Les oligonucleotides sont utilisés pour de nombreuses applications dans le domaine du diagnostic et ils peuvent également être utilisés comme traitement pour de nombreuses maladies. Les oligonucléotides sont des polyanions qui viennent s'hybrider sur leurs séquences complémentaires elles aussi anioniques. Les répulsions électrostatiques impliquent que l'addition de charges positives sur les oligonucléotides serait bénéfique pour diminuer les répulsions et améliorer l'hybridation. Dans le but de diminuer ces répulsions électrostatiques, des conjugués oligonucléotide-oligocation sur lesquels sont greffées des unités spermines ont été développés. Les conjugués oligonucléotideoligocation sont synthétisés sur un synthétiseur automatique d'oligonucléotide en utilisant la chimie des phosphoramidites. Les« Zip Nucleic Acid »ou ZNAs sont des oligonucléotides portant une queue cationique de quelques unités de spermine et sont de charge globale négative. Les modifications apportées permettent d'améliorer l'hybridation en accélérant la reconnaissance de la séquence cible et en augmentant la température de fusion linéairement avec le nombre de spermines greffées sans altérer la spécificité. Les ZNAs se révèlent être efficaces utilisés comme amorces ou sondes en PCR et ils apparaissent comme de nouveaux outils intéressants pour la biologie moléculaire. Les petits ARNintérferents (si RNA) induisant l'extinction d'un gène par la voie d' ARN interférence ont suscités un grand engouement ces dernières années, cependant leur très faible pénétration cellulaire est un frein majeur à leur utilisation. C'est pour cela que les conjugués oligonucléotide- oligospermine ont un réel intérêt pour le domaine de la thérapie in vivo. Les duplexes SIRNAPLUS cationiques sont des siRNAs ciblantspécifiquement un ARN messager. Ils sont constitués d'un brin sens ARN-oligospermine de charge globale positive hybridé à un brin antisens. Les résultats ont montré que lesSIRNAPLUS pouvaient entrer seuls dans les cellules sans agent de transfert pour induire l'extinction d'un gène cible et les premières expériences montrent qu'ils sont actifs in vivo. Mes travaux de thèse ont porté sur le développement des conjugués oligonucléotide oligospermine et démontrent des applications potentielles dans le domaine du diagnostic et de la thérapie. / Oligonucleotides are finding an extremely large number of applications in molecular diagnostics and might become a very selective class of drugs for the treatment of a vast palette of diseases. Oligonucleotides are polyanions that exert their specifie activity following hybridization to a complementary sequence borne by another polyanionic nucleic acid. Simple electrostatic considerations imply that hybridization energy and cell binding couId benefit from addition of cationic groups to the oligonucleotide structure. Towards the aim of improving hybridization by decreasing electrostatic repulsions between the negatively charged strands, oligonucleotide-oligocation conjugates whose global charge is modulated by the number of cationic spermine moieties grafted on the oligonucleotides have been developed. Oligonucleotide-oligospermine conjugates are produced using an automated solid-phase synthesis of conjugates that are entirely based on the phosphoramidite coupling chemistry. Zip Nucleic Acids {ZNAs} are oligonucleotides with a short polycationic tail, composed of relatively few spermine units, leading to molecules overall negative in charge. The modification improves hybridisation by accelerating the target recognition and increases the melting temperature linearly with the number of grafted spermines on the oligonucleotide without altering the specificity. ZNAs have been shown to be potent primers and probes for PCR and are new interesting tools for molecular biology and diagnostics applications. Small interfering RNA (siRNA}-mediated gene silencing has become a drug development paradigm. As drug candidates, they must aIso be able to cross the anionic cell membrane. However, still one major limitation of the use of siRNA remains their inability to penetrate efficiently into cells of a particular tissue or tumour. That gives to oligonucleotide-oligospermine conjugates a real interest in this domain and more generally in vivo therapies. Cationic SIRNAPLUS are duplexes of small RNAs targeting a specifie mRNA. They are produced as an oligospermine-RNA sense strand, with positive global charge, associated to an antisense RNA strand. Results have shown that cationic siRNAs are able to enter cells efficiently without vector and to display silencing activity at nanomolar concentration. To have positive global charge, the number of spermine moieties has been increased. Purification and characterization methods have been developed to have cationic siRNAs compatible with in vivo experiments. My thesis will describe the synthesis of oligonucleotide-oligospermine conjugates as well as their applications.

Un très grand nombre de travaux de recherche fait état de l’intérêt des oligonucléotides en tant qu’agents thérapeutiques. Les modes d’actions envisageables sont très variés (thérapie antisens, antigène, interférence ARN, etc.). Cependant, les propriétés pharmacocinétiques et pharmacodynamiques des oligonucléotides naturels ne permettent pas leurs utilisations in vivo. Leurs propriétés peuvent être améliorées par des modifications chimiques. Notre travail consiste à synthétiser une nouvelle génération d’oligoribonucléotides modifiés : les oligomères de nucléosides aminooxy acides. Dans ces oligomères, la liaison phosphodiester de l’ARN est remplacée par une liaison N-oxyamide -CONHO-. Cette liaison est stable vis-à-vis des hydrolyses chimiques et enzymatiques et est facilement engagée dans des liaisons hydrogène. La préparation de différents nucléosides aminooxy esters protégés à partir de l’uridine ou du D-(+)-glucose est présentée. Par ailleurs, les N-oxy PNA constituent une autre famille d’oligonucléotides modifiés présentant une liaison N-oxyamide. L’analyse structurale des monomères et des dimères de N-oxy PNA est détaillée.De plus, un projet en collaboration avec le LBPA s’intéresse à une méthode de détermination de la structure secondaire des ARN. Dans ce but, nous avons conçu, synthétisé et étudié des sondes chimiques ciblant le ribose des nucléotides non appariés d’ARN. L’emploi de catalyseurs nucléophiles comme la DMAP permet d’augmenter la réactivité des sondes. / A large number of researches report the interest of oligonucleotides as therapeutic agents. The modes of actions are very varied (antisense therapy, antigen therapy, RNA interference, etc.). However, the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of natural oligonucleotides do not allow their in vivo uses. Their properties can be improved by chemical modifications. Our work consists to synthesize a new generation of modified oligoribonucleotides: the oligomers of aminooxy acids nucleosides. In such oligomers, the phosphodiester bond of the RNA is replaced with a N-oxyamide bond -CONHO-. This linkage is stable to chemical and enzymatic hydrolysis and is easily engaged in hydrogen bondings. The preparation of different protected aminooxy esters nucleosides starting from uridine or D-(+)-glucose is presented. Furthermore, N-oxy PNA constitute another family of modified oligonucleotides having a N-oxyamide bond. Structural analysis of the monomers and the dimers of N-oxy PNA is detailed.In addition, a project in collaboration with the LBPA focuses on a method for determining the secondary structure of RNA. To this end, we designed, synthesized and studied chemical probes targeting ribose of unpaired nucleotides. The use of nucleophilic catalysts such as DMAP increases the reactivity of the probes.

Le PNA est un des mîmes d’ADN les plus prometteurs en biologie moléculaire et génomique fonctionnel, pour des applications en tant que biosenseur ou encore dans son utilisation pour du diagnostique et de la détection. Les PNAs sont résistants aux nucléases et aux protéases et s’apparient à leurs complémentaires ADN et ARN selon les règles de Watson Crick, Hoogsteen ou Hoogsteen inverse. Cependant, les PNAs ont une faible solubilité et une pauvre absorption cellulaire qui leurs empêchent d’être utilisés dans des applications thérapeutiques. Différentes modifications ont été apportées pour améliorer ces propriétés. Notre travail consiste à synthétiser une nouvelle génération d’oligonucléotides modifiés : les N-oxy PNAs, avec un lien N-oxy amide au lieu du lien amide. Ce changement peut apporter de nouvelles liaisons hydrogène et donne la possibilité de fonctionnaliser l’azote de la fonction N-oxy amide, stable vis-à-vis des hydrolyses enzymatiques et chimiques. Différentes méthodes de synthèse de nucléoaminooxy esters protégés orthogonalement sont présentées depuis la L-sérine ou la L-méthionine. Les bases nucléiques sont liées au squelette par des liens N-oxy amide, amide ou triazole. Différents dinucléo N-oxy peptides ont également été préparés depuis la L-méthionine. Un deuxième projet en collaboration avec LBPA est entrepris pour déterminer la structure secondaire de l’ARN. Des sondes chimiques, des Ribosondes, ont été préparées afin d’identifier les nucléotides dont les bases nucléiques sont appariées et celles qui ne le sont pas. / The PNA is one of the most successful DNA mimics for molecular biology and functional genomics, DNA diagnostic and detection, and biosensor applications. PNAs, being resistant to nucleases and proteases, bind to complementary DNA and RNA obeying Watson-Crick, Hoogsteen or reverse Hoogsteen base pairing rules. However, PNA has poor water solubility and a lack of cell permeability which prevent its therapeutic application. Different modifications have been made to improve these properties. Our work consists to synthesize a new generation of modified oligonucleotides: the N-oxy PNA, with an N-oxy amide bond in place of amide one. This change could bring new hydrogen bonds and the possibility to functionalize the nitrogen of the N-oxy amide function which is stable to enzymes and chemical hydrolysis. Different practical methodologies are presented for the synthesis of different orthogonally protected nucleoaminooxy esters from L-serine or L-methionine, with nucleobase linked through N-oxy amide, amide or triazole. Some dinucleo N-oxy peptides have also been prepared from L-methionine. A second project with LBPA is undertaken to determine the secondary structure of RNA. Chemical probes, the Ribosondes, have been synthesized to identify nucleotides with nucleic bases paired and unpaired.

Pseudomonas aeruginosa (PA) est une bactérie présentant des résistances aux antibiotiques toute particulière. Elle est aujourd’hui largement impliquée dans de nombreuses maladies nosocomiales et dans l’infection de patients immunodéprimés. Les lectines sont des glycoprotéines formant des interactions faibles et réversibles avec les saccharides, et elles sont impliquées dans les mécanismes de protection et de virulence de la bactérie. Afin d’augmenter l’affinité des sucres pour celle-ci nous utilisons la multivalence conduisant à des leurres moléculaires ciblant les lectines I et II de PA. Notre stratégie consiste à synthétiser des glycoclusters conjugués à une étiquette ADN permettant leur criblage par des puces à ADN. Nous décrivons le design, la synthèse et l’assemblage des différents blocs de construction composant les glyco-oligonucléotides en s’appuyant sur la chimie "Click" (CuAAc) et la chimie oligonucléotidique. Le criblage des glyco-oligonucléotides est complété par des études de modélisation moléculaire et par RMN STD. Les meilleurs composés issus du criblage sont synthétisés sans leur étiquette ADN afin d’évaluer leur capacité inhibitrice de la formation du biofilm par PA. / Pseudomonas aeruginosa (PA) is a bacteria with a strong resistance to antibiotics.It’s an opportunistic germ involved in nosocomial infections and the infection of immunocompromised patients. Lectins are glycoproteins that bind saccharides reversibly with a low affinity. They are involved in bacteria protection mechanisms and virulence. In order to increase the affinity of saccharides to PA lectins I and II, we used multivalence and synthesized molecular decoys. Our strategy involves the synthesis of glycoclusters conjugated with a DNA tag in order to easily screen them on DNA arrays. We described here the design, the synthesis and the assembly of different building blocks allowing the synthesis of glyco-oligonucleotides,based on "Click" chemistry (CuAAc) and oligonucleotide chemistry. The screening of theglyco-oligonucleotides was completed by studies of molecular modelisation and by STD NMR.The best compounds from the screening were synthesized without the DNA tag in order to evaluate their abilities of inhibiting the biofilm formation of PA.

Le mélanome cutané est la forme la plus mortelle des cancers cutanés, due à une dissémination métastatique importante. La prise en charge thérapeutique du stade métastatique a été révolutionnée il y a cinq ans avec les autorisations de mise sur le marché des thérapies ciblées (inhibiteurs des kinases BRAF V600- et de MEK) et des immunothérapies (anticorps monoclonaux anti-CTLA-4, anti-PD1, anti-PD-L1). Malgré la prolongation de la survie des patients, le développement de résistances aux inhibiteurs de BRAF, la toxicité et le faible taux de réponse aux immunothérapies sont problématiques. Pour ces raisons, l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques reste une priorité. Notre équipe a récemment identifié une fonction non-codante d'un ARN messager (ARNm). Cet ARNm présente un mécanisme original d'éponge à microARN (miARN) impliqué dans le développement du mélanome. L'ARNm est stabilisé par la fixation d'un miARN sur des éléments de reconnaissance (MRE) non-canoniques, situés au sein de la séquence de l'ARNm. Une fois séquestré sur ces MRE non-canoniques, ce miARN ne peut plus exercer son activité suppresseur de tumeur. En particulier, il ne peut plus réguler post-transcriptionnellement l'expression d'une protéine impliquée dans la prolifération cellulaire. Nous avons démontré, dans le contexte du mélanome métastatique, que cet ARNm éponge est une cible thérapeutique pertinente. L'approche thérapeutique repose sur l'utilisation d'oligonucléotides antisens (ASO) qui masquent les sites de séquestration du miARN, c'est-à-dire les MRE non-canoniques, dans le but de libérer le miARN de l'éponge et de restaurer ses fonctions de régulation. Nous avons fait la preuve de concept du mode d'action de ces ASO et de leurs effets biologiques. Nous avons démontré que ces ASO diminuent la densité cellulaire in vitro et ralentissent la croissance tumorale dans un modèle murin de xénogreffe de cellules de mélanome ainsi que dans un modèle murin de xénogreffes de tumeurs dérivées de patients (PDX). Cette approche thérapeutique est innovante d'une part dans l'usage qui est fait des ASO, et d'autre part dans le concept de libération de miARN d'une éponge, qui permet de restaurer une régulation cellulaire post-transcriptionnelle anti-proliférative. Cette approche est spécifique de la présence de l'éponge et n'a pas d'équivalence en oncologie ni dans aucune autre pathologie. / Cutaneous melanoma is the most deadly form of skin cancer, due to major metastatic spread. Therapeutic care of metastatic stage has been revolutionized five years ago with the approvals of targeted therapies (BRAF V600- and MEK kinases inhibitors) and immunotherapies (monoclonal antibodies directed against CTLA-4, PD1 and PD-L1). Patients overall survival is now prolonged, but resistances to kinases inhibitors, low response rate to immunotherapies, and systemic toxicities are problematic. For these reasons, it remains necessary to identify new therapeutic targets. Our team has recently identified a non-coding function of a messenger RNA (mRNA). This mRNA acts as a microRNA (miRNA) sponge and is implicated into melanoma burden. This mRNA is stabilized by the binding of a miRNA onto non-canonical recognition elements (MREs), located within mRNA sequence. When sequestered on these non-canonical MREs, this miRNA cannot exert its tumor suppressor function. In particular, it cannot anymore post-transcriptionally regulate the expression of a protein implicated into cell proliferation. We demonstrated, in the context of metastatic melanoma, that this sponge mRNA is a relevant therapeutic target. The therapeutic approach uses oligonucleotides antisens (ASO) to mask sequestration sites, which are non-canonical MREs, in the objective to free miRNAs from the sponge and to restore its functions. We made the proof of concept of the molecular mechanism and the biological effects of ASOs. We demonstrated that these ASOs decrease cell density in vitro and slow down tumor growth in a melanoma xenograft mouse model and in a patient-derived xenograft melanoma mouse model. This is a very innovative therapeutic approach by the way we use ASO, and on the concept of liberating miRNA from sponge sequestration, in order to reset a post-transcriptional anti-proliferative cellular regulation. This approach is specific for the sponge and has no equivalence in oncology.

Les biosenseurs basés sur des aptamères quadruplexes comme celui de la thrombine (TBA) recourent souvent à l’élongation de l’aptamère. La flexibilité accrue de l’aptamère-sonde facilite la reconnaissance de la cible et améliore donc sa détection. Or le reploiement des structures quadruplexes est influencé notamment par l’ajout de nucléotides à leur extrémité. Du fait de l’importance de la structure de la sonde pour la reconnaissance, nous avons dans un premier temps comparé le type de reploiement adopté par 2 séquences allongées, GTA GGT TBA et TTT TTT TBA, à celui de TBA et ce en présence de différents cations (Ba2+, Ca2+, K+, Mg2+, Na+, NH4+, Rb+ et Sr2+). La stabilité thermique de ces structures a aussi été étudiée. Nous avons montré qu’alors que TBA se reploie toujours en un quadruplexe anti-parallèle, les séquences allongées peuvent également adopter une conformation parallèle. Les différences entre les résultats obtenus avec les deux séquences allongées indiquent que, contrairement à ce qui se fait dans la littérature, le choix de ces nucléotides devrait être effectué en fonction de la structure adoptée par la sonde allongée dans les conditions d’interaction envisagées.<p><p>La deuxième partie du travail a porté sur l’interaction entre les aptamères et le [Ru(NH3)6]3+, fréquemment utilisé pour quantifier des sondes ADN immobilisées. Nos mesures mettent en évidence un comportement électrochimique inédit pour le [Ru(NH3)6]3+ en interaction avec les aptamères. La notion de [Ru(NH3)6]3+ « confiné » a été introduite pour distinguer cette interaction du cas purement électrostatique bien connu. La stœchiométrie d’interaction entre le [Ru(NH3)6]3+ confiné et la partie quadruplexe des séquences d’aptamère a été évaluée à 2 complexes métalliques par quadruplexe et confirmée, en solution, par dichroïsme circulaire (CD). Ces mesures montrent aussi que ce marqueur redox déstabilise la structure quadruplexe anti-parallèle de TBA et que pour les séquences GTA GGT TBA et TTT TTT TBA, il stabilise des structures quadruplexes parallèles. Dans le cas des séquences allongées, l’interconversion entre les structures parallèles et anti-parallèles a été suivie par CD lors d’une compétition ionique entre les cations [Ru(NH3)6]3+ et K+.<p><p>Sur base des différentes interactions mises en évidence entre le [Ru(NH3)6]3+ et les aptamères, diverses pistes de détection de la thrombine ont été explorées. Les conditions d’immobilisation des sondes ont été optimisées sur base des dimensions de la thrombine. La détection de cette protéine cible a été réalisée avec succès d’une part en exploitant l’interaction purement électrostatique du [Ru(NH3)6]3+ et d’autre part grâce à la formation de [Ru(NH3)6]3+ confiné.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce projet porte sur la synthèse d'oligonucléotides modifiés décorés par des groupements chimiques rappelant les chaines latérales des acides aminés impliqués dans la catalyse enzymatique des protéases à sérine, à savoir l'acide aspartique (Asp), la sérine (Ser) et l'histidine (His) afin d'en mimer l'activité protéolytique. L'approche synthétique de type phosphoramidite a été mise en oeuvre. De ce fait nous avons synthétisé des phosphoramidites fonctionnalisés avec une fonction acide carboxylique rappelant l'Asp, une fonction hydroxyle pour la Ser ou un imidazole pour l'His, correctement protégés pour être ensuite incorporés au sein de séquences oligonucléotidiques, et des phosphoramidites convertibles, qui portent une fonction chimique réactive permettant une conjugaison post synthèse supportée et automatisée de l'oligonucléotide. Ces deux types de phosphoramidites offrent la possibilité de les combiner et donc d'obtenir des séquences hautement fonctionnalisées. Les séquences oligonucléotidiques ont été choisies afin d'apporter un contrôle topologique structurant. Les structures secondaires envisagées sont de type bulge, épingle à cheveux et jonction trois voies car stables grâce aux appariements Watson et Crick entre les bases tout en ayant une flexibilité importante due à la présence de bases non appariées. Les travaux présentés dans ce manuscrit décrivent la synthèse des phosphoramidites modifiés ainsi que l'incorporation du nucléotide convertible de type alcyne au sein de séquences qui ont été conjuguées par CuAAC, et qui ont permi d'obtenir une jonction trois voies qui a été caractérisée par dichroïsme circulaire, gel de polyacrylamide et par dénaturation thermique. / We are interested in the synthesis of modified oligonucleotides decorated by chemical fonctions mimicking the amino acids side chains involved in enzymatic catalysis of serine proteases, acid aspartic (Asp), serine (Ser) and histidine (His), in order to mimic proteolytic activity. The phosphoramidite synthetic approach was choosen. We synthesised functionnalized phosphoramidites bearing either a carboxylic acid function reminding Asp, a hydroxyle function for Ser or an imidazole for His properly protected for their incorporation in oligonucleotides sequences, and convertible phosphoramidites, bearing a reactive function that permits a conjugation post automated oligonucleotides solid phase synthesis. Oligonucleotides sequences have been choosen in order to have a perfect structural control. The envisaged secondary structures are bulge, hairpin and three way junction because of their stability, thanks to Watson et Crick base pairing, and their flexibility thanks to the unpaired bases. The work presented here regards the synthesis of modified phosphoramidites and their incorporation of the convertible alkyne in sequences then conjugated by CuAAC reaction to form a three way junction whose stability and physico-chemical behavior have been evaluated.

Les ARN interférents sont de puissants outils thérapeutiques et biologiques pour la mise en silence de l'expression des gènes. Afin d'améliorer leur stabilité enzymatique, leur biodistribution et leur pénétration cellulaire, nous proposons de développer une approche prodrogue d'ARN interférent. Ce manuscrit rapporte la synthèse et l'évaluation de pro-ARN masqués temporairement par des groupements biolabiles susceptibles d'être hydrolysés dans les cellules afin de libérer l'ARN naturel actif. Deux types de modifications sont présentés : des groupes acétalesters enlevés par des carboxyestérases et des groupes alkyldithiométhyles sensibles à un environnement réducteur. Dans une première partie, une nouvelle méthode de synthèse de pro-ARN partiellement modifiés en position 2' par des groupements acétalesters est décrite. Plusieurs groupements variant par leur caractère lipophile ou cationique sont évalués. Des résultats prometteurs d'études physico-chimiques, de stabilité enzymatique, de pénétration cellulaire et d'inhibition de gènes mettent en valeur l'intérêt d'utiliser certains pro-ARN modifiés en tant qu'outils thérapeutiques. Une deuxième partie présente une voie de synthèse originale de pro-ARN modifiés en position 2' par des groupements alkyldithiométyles. Les propriétés physico-chimiques, la stabilité enzymatique et le démasquage de ces pro-ARN sont décrits. Parallèlement, l'étude d'une réaction d'échange thiol-disulfure permettant l'incorporation de liens disulfures intrabrin au sein de duplex d'ARN et de constructions tige-boucles est détaillée dans ce manuscrit. / SiRNA are powerful therapeutic and biological tools for gene silencing. In the aim of improving their stability, their biodistribution and their cellular delivery, we propose to develop a siRNA prodrug-like approach.This manuscript reports the synthesis and the study of pro-RNA temporarily masked by biolabile groups which could be hydrolyzed inside cells in order to release the active unmodified RNA. Two types of modifications are presented: acetalester groups removed by carboxyesterases and alkyldithiomethyl groups cleaved in a reducing environment within cells.In a first part, a new synthesis strategy of partially modified 2'-O-acetalester pro-RNA is described. Several acetalester groups varying in their lipophilicity and their charge are evaluated. Promising results obtained in physical-chemical studies, enzymatic stability and gene inhibition highlight the use of these modified pro-RNA as therapeutic drugs. A second part introduces an original approach for the synthesis of 2'-O-alkyldithiomethyl pro-RNA. The physical-chemical properties, the enzymatic stability and the unmasking of this pro-RNA are described.Moreover, the study of a thiol-disulfide exchange reaction allowing the incorporation of intrastrand disulfide bond into secondary structure duplex and hairpin is reported in this manuscript.

La maladie de Huntington (MH) est causée par une expansion de répétitions CAG sur l’exon 1 du gène huntingtine (htt), codant pour une protéine mutée. Il a été montré que la diminution d’expression de cette protéine est une piste thérapeutique très prometteuse. Dans ce projet, nous avons étudié et comparé trois approches dites «antisens» : une stratégie allèle non-spécifique, visant à diminuer de manière générale l’expression de htt ; une stratégie allèle spécifique ciblant les répétitions CAG afin d’impacter préférentiellement l’allèle muté ; et enfin une stratégie de saut d’exon permettant d’enlever des sites de clivage à l’origine d’une forme raccourcie et toxique de la protéine htt. Nous avons évalué ces approches grâce à deux outils différents : les tricyclo-DNA (TcDNA), qui sont une nouvelle classe d’oligonucléotides antisens (AON) plus performante que les chimies précédentes, et le système U7snRNA vectorisé, permettant d’induire une expression stable des séquences antisens. Dans un premier temps, ces différentes molécules ont été évaluées in vitro dans des lignées de fibroblastes de patients en quantifiant le niveau d’ARNm et de protéines htt par RTqPCR et Western blot respectivement. Par la suite, les séquences les plus efficaces in vitro ont été sélectionnées et les AON et AAV-U7snRNA correspondants ont été injectés en intracérébroventriculaire (ICV) dans un modèle murin de la MH (souris YAC128). Les résultats les plus encourageants ont été obtenus avec le TcDNA-NS (pour allèle Non Spécifique), permettant une diminution significative de l’expression de htt dans le cortex, l’hippocampe et le striatum 2 et 6 semaines après une injection ICV. Ces résultats prometteurs suggèrent le potentiel des TcDNA comme nouvel outil thérapeutique pour la MH. / Huntington’s disease (HD) is caused by a CAG repeat expansion in the exon 1 of huntingtin gene (htt), encoding for a mutant protein. It has been shown that the silencing/down regulation of huntingtin protein is a promising therapeutic lead. In this project, I have explored and compared three strategies using the antisense approach: a non-allele specific strategy, aiming to silence the global expression of htt; an allele specific strategy targeting CAG repeats to silence preferentially the mutant allele; and an exon-skipping strategy in order to remove cleavage sites which originally cause a shorter and toxic form of the htt protein. These strategies have been evaluated using two different tools: tricyclo-DNA (TcDNA), a new class of antisense oligonucleotides (AON) more efficient than the previous chemistries, and a vectorized approach using U7snRNA system allowing a stable expression of antisense sequences. Firstly, these different molecules have been assessed in vitro in HD fibroblasts quantifying mRNA and htt protein levels with RTqPCR and Western blot respectively. Subsequently, the most efficient sequences have been selected and intracerebroventricular (ICV) injections have been performed with corresponding AON and AAV-U7snRNA in a HD mouse model (YAC128). The most encouraging results have been obtained with the TcDNA-NS (for Non Specific allele), allowing a significant decrease of htt expression in cortex, hippocampus and striatum 2 and 6 weeks after ICV injection. These promising results suggest the potential of TcDNA as a new therapeutic tool for HD.

La maladie de Parkinson est une affection neurodégénérative impliquant le système dopaminergique dans le circuit des ganglions de la base. Le traitement actuel entraîne des effets secondaires moteurs majeurs. Une caractérisation exacte du rôle de chaque récepteur dopaminergique tant au niveau physiologique que pathologique pourrait permettre de mieux comprendre la maladie et les effets secondaires du remplacement de la dopamine, ainsi que bien d'autres maladies neurologiques impliquant ce neurotransmetteur. Chez les rongeurs, la stratégie antisens constitue un outil précieux pour l'étude du rôle des récepteurs du système nerveux, étant plus spécifique que l'approche pharmacologique et n'allouant pas la possibilité d'adaptation comme l'approche transgénique. Les primates étant des modèles animaux plus près de l'humain, l'application de la stratégie antisens aux singes, encore non réalisée au meilleur de notre connaissance, est donc d'un intérêt majeur. L'objectif du présent mémoire a été de caractériser et valider l'utilisation de la stratégie antisens en intracérébral chez le primate non humain, dans le cadre de la caractérisation du rôle du récepteur dopaminergique D2. Pour ce faire, le récepteur D2 du macaque a été clone et une séquence antisens cible identifiée lors d'un précédent travail par Isabelle Weppe. Par la suite, la diffusion de l'antisens au niveau du striatum du singe a été étudiée. Celle-ci étant satisfaisante, des études comportementales ont été réalisées chez des singes normaux et chez des singes hémiparkinsoniens, sous contrôle de sondes d'oligonucléotides aléatoires. Bien que de futures expériences impliquant un plus grand nombre de sujets avec des caractéristiques de base uniformes soient nécessaires, nous proposons ici un premier essai avec un antisens D2 en infusion continue dans le putamen de macaques à longue queue. Des effets comportementaux reproductibles ont pu être observés et la toxicité des sondes a paru mineure. Les résultats biochimiques ont été comparables à ceux obtenus chez le rat au niveau des récepteurs D2 et Dl, et sont moins facilement interprétables dans le cas des neuropeptides, ceux-ci n'ayant pas été mesurés chez les rats sous antisens D2 à notre connaissance.