Les prostaglandines sont des médiateurs lipidiques impliqués dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques. De récentes évidences dans la littérature ainsi que de notre laboratoire ont fait ressortir le fait que la PGD2 pourrait être impliquée dans le contrôle du métabolisme osseux. Mes travaux de doctorat ont été effectués selon cette hypothèse et ont déterminé l’effet de la PGD2 sur la différenciation des cellules souches mésenchymateuses et des précurseurs ostéoclastiques, en plus d’étudier le rôle de cette prostaglandine dans la réparation des fractures chez l’homme. De plus, j’ai étudié l’internalisation et la désensibilisation des récepteurs de la PGD2, DP et CRTH2. D’un point de vue moléculaire, mes résultats démontrent un patron d’internalisation et désensibilisation différent pour les 2 récepteurs de la PGD2. Bien que la cinétique d’internalisation de ces récepteurs soit la même, l’internalisation de DP est régulée par les arrestines 2 et 3, la GRK2 et la PKC, alors que l’arrestine 3, les GRK2, 5 et 6, PKC et PKA régulent celle de CRTH2. L’internalisation de DP et CRTH2 est réduite par la co-expression de Rab4 et Rab11 respectivement, ce qui suggère des systèmes de recyclage différents. En analysant la signalisation de ces récepteurs, nous avons découvert que la GRK2 régule la signalisation de DP, alors que les 3 GRKs étudiées, soient les GRK2, 5 et 6 régulent la signalisation de CRTH2. Nous avons également démontré que les récepteurs de la PGD2 ont des effets différents sur la différenciation des CSMs humaines. En effet, la différenciation adipocytaire est augmentée de façon significative par la PGD2 et cet effet est dû à l’activation du récepteur PPAR-γ par un métabolite de la PGD2. L’activation du récepteur DP diminue l’adipogenèse alors que CRTH2 n’y joue pas de rôle significatif. Cependant, CRTH2 augmente significativement la différenciation des CSM en ostéoblastes, alors que l’activation de DP l’inhibe. Mes travaux ont montré que la PGD2 module l’ostéoclastogenèse et la résorption osseuse en abaissant l’expression de gènes impliqués dans celles-ci. En effet, les gènes NFATC1, RANK et CathK sont fortement régulés à la baisse par l’activation des récepteurs de la PGD2. Pour terminer, nous avons identifié l’axe de la PGD2 comme étant important lors du remodelage osseux chez l’homme. En comparant une cohorte de patients ayant une fracture osseuse à des contrôles, nous avons découvert que la production de PGD2 et l’expression d’une de ses synthétases sont significativement plus élevées que chez les contrôles. Parallèlement, la production de PGE2 ne diffère pas entre les groupes indiquant que l’augmentation de PGD2 n’est pas due à l’inflammation non spécifique causée par la fracture. De plus, l’augmentation de synthèse de PGD2 corrèle avec l’augmentation de la BAP, un marqueur clinique de formation osseuse. J’ai donc démontré que la PGD2, par l’entremise de l’activation de CRTH2, est un médiateur lipidique important pour la physiologie osseuse et que son activation pourrait favoriser l’anabolisme osseux.

Introduction. Le métabolisme osseux se résume à l'action des ostéoclastes résorbant le tissu osseux et des ostéoblastes formant l'os. Des études épidémiologiques associent l'exposition au Cd à un risque accru de développer l'ostéoporose. En plus des effets néphrotoxiques perturbant le métabolisme de la vitamine D et altérant indirectement le métabolisme osseux, le Cd semble exercer une toxicité sur les cellules osseuses, altérant donc le squelette par des mécanismes directs. Objectifs. Les buts de cette étude étaient de caractériser la cytotoxicité et l'accumulation cellulaire du Cd dans un modèle in vitro de différenciation ostéoblastique, ainsi que de comparer la sensibilité au Cd de plusieurs lignées cellulaires au phénotype ostéoblastique. Méthodologie. Des essais de cytotoxicité et d'accumulation cellulaire ont été effectués sur la lignée ostéoblastique murine MC3T3-E1, ainsi que sur les lignées ostéoblastiques humaines MG 63 et U2 OS. Un modèle de différenciation a été obtenu en traitant les MC3T3 avec de l'acide ascorbique et du glycérol-2-phosphate. Une approche pharmacologique a été utilisée afin de cerner les voies d'entrée du Cd dans ces cellules. L'expression des canaux membranaires de type TRPM et TRPV, des candidats comme voie d'entrée du Cd dans les ostéoblastes, a été vérifiée dans les 3 lignées par RT-PCR. Résultats. Sur 3 minutes, les cellules MC3T3 accumulent plus de Cd que les cellules MG 63 et D2 OS. Par contre, l'accumulation sur 24h est supérieure dans les lignées humaines. La hausse du Ca extracellulaire diminue la cytotoxicité et le transport du Cd dans les MC3T3 immatures et les MG 63; le Mg a un impact semblable sur les 3 lignées. Un modulateur de canaux TRP, le 2-APB, protège significativement les MG 63 et les U2 OS contre le Cd, surtout en absence de Mg, mais demeure sans effet dans les MC3T3. La différenciation des MC3T3-E1 diminue la cytotoxicité et le transport du Cd. Conclusion. La maturité ostéoblastique est un facteur important dans la sensibilité de ces cellules au Cd. L'effet différent du Ca et du Mg sur les 3 lignées suggère des mécanismes de transport calciques et magnésiques distincts perméables au Cd. Le 2-APB offrant une protection efficace dans les lignées humaines, certains canaux de la classe des TRPM sont soupçonnés d'être des voies d'entrée importantes pour le Cd dans les ostéoblastes humains, ainsi que des TRPV dans les ostéoblastes murins. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Ostéoblaste, Cadmium, Cytotoxicité, Accumulation cellulaire, Calcium, Magnésium.

Lors de l'ostéoporose postménopause, la diminution de la masse osseuse est liée à la réduction de la sécrétion d'oestrogènes. Le tissu osseux est soumis à un renouvellement constant assuré par une résorption (ostéoclastes) et une formation (ostéoblastes) et la perte osseuse provient d'un déséquilibre entre ces deux processus. Les ostéoblastes sont considérés comme les acteurs majeurs de la régulation du remodelage osseux et l'étude de l'effet des oestrogènes sur les fonctions ostéoblastiques est d'une grande importance. La présence des récepteurs oestrogéniques ERα et ERβ a été confirmée par RT-PCR et immunobuvardage, dans la lignée cellulaire ostéoblastique humaine MG-63. Les traitements à l'estradiol n'ont eu aucun effet sur la prolifération ou l'activation de la voie ERK/MAPK des ostéoblastes. Cependant, il a été possible d'observer une entrée de calcium à partir du milieu extracellulaire lorsque les cellules étaient traitées avec 10¯6 M d'estradiol ainsi qu'une régulation dose dépendante de l'expression du récepteur des lipoprotéines de faible densité. Puisque les MG-63 semblent répondre aux oestrogènes, il est possible que cette hormone puisse affecter d'autres voies de signalisation. Les ostéoblastes possèdent de nombreuses protéines de signalisation dans des microdomaines membranaires, les cavéoles, dont la présence est dépendante de la protéine cavéoline-1. Nous nous sommes demandés si l'oestrogène aurait un effet régulateur sur ces unités de signalisation. Au niveau protéique, cette hormone réduit l'expression de la cavéoline-1 selon un schéma biphasique inversé avec une baisse entre 1 et 100 nM. Avec les résultats présentés dans ce mémoire, l'ostéoporose postménopause ne peut être expliquée par une diminution de la prolifération. Il serait donc pertinent de vérifier si cette baisse de la cavéoline-1 se traduit par une réduction du nombre de cavéoles et une modification de l'activité eNOS, enzyme associée aux cavéoles de certains types cellulaires et dont le produit, l'oxyde nitrique, est nécessaire à un métabolisme osseux adéquat.

Les os, qui sont à la fois résistants et légers, assurent des fonctions mécaniques, structurales et métaboliques. Afin d'assurer ces fonctions, les os sont soumis à un remodelage continuel qui implique la destruction (résorption), puis la formation d'un nouveau tissu osseux calcifié. Ce processus se produit par l'intermédiaire de cellules spécialisées : les ostéoclastes assurant la résorption osseuse et les ostéoblastes responsables de la formation de nouveau tissu osseux. Ainsi, un déséquilibre entre ces deux processus mène, dans bien des cas, à l'ostéoporose qui est une pathologie caractérisée par une faible densité minérale des os et également par une baisse de la masse osseuse. Récemment, différentes études ont permis de démontrer que les lipoprotéines sont impliquées dans le maintien de l'intégrité osseuse. En effet, il a été démontré que les chylomicrons permettent de réguler la formation osseuse en assurant l'acheminement de la vitamine K aux ostéoblastes. Le transfert de cette vitamine se fait par un processus de captation globale qui consiste en la prise de la lipoprotéine en son entier, contrairement à la captation sélective où seulement les esters de cholestérol (EC) de la lipoprotéine sont transférés à la cellule. Ce processus de prise sélective est surtout attribué au récepteur scavenger de classe B (SR-B). Cette famille inclut les récepteurs scavenger de classe B et de type l et II (SR-BI et SR-BII) ainsi que le cluster of differenciation-36 (CD36). Ces récepteurs ont la capacité de prendre de façon sélective les EC contenus dans les lipoprotéines de faible et de haute densité (respectivement les LDL et HDL). Cependant, l'expression de ces récepteurs et le rôle des LDL et HDL dans les fonctions ostéoblastiques demeurent à ce jour inexplorés, malgré le fait que ce sont deux classes de lipoprotéines abondantes chez l'humain et qui sont en plus reconnues pour transporter de l'oestrogène, une hormone impliquée dans l'activité de formation osseuse des ostéoblastes. Ainsi, ce projet de doctorat visait d'une part à déterminer si les LDL et les HDL ont la capacité d'acheminer du cholestérol et de l'oestrogène aux cellules ostéoblastiques et par conséquent, de déterminer également l'identité des récepteurs de lipoprotéines impliqués dans ce métabolisme. Pour ce faire, les lipoprotéines ont été marquées au niveau de leur partie protéique et lipidique et des essais d'association, de dégradation et de compétition ont été réalisés. Les résultats obtenus montrent que les ostéoblastes captent le cholestérol contenu dans les LDL et les HDL. De plus, nous avons démontré que cette prise du cholestérol peut se faire autant par captation globale que par captation sélective. En accord avec la présence de ce dernier mécanisme, nous avons démontré que les cellules ostéoblastiques expriment les récepteurs reconnus pour faire de la captation sélective, soit le SR-BI, le SR-BII et le CD36, et que ces derniers sont impliqués dans la captation sélective faite à partir des LDL et des HDL. Nous avons également démontré, par l'incorporation d'estradiol marquée radioactivement dans les LDL et les HDL, que ces lipoprotéines peuvent transférer de manière sélective l'oestrogène qu'elles contiennent par un processus impliquant aussi les SR-B. Il a aussi été démontré que les lipoprotéines sont impliquées dans le développement de l'ostéoporose, puisqu'une corrélation positive entre l'ostéoporose et l'athérosclérose a été démontrée par des études épidémiologiques et génétiques ainsi que par des études faites chez la souris. Étant donné que la progression des maladies cardiovasculaires est directement reliée au niveau des LDL en circulation, et que ces lipoprotéines deviennent pro-athérogéniques suite à une modification oxydative, les LDL oxydées (LDLOx) ainsi générées constituent un facteur qui pourrait être responsable du développement parallèle de l'athérosclérose et de l'ostéoporose. D'ailleurs, il a été démontré que la différenciation ostéoblastique est inhibée lorsque les ostéoblastes sont exposés à des LDLOx. Ainsi, le présent projet visait également à caractériser l'impact du métabolisme ostéoblastique des LDLOx sur la viabilité des ostéoblastes. Les résultats obtenus suite à des essais de transformation mitochondriale du jaune de tétrazolium (MTT) et des expériences d'incorporation de thymidine indiquent que les LDLOx induisent la prolifération des cellules ostéoblastiques lorsqu'elles sont présentes à de faibles concentrations. Cependant, à de fortes concentrations, les LDLOx induisent plutôt l'apoptose des ostéoblastes, puisqu'il y a une externalisation de la phosphatidylsérine et de la fragmentation d'ADN. De plus, nous avons montré que cet effet apoptotique provient d'une incapacité des ostéoblastes à effectuer le métabolisme des LDLOx. En effet, les LDLOx sont faiblement dégradées par les ostéoblastes, ce qui entraîne une accumulation Iysosomale telle que démontrée par la perte d'intégrité de la membrane des lysosomes. Cette perméabilisation lysosomale est responsable de l'induction de l'apoptose, puisque la présence de chloroquine (agent inhibant l'activité lysosomale) accentue la mort des ostéoblastes. De plus, puisque certaines études ont démontré l'existence d'une corrélation positive entre les niveaux de HDL en circulation et la densité osseuse, nous avons tenté d'établir si cet effet pouvait provenir d'une inhibition des effets toxiques des LDLOx, telle que rapportée au niveau cardio-vasculaire. Les résultats obtenus montrent que les HDL inhibent l'apoptose induite par les LDLOx. Cet effet protecteur est dû à la capacité des HDL d'empêcher l'association des LDLOx aux ostéoblastes. De plus, nous avons montré que les HDL ont la capacité de moduler le métabolisme des LDLOx et ainsi d'empêcher la mort induite pas les LDLOx. En effet, l'exposition des ostéoblastes à des HDL résulte en une hausse de l'expression du SR-BI. Ce changement dans l'expression de ce récepteur entraîne une diminution de l'association protéique des LDLOx et aussi une hausse de la captation sélective faite à partir de ces lipoprotéines modifiées. Ces effets résultent en une préservation de l'intégrité Iysosomale qui est perdue en présence de LDLOx. Ainsi, ces données suggèrent l'importance de maintenir des niveaux de HDL élevés afin de prévenir la mort des ostéoblastes exposés à des conditions athérogéniques.

L'exposition au cadmium (Cd) représente un facteur de risque pour la perte osseuse et le développement de l'ostéoporose. Jusqu'à récemment, les études portaient principalement sur les effets toxiques indirects du Cd sur l'os via un dysfonctionnement rénal et une perturbation du métabolisme du calcium (Ca). Des données récentes révèlent toutefois qu'une faible exposition chronique au Cd sans effet néphrotoxique entraîne des dommages directs aux os. Le premier objectif de cette étude visait à évaluer dans quelle mesure le Cd est accumulé dans les ostéoblastes et à déterminer sa cytotoxicité. Pour ce faire, nous avons mesuré l'accumulation cellulaire de 109Cd ainsi que la viabilité cellulaire par l'essai MTT. De plus afin de tenter d'identifier les voies d'entrée cellulaire du Cd, nous avons utilisé certains bloqueurs (nifédipine, vérapamil, 2-APB, SKF26365 et capsazépine) et activateurs (Bay-K8644, icilin et thapsigargine) de canaux. Le second objectif était de mieux comprendre comment la cellule ostéoblastique se protège contre les effets toxiques du Cd. Pour y répondre, nous avons étudié l'expression de certains gènes reconnus pour être impliqués dans la protection cellulaire par une technique de RT-PCR. Après avoir exposé les cellules MG-63 au Cd pendant 24h, nous avons obtenu une valeur de CL50 de 15,5 ± 1,1 µM. Nos résultats ont également montré la présence de transport spécifique permettant l'entrée de Cd dans les ostéoblastes MG-63. La spéciation du Cd est déterminante pour son entrée. Nous avons observé une accumulation cellulaire sous forme de Cd2+ et possiblement sous forme de CdCln*2-n. L'observation d'une inhibition de l'entrée de Cd par le Ca nous a mené à étudier les canaux calciques comme voies d'entrée du Cd. Afin de déterminer si les canaux calciques voltage-dépendants (VDCC) constituent une voie d'entrée du Cd dans les ostéoblastes humains, les cellules MG-63 ont été exposées à 0,5 µM 109Cd durant 3 minutes dans différents milieux inorganiques. Le milieu nitrate (dans lequel 80% du Cd total dissous est présent sous forme de Cd2+) favorise l'entrée de Cd par rapport au milieu chlorure (dans lequel 14% du Cd total dissous est présent sous forme de Cd2+), suggérant que le Cd peut pénétrer la cellule sous forme Cd2+. Lorsque la concentration en potassium (K) du milieu d'exposition est augmentée afin d'activer les VDCC, aucune augmentation de l'entrée de Cd n'est observée. L'utilisation de nifédipine et de vérapamil, deux bloqueurs de VDCC, n'a aucun effet sur l'entrée du Cd. Nos résultats n'indiquent donc aucune implication des VDCC dans l'entrée de Cd dans les ostéoblastes MG-63. Les résultats de transport membranaires concordent avec les essais MTT qui montrent l'absence d'effet de la nifédipine, du vérapamil et du Bay-K8644 sur la cytotoxicité du Cd. Les canaux TRPC ne semblent pas non plus être impliqués dans l'entrée de Cd tel que démontré par l'absence d'effet de la thapsigargine sur le transport de Cd utilisée seule ou combinée au SKF96365. Aussi, le SKF96365 ne semble pas modifier les résultats de MTT. L'effet protecteur du 2APB et de la capsazépine observé lors d'essais MTT suggère la participation respective des canaux TRPM7 et TRPM8 dans l'entrée de Cd. De plus, nous avons observé une différence dans la cytotoxicité du Cd (CL50 variant jusqu'à 3 fois) dans les lignées ostéoblastiques humaines MG-63, SaOS-2 et U2OS (respectivement 16 ± 2,30 ± 6 et 55 ± 4 µM). Nos résultats n'indiquent aucune différence dans les niveaux d'accumulation de Cd entre les trois lignées. Nous proposons donc l'hypothèse voulant qu'il existe des différences au niveau des mécanismes de gestion du Cd intracellulaire. Nos résultats préliminaires obtenus par RT-PCR montrent que chacune des lignées expriment les ARNm de MTs et de HSP70. Il est donc possible que l'induction de MTs et de HSP70 diffère entre les lignées cellulaires. En conclusion, le Cd entre dans les ostéoblastes MG-63 de façon spécifique en empruntant une ou des voies calciques, dont possiblement les canaux TRPM7 et TRPM8. Il est possible que la cytotoxicité qui s'en suit contribue aux déséquilibres oméostatiques observés aux niveaux des os. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cadmium, calcium, spéciation, ostéoblastes, os, cellules MG-63, cellules SaOS-2, cellules U2OS

Le tissu osseux est constamment renouvelé grâce au travail coopératif des cellules osseuses : les ostéoblastes qui forment l'os et les ostéoclastes qui le résorbent. Tout déséquilibre au niveau du remodelage osseux provoque plusieurs maladies notamment l'ostéoporose, caractérisée par la détérioration de la masse osseuse rendant l'os susceptible aux fractures. Certaines études ont révélé que des facteurs associés au développement de l'athérosclérose participent aussi au développement de l'ostéoporose. Les buts de l'étude étaient d'établir l'implication du calcium dans les voies de signalisation de la lysophosphatidylcholine (lysoPC), une des composantes des lipoprotéines de faible densité (LDL) oxydées et un facteur de risque de l'athérosclérose, et de déterminer les effets du lysoPC sur les fonctions ostéoblastiques des cellules MG-63 et des cellules MC3T3. Des mesures de calcium intracellulaire en microscopie confocale ont montré qu'à partir d'une concentration de 20µM, la lysoPC induit une mobilisation du calcium des réserves cytoplasmiques et un influx calcique de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule. La mobilisation était absente lorsque les réserves du réticulum endoplasmique (RE) ont été épuisées par la Thapsigargine, indiquant que la mobilisation provient du calcium libéré du RE. De plus, l'inhibiteur de la phospholipase C (PLC), l'U73122, a bloqué la mobilisation, suggérant que la lysoPC stimule la PLC qui entraîne par la suite la libération du calcium du RE. Par ailleurs, l'influx calcique, d'origine extracellulaire, induit par la lysoPC a été bloqué par le rouge de ruthénium (RR). Ce dernier résultat suggère l'implication des canaux calciques de la famille « vallinoid transient receptor potential » (TRPV). L'expression protéique de TRPV2 et TRPV4 a été mise en évidence par des essais d'immunolocalisation qui ont révélé leur présence au niveau des membranes plasmiques. Lors d'études portant sur l'effet de la lysoPC sur les fonctions cellulaires, des essais de viabilité cellulaire ont démontré que la lysoPC causait une mortalité des ostéoblastes, avec une LC50 de 20µM. La pré-incubation des cellules en présence de RR a montré une protection partielle mettant en évidence l'implication des canaux TRPV. Par la suite, des mesures d'apoptose ont montré une augmentation significative de l'apoptose à partir de 15µM de la lysoPC. La présence de RR dans le milieu d'incubation permettait de réduire l'apoptose induite par la lysoPC. Aussi, la présence de tranilast comme inhibiteur des canaux TRPV2 permettait de réduire la cytotoxicité induite par la lysoPC. D'autre côté, des mesures de la stimulation de la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) ont indiqué qu'une incubation des cellules avec la lysoPC stimule la production de ROS, dont l'augmentation est significative à partir de 20µM. Toutefois, l'ajout de l'antioxydant N-actélcystéine (NAC) au milieu d'incubation n'a pas influencé la cytotoxicité induite par la lysoPC. Par ailleurs, nos expériences ont indiqué que la lysoPC n'influence pas la migration cellulaire, ni la différenciation des cellules ostéoblastiques. Ces résultats indiquent que la lysoPC est à même d'altérer la viabilité des ostéoblastes et ainsi favoriser le développement de l'ostéoporose. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : lysoPC, ostéoblastes, mobilisation et influx calcique, toxicité, apoptose.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Plusieurs études rapportent que les personnes ayant un taux élevé de LDL et souffrants d'athérosclérose ont un risque accru de développer l'ostéoporose. Le remodelage osseux est effectué par deux types de cellules. Les ostéoblastes sont responsables de la synthèse de la matrice osseuse et de la régulation de sa dégradation par les ostéoclastes. L'altération de ce processus de renouvellement mène à diverses pathologies osseuses. L'ostéoporose est caractérisée par une faible densité minérale du tissu osseux et une microarchitecture de piètre qualité augmentant les risques de fractures. Les LDL en forte concentration dans le plasma des patients athérosclérotiques subissent une oxydation progressive, ce qui accroit leur réactivité et les rend athérogéniques. Ainsi, le principal objectif de l'étude a été d'évaluer les effets des LDL oxydés (oxLDL), des oxystérols 7β-hydroxycholestérol et 7ketocholestérol et de la Iysophosphatidylcholine (IysoPC) sur les pré-ostéoblastes humains MG-63. Considérant la variété des effets induits par les oxLDL qui étaient rapportés dans la littérature, nous avons émis l'hypothèse que la réponse des ostéoblastes à des concentrations croissantes de oxLDL ne serait pas monophasique. L'exposition des MG-63 à des hox-LDL (LDL fortement oxydées) et au 7β-hydroxycholestérol pendant 48 heures produit une réponse de type hormèse lors des essais de viabilité cellulaire (activité réductrice MTT). Ainsi, il y a augmentation de l'activité réductrice cellulaire à faibles concentrations, effet perdu à fortes concentrations de hox-LDL et de 7β-hydroxycholestérol. Les nLDL (LDL natives) et les mox-LDL (LDL moyennement oxydées) induisent aussi une stimulation de l'activité MTT. Toutefois, celle-ci n'est pas de type hormèse, car il n'y a pas de chute de l'activité MTT à fortes concentrations. Par contre, le 7ketocholestérol réduit l'activité MTT de manière dose-dépendante et la lysoPC n'influence pas l'activité MTT. Contrairement aux nLDL, la stimulation de l'activité MTT par les hox-LDL et les mox-LDL est plus élevée que l'augmentation du nombre de cellules et le taux de division cellulaire (déterminé par la réduction de fluorescence du CFSE mesurée au cytofluoromètre) dans les mêmes conditions. De plus, aucune différence significative de taille cellulaire, de masse mitochondriale ni de l'état lysosomal n'a été observée. Cependant, l'exposition aux hox-LDL provoque une augmentation du potentiel membranaire mitochondrial et la production de ROS. Nous avions comme hypothèse que la stimulation d'activité MTT reflétait les niveaux de ROS cellulaire. Toutefois, une incubation avec l'antioxydant NAC n'a pas d'effet sur l'activité MTT et l'agent pro-oxydant BSO, qui favorise une augmentation de ROS cellulaire, diminue plutôt l'activité MTT. Par contre, nous avons démontré l'expression de l' ARNm d'une f1avoenzyme, la NADPH oxydase NOX-4. Cette enzyme est connue pour produire le radical superoxyde et être stimulée par les hox-LDL. L'inhibition des flavoenzymes avec le DPI a réduit l'activité MTT. De plus, l'analyse de l'autofluorescence des cellules au microscope confocale a permis de constater une augmentation de la fluorescence associée au NAD(P)H. Ces résultats démontrent que les enzymes réductrices dépendantes du NAD(P)H du type flavoenzymes, possiblement NOX-4, jouent un rôle dans l'augmentation du potentiel réducteur cellulaire. Nous voulions aussi vérifier l'hypothèse selon laquelle l'augmentation de la production de ROS induit un stress oxydatif pouvant être dommageable pour les ostéoblastes. Cette hypothèse est appuyée par nos résultats montrant une diminution des groupements thiols réduits (SH-) intracellulaires, de l'activité phosphatase alcaline et l'augmentation de l'expression de l'ARNm de l'enzyme de détoxification métallothionéine en présence de faibles concentrations de oxLDL. Nous proposons le mécanisme suivant: les oxLDL stimulent la production de ROS et des mécanismes intracellulaires associés aux thiols sont enclenchés afin de contrecarrer les effets de ces ROS. Il en découle un stress oxydatif qui oriente l'énergie cellulaire vers la production de NAD(P)H. Le NAD(P)H participe aux activités de flavoenzymes servant à régénérer les groupements thiols, mais il peut aussi être utilisé par la flavoenzyme NOX-4, qui contribue aussi à la production de ROS. Ainsi, les fonctions ostéoblastiques sont perturbées par le stress oxydatif et la réorientation de l'utilisation de l'énergie cellulaire, ce qui contribue à affaiblir la structure osseuse et mène à l'ostéoporose. En effet, les altérations de la prolifération, de la différenciation et de la migration cellulaire témoignent en ce sens. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Athérosclérose, Ostéoporose, oxLDL, Essais MTT, ROS, NADPH, Flavoenzyme, NADPH oxydase, NOX-4, Stress oxydatif, Thiols, Métallothionéine.

L'exploitation des terres à des fins agricoles entraîne la présence de nombreux contaminants dans les milieux naturels, ce qui peut nuire à la faune qu'on y retrouve. Nous avons émis l'hypothèse que la présence de contaminants agricoles aurait un impact sur le métabolisme osseux du ouaouaron (Rana catesbeiana), puisque des difformités au niveau des pattes avaient auparavant été observées chez certains individus. Les grenouilles ont été capturées à l'été 2008 en six sites situés aux abords de la rivière Yamaska et choisis selon un gradient d'activité agricole. Elles ont par la suite été disséquées et leurs fémurs et phalanges ont été analysés à l'aide d'une technique d'imagerie numérique, grâce à l'appareil Skyscan 1172. Les phalanges des individus ont été analysées en histologie afin d'estimer leur âge par squelettochronologie. Une analyse sérique des principaux marqueurs du métabolisme osseux a aussi été effectuée. Nos résultats ont démontré que l'activité de la phosphatase alcaline augmentait en fonction du gradient d'exploitation agricole, supposant une atteinte hépatique. Aussi, les ouaouarons provenant du site de plus forte activité agricole présentaient un volume osseux réduit au niveau de la portion trabéculaire de la phalange, ainsi que de la portion corticale du fémur. De plus, les grenouilles capturées à ce site étaient significativement plus jeunes. Nous avons aussi voulu vérifier l'impact de certains pesticides au niveau cellulaire, en utilisant la lignée ostéoblastique murine MC3T3-E1 et la lignée ostéoblastique humaine MG-63. Il s'est avéré que l'atrazine et le métolachlore n'étaient pas cytotoxiques pour les cellules aux concentrations utilisées. Par contre, l'endosulfan, un pesticide organochloré, a été démontré cytotoxique, sa CL50 ayant été mesurée à 42,4µM. Nous avons par la suite tenté de documenter son mécanisme de toxicité par des mesures au cytofluoromètre. Nous avons pu démontrer par un marquage aux sondes PI et Annexine V que l'endosulfan induisait l'apoptose et la nécrose. De plus, le potentiel mitochondrial subit une dépolarisation forte et rapide après traitement à l'endosulfan, ce qui a été mesuré grâce à la sonde JC-1. Bien que l'apoptose soit induite par l'endosulfan et que le potentiel mitochondrial chute, nous n'avons pas été en mesure de mettre en évidence la production de ROS par marquage à la sonde H2DCFDA. Par contre, l'ajout de trois antioxydants différents, soit la vitamine C, la vitamine E et la N-acétyl-cystéine au milieu de culture a significativement réduit la mortalité, ce qui laisse présumer que la production de ROS serait à la base du mécanisme de toxicité de ce pesticide, mais que le marquage au H2DCFDA n' aurait pu le révéler. Le métabolisme osseux est souvent ignoré lors d'études toxicologiques. Ce projet ayant permis de révéler l'impact de contaminants agricoles sur le métabolisme osseux du ouaouaron ainsi que sur des cellules ostéoblastiques indique que cet aspect ne devrait pas être négligé lors de futures études. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ostéoblaste, apoptose, endosulfan, ouaouaron, pesticides.