L’objectif de cette thèse a été d’explorer l’association entre des variants génétiques impliqués dans la variabilité interindividuelle de la réponse au traitement par les opioïdes et la survenue d’effets secondaires. Nous avons recherché si des facteurs génétiques influençaient la réponse à la morphine dans le traitement de la douleur aigüe. L’allèle T du polymorphisme c.3435C>T d’ABCB1 est significativement associé aux doses de morphine et à la survenue de nausées dans une étude pilote chez des patients libanais en post-opératoire. Ensuite, l’étude de la réponse à la morphine chez des patients présentant une obésité morbide a montré que la fréquence de l’allèle 118G d’OPRM1 et le seuil de sensibilité à la douleur sont plus élevés que chez les patients à poids normal. La recherche des facteurs influençant la variabilité de la réponse à la méthadone chez des patients toxicomanes traités pour substitution a mis en évidence deux polymorphismes (TaqIA de DRD2/ANKK1 et c.118A>G d’OPRM1) significativement associés à la dose maximale de méthadone administrée. Trois facteurs sont associés au phénotype CYP3A, impliqué dans le métabolisme de la méthadone: la prise de benzodiazépines, l’infection par le VIH et un polymorphisme de POR, gène qui code une oxydoréductase. De plus, le travail mené sur les effets secondaires cardiaques de la méthadone a permis de mettre en évidence trois facteurs corrélés à l’allongement de l’espace QT : la dose, l’infection par le VIH et le polymorphisme p.Lys897Thr de KCNH2 codant pour le canal potassique hERG. Ces travaux contribuent à démontrer l’intérêt d’intégrer des données cliniques et génétiques dans la prescription personnalisée des opioïdes. / The main objective of this thesis was to explore the association between genetic variants potentially involved in inter-individual variability of opioids’ response and side effects in the treatment of pain and opiate substitution treatment. Initially, we investigated whether genetic factors influence the response to morphine in the treatment of acute pain. The T allele of the polymorphism ABCB1 c.3435C>T was significantly associated with doses of morphine and the outcome of nausea in a pilot study in Lebanese postoperative patients. Next, we examined the response to morphine in patients with morbid obesity (BMI>40); in these patients, the frequency of the 118G OPRM1 allele and the pain threshold appeared to be higher than in patients with normal BMI. The search for factors influencing the variability in response to methadone in patients treated for drug substitution showed that two polymorphisms (DRD2/ANKK1 TaqIA and OPRM1 c.118A>G) were significantly associated with the maximum doses of methadone. In addition, three factors were associated with the CYP3A phenotype, involved in the metabolism of methadone: the use of benzodiazepines, HIV infection and a polymorphism in POR gene, which encodes an oxidoreductase. Finally, the exploration of the cardiac side effects of methadone has highlighted three factors significantly correlated with QT prolongation: methadone doses, HIV infection and the polymorphism p.Lys897Thr in KCNH2 encoding a cardiac potassium ion channel. This work demonstrates the importance of integrating both clinical and genetic data in the personalized prescription of opioids.

L'intérêt croissant de la communauté scientifique pour le noyau 1,2,4-triazole nous a amené à développer une nouvelle synthèse de cet hétérocycle substitué sur les positions 3, 4 et 5 par des acides aminés. L'étape clé de la synthèse est une étape de couplage-cyclisation utilisant du benzoate d'argent. Nous avons prouvé qu'il est possible d'utiliser des α-aminoacides comme produit de départ.L'étude cette réaction a montré qu'elle n'induit pas d'épimérisation sur les atomes de carbones en α des positions 3, 4 et 5 du noyau triazole et que le traitement optimisé permet d'éliminer les sels métalliques jusqu'à des concentrations très basses. L'optimisation du traitement nous a également permis d'améliorer les rendements et d'effectuer une monté en échelle de la synthèse. Nous avons alors utilisé cette plateforme hétérocyclique pour étudier l'affinité d'analogues rigidifiés de deux neuropeptides envers leurs cibles respectives : le récepteur cholécystokinine 2 et le récepteur µ-opioïde. Ce travail nous a permis d'obtenir plusieurs ligands ayant une activité submicromolaire pour ces récepteurs. Nous pensons qu'une optimisation des propriétés de ces composés peut être d'un grand intérêt clinique et que l'approche suivie pour leur mise au point peut s'appliquer à d'autres RCPGs. / The growing interest of the scientific community for the 1,2,4-triazole heterocycle led us to develop a new synthesis of this ring trisubstituted in positions 3, 4, and 5 by amino acids. The key step is a coupling-cyclisation step using silver benzoate for which we proved that α-aminoacid can be used as starting material.The study of this reaction showed that it does not induce epimerization on carbon atom in α of the position 3, 4 or 5 on the triazole ring. The optimized work up has been shown to limit metal residual traces at a very low concentration. This optimization allowed us to increase yields and to scale-up reaction. We used this scaffold to study affinity of neuropeptides rigidified analogs to their respective targets: cholecystokinin 2 and µ opioid receptors. This work led us to submicromolar affinity compounds for these receptors. We think that an optimization of these compounds can be of great clinical interest and that our strategy for the discovery of new ligands can be applied to several other GPCRs.

Notre recherche concerne les conditions d'acceptabilité de différents moyens de traiter la douleur dans les soins palliatifs, par les professionnels de santé et le grand public. Deux moyens sont étudiés : l’utilisation d’antalgiques, notamment de palier III ; la mise en œuvre d’une sédation. Notre recherche est basée sur la Théorie Fonctionnelle de la cognition de Norman Anderson (1981). Concernant l'étude portant sur l’utilisation des antalgiques : 192 participants ont jugé du degré d'acceptabilité de chacun des 56 scénarios proposés, résultant de la combinaison de quatre facteurs : « concertation du médecin avec l’équipe de soins », « demande de la personne à être soulagée de sa douleur », « niveau de douleur, exprimé grâce à l’échelle numérique de douleur », « décision du médecin en termes de prescription d’antalgique ». Pour l'étude portant sur la sédation : 192 personnes ont jugé du degré d'acceptabilité des 48 scénarios proposés. Ils sont le résultat de la combinaison des quatre facteurs suivants : « demande de la personne », « type de sédation », « espérance de vie », « concertation du médecin avec l’équipe de soins ». Pour l’étude portant sur l’utilisation des antalgiques, notamment de palier III, il ressort que seuls trois des facteurs manipulés ont joué un rôle dans l’acceptabilité de la décision du médecin. Il s’agit par ordre croissant des facteurs « niveau de douleur », « décision du médecin » et « concertation du médecin ». Le facteur le moins influent puisque n’ayant pas eu d’effet significatif est le facteur « demande de la personne ». L’analyse en clusters nous a également permis de discriminer 6 groupes de participants, ayant chacun leur propre politique de jugement. Concernant l’étude sur la sédation, nous retrouvons également que trois des quatre facteurs manipulés ont eu une influence sur le jugement d’acceptabilité. Par ordre croissant, il s’agit des facteurs « demande de la personne », « type de sédation » et « concertation du médecin ». Le facteur « espérance de vie » n’a pas eu d’effet significatif. L’analyse en clusters nous a permis de différencier 4 classes de participants, se regroupant selon leur politique de jugement. L'acceptabilité des différents moyens utilisés pour soulager la douleur en fin de vie est largement influencée par les facteurs intervenant dans les scénarios. / Our research concerns the conditions of acceptance of different ways to treat pain in palliative care by health professionals and laypeople. Two ways are studied: the use of analgesic, including strong opioids ; implementation of sedation. Our research is based on the Functional Theory of Cognition by Norman Anderson (1981). On the study on the use of analgesics : 192 participants rated the degree of acceptability of each of the 56 proposed scenarios, resulting from the combination of four factors: « decision-making process », « request of the person to be relieved of his pain », « pain level, expressed through digital pain scale », « decision of the physician in terms of painkiller prescription ». For the study of sedation : 192 people judged the acceptability of the 48 proposed scenarios. They are the result of four factors combination: « request for sedation », « type of sedation », « life expectancy », « decision-making process ». In the study on the use of painkillers, especially strong opioids, it appears that only three of the manipulated factors played a role in the acceptability of the doctor's decision. The result by ascending order of the factors is: « pain level », « decision » and « decision-making process ». The less influential factor, since having no significant effect, is the factor « request ». The analysis in clusters also allowed us to discriminate 6 groups of participants, each with their own political judgment. Regarding the study on sedation, we also find that three of the four manipulated factors had influenced the judgment of acceptability. In ascending order, these factors are « request », « type of sedation » and « decision-making process ». The « life expectancy » factor had no significant effect. The analysis in clusters enabled us to distinguish 4 classes of participants, coming together according to their political judgment. The acceptability of the various means used to relieve pain in later life is largely influenced by the factors involved in the scenarios.

Le tissu adipeux (TA) est connu pour sa plasticité puisqu'il est capable de s'hypertrophier ou de s'atrophier, en fonction de la situation métabolique de l'individu. Cette plasticité est liée au fait que le TA joue un double rôle dans le maintien de la balance énergétique : il est à la fois i) réserve d'énergie mobilisable (adipocytes blancs) mais également ii) consommateur d'énergie via la thermogénèse (adipocytes bruns, adipocytes beiges). En raison de l'évolution croissante des maladies métaboliques dites de surcharge dans lesquelles ce TA va s'hypertrophier, la majorité des études abordent cette notion de plasticité à l'échelle cellulaire, et se focalise ainsi sur les adipocytes (prolifération, différenciation, activité) et les autres populations cellulaires résidant dans le TA, capables d'interagir avec eux. En revanche, il y a très peu d'études sur cette plasticité à l'échelle tissulaire. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée i) à l'organisation tissulaire d'un dépôt de TA blanc (dépôt sous-cutané inguinal) et ii) les conséquences d'une ablation massive du TA blanc. L'ensemble de ce travail a été réalisé chez la souris.A l'aide de l'imagerie 3D sur tissu entier, nous montrons que ce dépôt est hétérogène : il est composé d'une partie dans laquelle il est possible de segmenter des entités fonctionnelles (lobules ?), située au cœur du dépôt, et d'une partie non segmentable, située à la périphérie du dépôt. Cette hétérogénéité structurale est associée à une hétérogénéité fonctionnelle : les deux régions se distinguent en termes de morphologie adipocytaire et de pattern d'expression génique. De plus, seule la partie segmentable répond à la mise au froid des animaux par une up-régulation du niveau d'expression d'Ucp1 et d'autres gènes marqueurs du " brunissement ". Parallèlement à cela, nous montrons que selon la souche de souris (C57bl6 et MRL), la réponse du TA inguinal à une ablation partielle n'est pas la même : chez la souris MRL (rare mammifère capable de régénération), ce dépôt adipeux est capable de régénérer, ce qui n'est pas le cas chez la souris C57Bl/6. La régénération est inhibée chez la souris MRL par un traitement avec un agoniste des récepteurs aux opioïdes (tramadol) alors qu'elle peut être induite chez la souris C57Bl/6 par un antagoniste de ces récepteurs (naloxone). Cette régénération est dépendante d'une forte et intense production d'espèces actives de l'oxygène par les granulocytes. L'utilisation de souris invalidées pour le récepteur mu démontre l'implication de cette sous-famille de récepteurs. Enfin, cet effet des opioïdes est majoritairement le fait des cellules immunitaires, et plus particulièrement les granulocytes. Ces données mettent en exergue une nouvelle vision du TA blanc sous - cutané, qui ne doit pas être considéré comme un tissu inerte mais bel et bien comme un tissu hétérogène complexe (structurellement et fonctionnellement) pouvant être capable de régénération. / Adipose tissue (AT) is very plastic tissue. During metabolic disease, it would be overdeveloped or atrophy. It is due to the fact that AT is i) energy storage thanks to white adipocyte and ii) energy consumer thanks to brown or brite adipocyte. The cellular composition is very well studied (adipocytes activity, proliferation, differenciation, link between AT stromal cells / adipocytes) but the tissue organization of AT is not known. During my thesis work, we study the i) tissular organization of white AT and ii) AT response after massive removal of white AT. Mice are used for this work. In the first step, our 3 dimensional imaging of white AT shows that AT is heterogeneous tissue: AT has 2 components: segmentable area, in the AT core and non-segmentable area, in the AT periphery. This structural heterogeneity is correlated with functional heterogeneity because segementable area differs to non-segmentable area from adipocyte shape and pattern genic expression. Furthermore, only segmentable area can be respond to cold exposure by Ucp1 up-regulation and browning genes markers. In the second step, massive ablation of subcutaneous white AT is performed on two mice strains: C57Bl/6 and MRL (known to be able to regenerate). MRL mice inguinal AT regenerate, unlike inguinal AT of C57Bl/6 mice. The use of antagonist of opioid receptor (naloxone) treatment leads regeneration AT in C57Bl/6. In opposite, opioid receptor agonist (tramadol) treatment in MRL mice inhibits AT regeneration. AT regeneration is dependant of burst oxydatif production by granulocytes. The use of the receptor knock down mice highlights that is the only receptor is involved in AT regeneration. More precisely, opioids effects are mediated by receptor on granulocyte immune cells.

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Afin de déterminer le rôle de l'augmentation des peptides opioïdes dans la dyskinésie induite par la L-DOPA (DIL), nous avons utilisé le transfert de gène par vecteur viral pour surexprimer la pré-enképhaline (pENK) dans le striatum du modèle de souris unilatérale au 6-hydroxydopamine. Trois groupes ont reçu soit une injection striatale de : salin (Saline); virus adéno-associé exprimant la « Green Fluorescent Protein » (AAV-GFP); ou AAV-GFP-pENK. Le 4e groupe a reçu la L-DOPA sans injection striatale (NSI) et le 5e groupe n'a pas reçu de L-DOPA. Les résultats ont démontré une réduction importante de la DIL chez les groupes GFP et pENK (-70% à -82%) comparativement aux groupes Saline et NSI. Le niveau d'ARNm de pENK était plus élevé dans les régions striatales antérieur et postérieur chez les groupes pENK et GFP, respectivement. Notre étude présente la première preuve que l'augmentation striatale d'ARNm de pENK peut réduire la DIL. / To address the role of striatal upregulation of opioid peptides in L-DOPA-induced dyskinesia (LID), we used viral vector gene transfer to overexpress pre-enkephalin (pENK) in striatum of unilateral 6-hydroxydopamine mouse model of LID. One week before L-DOPA treatment (3 weeks after dopamine lesion) three groups received either striatal injection of: Saline (Saline); or Adeno-Associated Virus expressing Green Fluorescent Protein (AAV-GFP); or AAV-GFP-pENK. 4th group only received L-DOPA without any striatal injection (NSI), and 5th group did not receive L-DOPA. The severity of dyskinesia after L-DOPA administration was assessed, during 3 weeks. Our results showed an important reduction of LID in GFP- and pENK- injected mice (-70% to -82%) compared with Saline and NSI groups. The level of pENK mRNA was higher in the anterior and posterior parts of lesioned-striatum in pENK and GFP groups, respectively. Our study provides the first evidence that upregulation of striatal pENK mRNA could reduce LID.

Les enképhalines, ligands endogènes des récepteurs opioïdes δ, sont les neuropeptides les plus abondants du striatum, structure où elles stimulent la libération de dopamine. L'influence des récepteurs δ sur la transmission glutamatergique striatale, principalement supportée par les neurones corticaux, est en revanche méconnue. Néanmoins, des données suggèrent son implication dans la libération de dopamine induite par la DPDPE, agoniste sélectif des récepteurs δ. Nous avons exploré cette hypothèse chez le Rat. Dans ce but, nous avons étudié les effets de la DPDPE sur les taux extracellulaires de dopamine et de glutamate après lésion du cortex ipsilatéral. Nos résultats montrent que la libération striatale de dopamine induite par la DPDPE est la conséquence d'une libération de glutamate par les terminaisons cortico-striatales. Nous avons ensuite recherché une éventuelle contribution des cellules gliales à ce processus. Nos expériences indiquent que, bien qu'essentielles à l'homéostasie du glutamate, les cellules gliales ne participent pas aux effets stimulants de la DPDPE sur les taux de glutamate et de dopamine. Nous avons enfin étudié l'implication comportementale de ces interactions, grâce au modèle des dyskinésies induites par la L-DOPA chez le rat hémi-parkinsonien. Nos résultats montrent que les récepteurs δ portés par les terminaisons cortico-striatales sont impliqués dans ces dyskinésies. Nos travaux permettent ainsi d'élargir la connaissance des interactions entre les principaux systèmes de transmission du striatum. Ils confèrent également aux antagonistes des récepteurs δ d'intéressantes perspectives dans l'amélioration du traitement de la maladie de Parkinson.

Une alimentation HP permet une importante diminution de la prise alimentaire, chez l’Homme et l’animal, par rapport à une alimentation STD. Les précédents travaux du laboratoire montrent que le mécanisme d’action des protéines implique une induction de la PIG chez le rat en période post-absorptive. Ce glucose, libéré et détecté dans la veine porte, permet l’activation de noyaux hypothalamiques impliqués dans la régulation des sensations de satiété. L’objectif de ce travail consistait à mettre en évidence le type de peptides pouvant induire la PIG en régime HP et d’essayer de découvrir leur mécanisme d’action. L’activité de la Glc6Pase et de l’expression des protéines Glc6Pase et PEPCK ont été quantifiées chez des rats nourris en régime STD ou HP et perfusés avec des perfusions d’acides aminés, de peptides µ-opioïdes et des solutions de di- ou tri-peptides. Les résultats montrent que le même mécanisme d’action est utilisé par les protéines et les antagonistes µ-opioïdes pour induire la PIG. Des expériences de dénervation portale et une étude immunohistochimique ont démontré la présence de récepteurs µ-opioïdes dans la veine porte probablement impliqués dans cette induction. Des perfusions de di ou tri-peptides chez le rat ont démontré que la PIG était induite par tous les di ou tri-peptides testés. L’étude phénotypique de la souris KO µ-opioïde nourrie en régime STD, HP ou ayant subi des perfusions portales de di ou tri-peptides, ont confirmé que la PIG pouvait être induite par des di ou tri-peptides et que leur mécanisme d’action nécessitait la présence de récepteurs µ-opioïdes. Cette étude suggère que tous les di- ou tri-peptides produits par la dégradation des protéines pourraient induire la PIG par un mécanisme dépendant des récepteurs µ-opioïdes / Protein feeding promotes an important decrease of food intake in humans and animals, compared on chow diet. Previous data show that this mechanism implicates intestinal glucose production (IPG) induction in rat during the post-absorptive time. Glucose released and detected into the portal vein produces an activation of hypothalamic nuclei implicated in the regulation of satiety sensations. The aim of this study was to highlight peptides which could induce IPG on HP diet and try to discoverer them mechanism. Quantification of Glc6Pase and protein expression of Glc6Pase and PEPCK were assessed in rats fed on chow or HP diet and infused with amino acids, µ-opioïd peptides and di- or tri-peptides. Our results show that the same mechanism is shared by both proteins and µ-opioïd antagonists to induce IGP. Experiments of portal vein denervation and an immunochemistry study showed that µ-opioïd receptors are present in the portal vein, probably implicated in this induction. Di or tri-peptides infusions in rat exhibited that the IGP was induced by all tested di or tri-peptides. Phenotypic study of µ-opioid mice fed on chow, HP diet or having undergone portal vein infusions of di or tri-peptides, confirmed that IGP could be induced by di or tri-peptides and their mechanism takes place with µ-opioïd receptors. This study suggests that all di or tri-peptide produced by protein degradation could induce IGP by a µ-opioïd receptor-dependent mechanism

L'objectif de cette thèse a été d'explorer l'association entre des variants génétiques impliqués dans la variabilité interindividuelle de la réponse au traitement par les opioïdes et la survenue d'effets secondaires. Nous avons recherché si des facteurs génétiques influençaient la réponse à la morphine dans le traitement de la douleur aigüe. L'allèle T du polymorphisme c.3435C>T d'ABCB1 est significativement associé aux doses de morphine et à la survenue de nausées dans une étude pilote chez des patients libanais en post-opératoire. Ensuite, l'étude de la réponse à la morphine chez des patients présentant une obésité morbide a montré que la fréquence de l'allèle 118G d'OPRM1 et le seuil de sensibilité à la douleur sont plus élevés que chez les patients à poids normal. La recherche des facteurs influençant la variabilité de la réponse à la méthadone chez des patients toxicomanes traités pour substitution a mis en évidence deux polymorphismes (TaqIA de DRD2/ANKK1 et c.118A>G d'OPRM1) significativement associés à la dose maximale de méthadone administrée. Trois facteurs sont associés au phénotype CYP3A, impliqué dans le métabolisme de la méthadone: la prise de benzodiazépines, l'infection par le VIH et un polymorphisme de POR, gène qui code une oxydoréductase. De plus, le travail mené sur les effets secondaires cardiaques de la méthadone a permis de mettre en évidence trois facteurs corrélés à l'allongement de l'espace QT : la dose, l'infection par le VIH et le polymorphisme p.Lys897Thr de KCNH2 codant pour le canal potassique hERG. Ces travaux contribuent à démontrer l'intérêt d'intégrer des données cliniques et génétiques dans la prescription personnalisée des opioïdes.

Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished