiques. Le pourcentage de cellules caliciformes présentes dans lépithélium bronchique est significativement moins important chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à lallergène durant 1 et 5 semaines comparativement aux souris de type sauvage correspondantes mais plus aucune différence na pu être observée après 10 semaines dexposition. Le nombre de mastocyte est significativement moins important chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à lallergène durant 5 et 10 semaines comparativement aux souris sauvages correspondantes. Aucune différence na pu être observée après 1 semaine dexposition. Enfin, lépaisseur de la couche de muscle lisse est significativement moins importante chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à lovalbumine durant 5 et 10 semaines comparativement aux souris de type sauvage correspondantes. Suite à ces résultats, nous avons montré que le MMP-12 était une cible thérapeutique potentielle pour lasthme. Nous avons également montré que les principales modifications dues au déficit de ce gène survenaient dès la première semaine dexposition. Nous avons donc décidé de tester les effets de linstillation dun siRNA ciblant la MMP-12 dans notre modèle murin dinflammation aigue. Un western blot et une PCR spécifiques de la MMP-12 ont été réalisés afin de sassurer que le siRNA permettait bien de diminuer lexpression de ce gène. Linstillation de siRNA ciblant la MMP-12 entraine bien une diminution de lexpression de ce gène tant au niveau de lARNm quau niveau protéique. Le pourcentage déosinophiles présents dans le lavage bronchoalvéolaire des souris exposées à lallergène ayant été instillées avec le siRNA ciblant la MMP-12 est significativement diminué par rapport à celui des souris exposées à lallergène ayant été instillées avec du PBS ou avec un siRNA scramble. De plus, cette diminution dépend de la dose de siRNA utilisée. Les mêmes observations ont pu être réalisées en ce qui concerne linfiltration des éosinophiles au sein des parois bronchiques ainsi que pour le pourcentage de cellules à mucus présentes dans lépithélium bronchique. Linstillation du siRNA chez les souris exposées à lallergène entraine une diminution du score inflammatoire par rapport aux souris ayant été instillées avec du PBS ou avec le siRNA scramble mais cette diminution semble moins dépendre de la dose de siRNA utilisé. Les niveaux dexpression de CCL-11 et de lIL-13 mesurés par ELISA sont diminués suite au traitement avec le siRNA ciblant lARNm de la MMP-12 comparativement aux souris contrôles. De même, les niveaux dexpression du TNF-α et de larginase I mesurés par western blot sont diminués après linstillation du siRNA ciblant la MMP-12. Au terme de ce travail, nous pouvons donc conclure que le MMP-12 joue un rôle important dans la pathologie asthmatique et que ladministration de siRNA ciblant ce gène permet de diminuer linflammation à éosinophiles ainsi que lhyperplasie des cellules à mucus. Ceci permet de penser que la MMP-12 est une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour le traitement de lasthme.

Neutrofilai ir makrofagai – vienos svarbiausių uždegiminiame procese dalyvaujančių ląstelių. Lėtinės obstrukcinės plaučių ligos (LOPL) metu aktyvintos šios ląstelės sintetina biologiškai aktyvias medžiagas, skatinančias intensyvesnį sisteminį ir kvėpavimo takuose vykstantį uždegimą. Iki šiol nėra aiškūs neutrofilų ir makrofagų sintetinamų žymenų (citokinų, proteinazių) ypatumai sergant LOPL ir atsižvelgiant į rūkymo įprotį. Nėra žinoma, kaip kraujo neutrofilų funkcines savybes tiesiogiai įtakoja pats sergančiųjų LOPL kvėpavimo takų sekretas. Šio tyrimo tikslas buvo įvertinti neutrofilų ir makrofagų funkcinių savybių ypatumus sergant lėtine obstrukcine plaučių liga ir galimus jų skirtumus priklausomai nuo rūkymo įpročio. Ištirti sergančių LOPL rūkančiųjų ir neberūkančiųjų matrikso metaloproteinazės-12 raiškos kvėpavimo takų sekreto makrofaguose ypatumai. Įvertintos sergančiųjų LOPL biologiniais ir cheminiais veiksniais aktyvintų kraujo neutrofilų funkcinės savybės (chemotaksis, fagocitozė, reaktyviųjų deguonies formų susidarymas), analizuotas potencialus moduliacinis kvėpavimo takų sekreto poveikis šioms funkcinėms savybėms. Nustatyta, jog sergančiųjų lėtine obstrukcine plaučių liga neutrofilai ir makrofagai buvo labiau aktyvūs nei sveikų asmenų ląstelės; rūkymo įprotis įtakojo kai kurias uždegimines neutrofilų ir makrofagų savybes kvėpavimo takų sekrete ir kraujyje. / Neutrophils and macrophages play an important role in inflammatory process. Activated during chronic obstructive pulmonary disease (COPD), these cells synthesize a variety of biologically active compounds, which may further amplify both systemic and local airway inflammation. The features of biologically active compounds (cytokines, proteinases) released by neutrophils and macrophages during COPD and according to smoking status are unknown. Still, a direct influence of airway mucous from COPD patients on functional neutrophil features is unknown. The aim of this study was to evaluate the functional features of neutrophils and macrophages during chronic obstructive pulmonary disease and possible differences according to smoking status. An expression of matrix metalloproteinase-12 in airway mucous of COPD smokers and ex-smokers was evaluated. The functional features (chemotaxis, phagocytosis, production of reactive oxygen species) of biologically and chemically activated blood neutrophils and a modulator effect of airway mucous were also analysed. The neutrophils and macrophages of patients with chronic obstructive pulmonary disease were more activated than the cells of healthy individuals; smoking status has influenced some inflammatory features of neutrophils and macrophages in airway mucous and blood.

Matrix metalloproteinases (MMPs) are required for tissue remodelling processes, including angiogenesis. MMP activity is generally proangiogenic but MMP-12 is suggested to be antiangiogenic and its precise role is still unclear. The work in this thesis describes the synthesis of an MMP-12 inhibitor and activity probe to address the hypothesis that MMP-12 inhibits angiogenesis. An inhibitor, synthesised in-house, selectively inhibited MMP-12 in in vitro recombinant enzyme assays. An activity probe, also synthesised in-house, was selective for MMP-12 in in vitro recombinant enzyme assays. The function of MMP-12 during angiogenesis was assessed using murine models of angiogenesis; the in vivo sponge implantation, and the ex vivo aortic ring assays. Angiogenesis and MMP activity were imaged in vivo in sponges in C57Bl6/J mice over 7 − 21 days (D) using commercial probes (MMPSense™ and AngioSense™). MMP-12 protein concentration and activity were higher in sponges during early angiogenesis (D 3 − 7) when gene expression of vascular endothelial growth factor (a proangiogenic marker) was also high. Gene expression for MMP-12 and platelet-derived growth factor receptor (a marker of vascular maturation) were both higher on D 21 as angiogenesis started to stabilise. The MMP-12 activity probe was unsuccessful in selectively detecting MMP-12 activity in sponge lysate mixtures from D 7 − 21. Administration of an MMP-12 inhibitor did not increase angiogenesis in the sponges in vivo. Additionally, sponges implanted in MMP-12-/- mice did not exhibit significant changes in angiogenesis or MMP activity when imaged in vivo using commercial probes (MMPSense™ and AngioSense™) on D 7. Supporting this, histological analysis of the sponges (removed on D 21) showed that deletion of MMP-12 also did not increase angiogenesis within the sponges.

Le RXP470.1 est l’un des premiers inhibiteurs puissants de la MMP-12, une métalloprotéase à zinc impliquée dans de nombreuses pathologies comme l’athéroclérose et la bronchopneumopathie obstructive chronique (BPCO). Pour comprendre les bases moléculaires contrôlant l’interaction de cet inhibiteur avec sa cible, des approches pluridisciplinaires associant des relations structure-activité, avec des études de cristallographie de complexes enzymes inhibiteurs et d’études de microcalorimétrie, décrivant les contributions enthalpiques et entropiques impliquées dans la formation des complexes, ont été réalisées dans ce travail de thèse. Les affinités de trois analogues du RXP470.1 ont été tout d’abord déterminées. Puis quatre structures cristallographiques de complexes enzyme/inhibiteur décrivant le mode d’interaction duRXP470.1 et de ces trois analogues ont été obtenues avec des résolutions de 1.15 Å, 1.50 Å, 1.50Å et 1.30 Å, respectivement. Parallèlement les études de microcalorimétrie ont été menées pour étudier les facteurs énergétiques contrôlant l’interaction du RXP470.1 avec la MMP-12. Les résultats indiquent que la présence d’une chaîne latérale très longue et hydrophobe en position P1’de l’inhibiteur s’insérant dans la cavité S1’ de la MMP-12 est essentielle à la très bonne affinité de cet inhibiteur pour la MMP-12. Cette interaction met essentiellement en jeu un effet entropique très important de - 4 kcal/mol. L’interaction du RXP470.1 est aussi essentiellement dirigée par une forte augmentation d’entropie (-TDS= -10 kal/mol) et une composante enthalpique beaucoup plus faible (DH= -2.5 kcal/mol), et ce malgré l’observation dans le cristal de nombreuses interactions entre l’inhibiteur et le site actif de la MMP-12. L’étude de microcalorimétrie met aussi en lumière la prise d’un proton au cours de la formation du complexe enzyme inhibiteur impliquant deux résidus chargés négativement en solution, le résidu catalytique Glu219 et le groupe phosphoryle chélatant du zinc dans l’inhibiteur. Cette étude révèle aussi que si le groupe phosphoryle est considéré comme un chélatant faible de l’atome de zinc, il impose néanmoins des contraintes directionnelles très importantes qui ont un impact sur le positionnement des autres parties de l’inhibiteur dans le site actif de l’enzyme. Ce dernier effet pourrait expliquer pourquoi un certain nombre d’interactions entre l’inhibiteur et l’enzyme ne sont pas optimisées et pourquoi la variation d’enthalpie pour former le complexe reste relativement faible. Cette étude ouvre maintenant la voie à d’autres études en plaçant au centre des futurs travaux le rôle du groupe chélatant dans la conception des inhibiteurs de MMP, ainsi de nouveaux inhibiteurs puissants et sélectifs d’autres MMP devraient voir le jour grâce à ce travail et aux résultats obtenus. / RXP470.1 is one of the first highly potent and selective inhibitor of MMP-12, a zinc protease involved in several human diseases such as atherosclerosis and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). To understand the molecular determinants controlling the interaction of RXP470.1 with MMP-12 active site, a multidisciplinary approach combining structure-activity data, crystallography and microcalorimetry have been performed on RXP470.1 and its three analogues. The affinities of the three RXP470.1 analogues have been determined. Then, fourcrystal structures of MMP-12 in interaction with these inhibitors have beendetermined at high resolution, 1.15 Å, 1.50 Å, 1.50 Å et 1.30 Å, respectively. These data have indicated that the presence of a long hydrophobic side chain in the P1’ position of the RXP470.1, which enters deeply inside the S1’ cavity of MMP-12, is playing a key role in the inhibitor affinity. The contribution of this side chain is mostly entropic (-TDS - 4 kcal/mol). The interaction of RXP470.1 with MMP-12 is also mostly driven by a sizeable entropy increase (-TDS= -10 kal/mol) and a more modest enthalpy contribution (DH= -2.5 kcal/mol), despite the observation in the crystal structure of several contacts between inhibitor and MMP-12 active site. Furthermore, this study reveals that the binding of RXP470.1 to MMP-12 is linked to a proton uptake involving two negatively charged residues, the catalytic Glu219 and the phosphoryl group of the inhibitor. Furthermore, despite that the phosphoryl group is considered as a weak zincbinding group, this study highlights that the interactions of this group with the active site zinc atom involved strong directionality between these two groups. This effect has strong impact on the positioning of the other parts of the inhibitor in the MMP-12 active site. This last effect could be responsible for the modest enthalpy increase associated with the binding of RXP470.1 to MMP-12, by preventing the optimization of several interactions between the inhibitor and the enzyme. The results indicate that the role of the zinc-binding group should be better consider in the future. Finally this study opens a new vision in this field and should allow the design of new selective inhibitors of other MMPs.

Les mécanismes de reconnaissance moléculaire sont à la base de nombreuses fonction biologiques essentielles (transduction du signal, régulation de l’expression génique, stimulation du système immunitaire,...). La compréhension des phénomènes physiques et chimiques à la base de ces phénomènes est fondamentale pour de nombreuses applications telles que la conception de médicaments, le développement d’outils diagnostiques ou tout autre procédé biotechnologique. Dans cette étude, nous avons étudié de manière extensive l’interaction entre la métalloélastase du macrophage (MMP-12) et le RXP470.1, un inhibiteur puissant et sélectif. En combinant des approches de cristallographie, de microcalorimétrie (ITC) et des tests enzymatiques, nous avons pu quantifier l’importance énergétique du transfert d’un seul proton suite à la liaison du RXP470.1, et mettre en lumière l’importance des contributions entropiques. Ainsi, la protonation du Glu219, un résidu catalytique, permet de compenser une enthalpie de liaison intrinsèque défavorable. Cette protonation est rendue possible par le large shift de pKa que subit le Glu219 en réponse à la liaison du RXP470.1 (pKalibre = 5.7 ± 0.1 / pKalié = 10 ± 0.04). Enfin, cette étude est la première, à notre connaissance, ayant combiné données d’affinité, thermodynamiques et structurales pour aborder le rôle du groupe chélatant. Nous avons ainsi étudié deux analogues du RXP470.1 variant seulement par la nature de leur pince à zinc. Ces modifications se traduisent par un effet marqué sur les profils d’affinité et de sélectivité ainsi que sur la signature énergétique des composés étudiés. L’étude des facteurs B, associés à l’analyse des structures cristallographiques, de ces inhibiteurs en complexe avec la MMP-12, suggère que des différences mineures de structures peuvent engendrer des variations de mobilité importantes au niveau des résidus impliqués dans l’interaction inhibiteur - enzyme. Ces différences trouvent leur origine dans un positionnement très légèrement différent du groupe chélatant par rapport au zinc.Pris dans leur ensemble, ces résultats pointent la nécessité de combiner un ensemble d’approches expérimentales pour décrire la complexité des interactions protéine/ligand. Ces associations doivent permettre d’évaluer le potentiel de méthodes théoriques capables de décrire des systèmes complexes. / Protein-ligand recognition mechanisms are essential to many fundamental biological functions such as signal transduction, gene regulation or stimulation of the immune system. Understanding the physical and chemical phenomenon upon protein-ligand binding is essential for many practical applications such as drug design, ligand based diagnostic tools and any other study based on biotechnology. In this study, we extensively explored the interaction between human macrophage metallo elastase MMP-12 and RXP470.1, a potent and selective inhibitor. By combining high resolution X-ray crystallography, FRET based enzyme assays and Isothermal Titration Calorimetry, we were able to highlight the importance of entropic contributions and to quantify the importance of a single proton transfer upon RXP470.1 binding. We show, here, how the protonation of Glu219 upon RXP470.1 binding rescues an otherwise unfavourable binding enthalpy. This protonation is made possible by the large pKa shift Glu219 undergoes as RXP470 enters MMP12h To our knowledge, this study is also the first to address the zinc binding group effect from affinity, thermodynamlc and structural data. We tested two RXP470 analogues, which only differ by their zinc-binding group. We show that this, apparently minor, change has great consequences regarding their affinity profiles and thermodynamic signatures. In addition, the analysis of the b factors, associated to the X-ray structures of these compounds in complex with MMP-12, suggests that small modifications of the zinc binding group might imply important mobility variations of the residues involved in the protein-ligand interaction. These modifications are initiated by a small shift of the zinc binding groups positioning in the active site.Taken together, these results point toward the necessity to combine several experimental approaches to describe the complexity of protein-ligand interactions. These associations should allow the evaluation of new theoretical methods able to describe complex systems.

La bronchopneumopathie chronique obstructive ou BPCO est une atteinte des voies respiratoires causée par le tabagisme. Cette maladie pulmonaire chronique et non réversible pour laquelle il n’y pas de traitement curatif se caractérise par une inflammation permanente du tractus respiratoire. Celle-ci est due à l’afflux massif de cellules de l’inflammation, principalement des neutrophiles et macrophages, qui libèrent après activation, de nombreuses protéases actives. Ces protéases vont alors dégrader les protéines de structure comme l’élastine, ce qui va entraîner la dégradation progressive des alvéoles pulmonaires et au final une altération de plus en plus marquée de la fonction respiratoire. Parmi les différentes protéases présentes dans le poumon, la MMP-12 de macrophage, joue un rôle clé dans la physiopathologie de la maladie. / Chronic obstructive pulmonary disease or COPD is a lung disease caused by tobacco smoking. This is a chronic and non reversible disease for which no curative treatment is available yet. Permanent inflammation of the airways is a hallmark of COPD because immune cells such as neutrophils and macrophages are continuously recruited. Once activated, these cells release numerous active proteases which participate to the degradation of structural proteins of the lungs such as elastin, leading to lung emphysema as a consequence of lung alveoli degradation. Among the different proteases found in the lungs, macrophage MMP-12 has been reported to play a key pathogenic role in COPD development.

Hepatocyte Growth Factor (HGF)–induced Epithelial–Mesenchymal Transition (EMT) is a complex cellular pathway that causes epithelial cell scattering by breaking cell–cell contacts, eliminating apical–basal polarity, and replacing epithelial markers and characteristics with mesenchymal markers. Early EMT events include a brief period of cell spreading, followed by cell compaction and cell–cell contact breaks. A forward chemical genetics drug screen of 50,000 unique compounds measuring HGF–induced cell scattering identified 26 novel EMT inhibitors, including 2 proteolytic inhibitors. Here, we show that B5500–4, one of the EMT inhibitors from the screen, blocks HGF–induced EMT by a predicted blocking of the protease furin, in addition to secondarily blocking Beta–Secretase (BACE).We also show that MMP–12 and MMP–9 are required for HGF–induced EMT to progress. MMP–12 is required for cell contraction, and its inhibition produces a continuous cell spreading phenotype.We also demonstrate that both furin and BACE activity are required for HGF–induced EMT to proceed, but that they are involved in separate pathways. We show that BACE inhibition leads to a failure of cell spreading in early EMT, and that EphA2 is a member of this pathway. We also demonstrate that it is likely BACE2, and not BACE1 that is responsible for early cell spreading. Furin is also required for HGF–induced cell scattering, but does not play a role in the cell spreading process. These findings highlight the importance of proteolytic activity at the earliest stages of HGF–induced EMT.

Le développement d’une nouvelle sonde dite « activity-based probe » pour réaliser la détection de formes actives de protéases appartenant à la famille des protéases à zinc de la matrice (MMP) a été réalisé dans ce travail, en partant d’un inhibiteur phosphinique puissant des MMP dans lequel a été introduit un groupement photoactivable de type diazérine. Ce composé se révèle un inhibiteur puissant de plusieurs MMP avec des affinités nanomolaires. Ce composé incubé avec différentes MMP est par ailleurs capables de modifier de façon covalente un grand nombre de MMP au niveau de leur site actif, avec des rendements de modification variant de plus de 50% à 11%, selon la nature des MMP. En ayant choisi comme moyen de détection la radioactivité, nous démontrons qu’avec cette nouvelle sonde qu’il est possible de détecter des formes actives de MMP avec des sensibilités de l’ordre de la femtomole dans des systèmes modèles de protéomes complexes. Appliquée à l’analyse de lavages broncho alvéolaires de souris traitées par voie pulmonaire avec des nanoparticules pour induire une réponse inflammatoire, cette nouvelle sonde permet de mettre en évidence la présence de formes actives du domaine catalytique de la MMP-12, une métalloprotéase à zinc exprimée par les macrophages, mais pas dans les animaux contrôles. En revanche l’analyse de carotides humaines de patients souffrant d’athérosclérose ne nous pas conduit avec cette sonde à la détection de formes actives de MMP. Malgré ce résultat, il est à noter que la détection de forme active de MMP dans un fluide pathologique est une première dans ce domaine. Cette sonde étant validée pour sa capacité à détecter des formes actives de MMP, elle permettra dans l’avenir de tester d’autres fluides pathologiques d’origine humaine ou bien des extraits de tissu comme des tumeurs pour lesquels les MMP pourraient être des marqueurs de ces pathologies. / A new activity-based probe able to covalently modify the active site of proteases belonging to the matrix metalloprotease family (MMPs) has been developed in this thesis project. The probe was shown to behave as potent inhibitor of several MMPs, with nanomolar Ki values. This probe was also able to modify specifically only the free active site of MMPs, with particular high yields of cross-linking varying from 50 % to 11 %, depending of the MMPs tested. Using radioactivity as means of detection, this probe was able to detect active form of MMPs with a threshold of 1 femtomole. Applied to the study of bronchoalvelolar fluids (BAL) from mice exposed to nanoparticles by a lung aspiration protocol, this probe revealed the presence of the catalytic domain of MMP-12 under its active form, but not in control animals. When used to detect active form of MMPs from extracts obtained from human arteries of patient suffering from atherosclerosis, the probe was not able to detect such MMP active forms. Despite this negative result, the detection of active form of MMP in pathological fluid like BAL has never been reported before this work. Having validated this novel MMP activity-based probe, it will be possible to use it now for detecting MMPs from other pathological fluids or tissues extracts in which MMPs can be good markers of the pathology.

Le développement d'une nouvelle sonde dite " activity-based probe " pour réaliser la détection de formes actives de protéases appartenant à la famille des protéases à zinc de la matrice (MMP) a été réalisé dans ce travail, en partant d'un inhibiteur phosphinique puissant des MMP dans lequel a été introduit un groupement photoactivable de type diazérine. Ce composé se révèle un inhibiteur puissant de plusieurs MMP avec des affinités nanomolaires. Ce composé incubé avec différentes MMP est par ailleurs capables de modifier de façon covalente un grand nombre de MMP au niveau de leur site actif, avec des rendements de modification variant de plus de 50% à 11%, selon la nature des MMP. En ayant choisi comme moyen de détection la radioactivité, nous démontrons qu'avec cette nouvelle sonde qu'il est possible de détecter des formes actives de MMP avec des sensibilités de l'ordre de la femtomole dans des systèmes modèles de protéomes complexes. Appliquée à l'analyse de lavages broncho alvéolaires de souris traitées par voie pulmonaire avec des nanoparticules pour induire une réponse inflammatoire, cette nouvelle sonde permet de mettre en évidence la présence de formes actives du domaine catalytique de la MMP-12, une métalloprotéase à zinc exprimée par les macrophages, mais pas dans les animaux contrôles. En revanche l'analyse de carotides humaines de patients souffrant d'athérosclérose ne nous pas conduit avec cette sonde à la détection de formes actives de MMP. Malgré ce résultat, il est à noter que la détection de forme active de MMP dans un fluide pathologique est une première dans ce domaine. Cette sonde étant validée pour sa capacité à détecter des formes actives de MMP, elle permettra dans l'avenir de tester d'autres fluides pathologiques d'origine humaine ou bien des extraits de tissu comme des tumeurs pour lesquels les MMP pourraient être des marqueurs de ces pathologies.