Le 2-éthylhexyl nitrate (2-EHN) est incorporé en quantité significative au gazole afin d'augmenter son indice de cétane. Ce composé est produit à raison de 100 000 tonnes par an, principalement en France. Les risques liés à son utilisation sont cependant mal connus car en cas de contamination de l'environnement, on ne sait pas s'il est biodégradable. Cette étude avait pour but (i) d'évaluer la capacité de biodégradation du 2-EHN par des bactéries sélectionnées, (ii) d'élucider la voie de dégradation, et (iii) d'identifier les enzymes impliquées. Les tests de biodégradation prenant en compte le caractère toxique et hydrophobe du substrat on été mis au point dans un premier temps. A l'aide de ces tests qui reposent sur la mise en oeuvre de cultures biphasiques, nous avons montré que plusieurs souches de Mycobacterium austroafricanum étaient capables de dégrader le 2-EHN. La souche la plus performante (IFP 2173), résistant à des concentrations de 2-EHN de 6 g.L-1, a été choisie pour étudier la voie de dégradation. Sur la base de bilans carbone et d'analyse du milieu de culture par chromatographie gazeuse (CG), j'ai découvert que la dégradation du 2-EHN était incomplète et donnait lieu à l'accumulation d'un métabolite. Ce métabolite a été identifié comme étant la β-méthyl-γ-butyrolactone par des analyses de CG-MS et LC-MS/MS. La structure de cette lactone indiquait que le 2-EHN était dégradé selon une voie enzymatique impliquant l'hydroxylation du groupement méthyle de la chaîne carbonée principale, son oxydation en aldéhyde et acide, et enfin un cycle de β-oxydation. <br>Dans un deuxième temps, les enzymes impliquées dans la voie de dégradation du 2-EHN ont été recherchées par une approche protéomique. Des analyses par électrophorèse bidimensionnelle ont mis en évidence qu'en présence de 2-EHN, la souche IFP 2173 déclenche la synthèse d'une panoplie d'enzymes spécialisées dans le métabolisme des acides gras, comme les enzymes de la β-oxydation, des alcool et aldéhyde déshydrogénases. Une analyse exhaustive du protéome de la souche IFP 2173 a permis d'identifier par LC-MS/MS plus de 200 protéines induites sur 2-EHN, notamment un cytochrome P450 de type alcane monooxygénase (CYP153). En outre, j'ai également identifié et cloné les gènes codant deux alcanes hydroxylases transmembranaires de types AlkB, qui n'ont pas été détectées par l'approche protéomique. Ainsi, la souche IFP 2173 possède trois alcane hydroxylases susceptibles de catalyser l'attaque initiale du 2-EHN. Pour déterminer laquelle de ces trois monooxygénases était responsable de cette réaction, leur gène respectif a été cloné dans des plasmides conçus pour l'expression soit chez E. coli, soit chez M. smegmatis mc². Nos résultats préliminaires montrent que dans certains cas les protéines recombinantes sont bien synthétisées. Ces constructions seront employées pour étudier l'activité des trois hydroxylases de IFP 2173 vis-à-vis des alcanes et du 2-EHN en particulier.

En raison de la complexité de sa pathogenèse, le traumatisme crânien (TC) entraîne de nombreuses lésions cérébrales pour lesquelles il n'existe aucun traitement neuroprotecteur. Il est aujourd'hui clairement établi que la neuro-inflammation est fortement impliquée dans les conséquences post-traumatiques. Cette neuro-inflammation se manifeste entre autres par l'induction de la cyclo-oxygénase de type 2 (COX-2). Bien que plusieurs données soient en faveur d'un rôle délétère de cette enzyme au cours de ce processus dévastateur, l'implication de la COX-2 dans les lésions induites par le TC reste encore controversée. Dans un modèle du TC par percussion mécanique chez la souris, nous avons mis en évidence une augmentation précoce et transitoire du contenu cérébral en COX-2 à 6 et 12 heures après le trauma. Cette induction protéique était à l'origine d'une production accrue de la prostacycline. Cependant, l'inhibition préférentielle de COX-2 était sans effet sur l'œdème cérébral et le déficit neurologique, deux indicateurs de pertinence clinique. Ces données montrent que la COX-2 ne peut pas constituer à elle seule une cible intéressante pour le traitement des conséquences post-traumatiques malgré son induction et son activité après le trauma. Par ailleurs, nous avons montré un effet bénéfique induit par l'indométacine au niveau fonctionnel, ce qui est en faveur d'un rôle délétère des COXs dans le déficit neurologique post-traumatique. Cet effet bénéfique peut impliquer uniquement la COX-1 ou en association avec la COX-2. Ces données constituent un argument supplémentaire qui s'ajoute à plusieurs preuves récentes fournies par la littérature en faveur d'un rôle délétère de COX-1 dans la neuro-inflammation. Malheureusement, ce rôle ne pourra pas être confirmé dans notre modèle car les inhibiteurs sélectifs de COX-1 disponibles à ce jour sont inexploitables dans nos conditions expérimentales. Ce travail constitue une nouvelle piste pour évaluer l'intérêt de l'inhibition des COXs au cours de la phase précoce de la prise en charge du patient traumatisé crânien. La bonne tolérance de l'usage à court terme des inhibiteurs de COX, leur disponibilité sur le marché, leur prix abordable, leur simplicité d'administration, leurs caractéristiques pharmacocinétiques et pharmacodynamiques bien connus sont des facteurs suscitant un intérêt croissant d'élargir le spectre de leurs utilisations en clinique et de la mise en place de nouveaux essais thérapeutiques dans les années à venir.

La tyrosinémie héréditaire de type I (TH I) est une maladie génétique. Elle est causée par une activité réduite de la fumarylacétoacétate hydrolase (FAH), la dernière enzyme impliquée dans la dégradation de la tyrosine chez l'humain. Cette déficience enzymatique cause l'accumulation de produits toxiques dans l'organisme, ce qui occasionne de graves problèmes de foie et une issue fatale dans l'enfance. La tyrosinémie héréditaire est une maladie rare. L'incidence de cette maladie dans le monde est une personne sur 120 000 naissances vivantes. Par contre, dans les régions du Saguenay Lac Saint-Jean et de Charlevoix l'incidence de cette maladie est très élevée : une personne sur 1846 nouveau-nés. Le but de ce projet est la synthèse des inhibiteurs de l'homogentisate 1,2- dioxygénase (HGO), la troisième enzyme, impliquée dans la dégradation de la tyrosine. Ces inhibiteurs représentent les analogues halogènes de l'acide homogentisique qui est le substrat de l'HGO. L'utilisation de ces inhibiteurs dans le traitement de la tyrosinémie héréditaire de type I peut devenir une bonne alternative de la transplantation hépatique qui représente, en ce moment, la méthode la plus efficace pour traiter cette maladie. / Hereditary tyrosinemia type (HT I) is the most severe genetic disease in human tyrosine catabolism, affecting liver, kidney and peripheral nerves. It results from reduced activity of fumarylacetoacetate hydrolase (FAH), the final enzyme in the degradation of tyrosine. The accumulation of toxic metabolites in liver leads to progressive liver malfunction and cirrhosis which leads to the fatal outcome in infancy. Despite the fact that tyrosinemia type I is a rare genetic disease (the Worldwide prevalence is 1 case to 120 000 newborns), in Saguenay Lac Saint-Jean and Charlevoix regions of Québec the prevalence of tyrosinemia type I is very high, one case to 1846 newborns. The object of this project is the synthesis of inhibitors of the homogentisate 1,2- dioxygenase (HGO), the third enzyme in the catabolic tyrosine pathway in human. These inhibitors represent the halogenated analogues of homogentisic acid, which is a substrate of HGO. Treatment of HT I using these inhibitors may be a very good alternative to the orthotopic liver transplantation (OLT) which is now the only effective form of therapy of this disease.

En raison de la complexité de sa pathogenèse, le traumatisme crânien (TC) entraîne de nombreuses lésions cérébrales pour lesquelles il n’existe aucun traitement neuroprotecteur. Il est aujourd’hui clairement établi que la neuro-inflammation est fortement impliquée dans les conséquences post-traumatiques. Cette neuro-inflammation se manifeste entre autres par l’induction de la cyclo-oxygénase de type 2 (COX-2). Bien que plusieurs données soient en faveur d’un rôle délétère de cette enzyme au cours de ce processus dévastateur, l’implication de la COX-2 dans les lésions induites par le TC reste encore controversée. Dans un modèle du TC par percussion mécanique chez la souris, nous avons mis en évidence une augmentation précoce et transitoire du contenu cérébral en COX-2 à 6 et 12 heures après le trauma. Cette induction protéique était à l’origine d’une production accrue de la prostacycline. Cependant, l’inhibition préférentielle de COX-2 était sans effet sur l’œdème cérébral et le déficit neurologique, deux indicateurs de pertinence clinique. Ces données montrent que la COX-2 ne peut pas constituer à elle seule une cible intéressante pour le traitement des conséquences post-traumatiques malgré son induction et son activité après le trauma. Par ailleurs, nous avons montré un effet bénéfique induit par l’indométacine au niveau fonctionnel, ce qui est en faveur d’un rôle délétère des COXs dans le déficit neurologique post-traumatique. Cet effet bénéfique peut impliquer uniquement la COX-1 ou en association avec la COX-2. Ces données constituent un argument supplémentaire qui s’ajoute à plusieurs preuves récentes fournies par la littérature en faveur d’un rôle délétère de COX-1 dans la neuro-inflammation. Malheureusement, ce rôle ne pourra pas être confirmé dans notre modèle car les inhibiteurs sélectifs de COX-1 disponibles à ce jour sont inexploitables dans nos conditions expérimentales. Ce travail constitue une nouvelle piste pour évaluer l’intérêt de l’inhibition des COXs au cours de la phase précoce de la prise en charge du patient traumatisé crânien. La bonne tolérance de l’usage à court terme des inhibiteurs de COX, leur disponibilité sur le marché, leur prix abordable, leur simplicité d’administration, leurs caractéristiques pharmacocinétiques et pharmacodynamiques bien connus sont des facteurs suscitant un intérêt croissant d’élargir le spectre de leurs utilisations en clinique et de la mise en place de nouveaux essais thérapeutiques dans les années à venir. / Because of its complex pathology, Traumatic Brain Injury (TBI) leads to numerous cerebral lesions for which there is no neuroprotective treatment. It is clearly known nowadays that neuro-inflammation is highly involved in post-traumatic consequences. This devastating process is manifested among others by the induction of cyclo-oxygenase type 2 (COX-2). Although many data are in agreement with a deleterious role of COX-2 in neuro-inflammation, the implication of this isoform in the TBI-induced lesions is still controversial. In a mouse model of TBI induced by mechanical percussion, we have shown an early and a transitory increase in the cerebral content of COX-2 at 6 and 12 hours after trauma. This protein induction was the source of an increased production of prostacyclin. However, the preferential inhibition of COX-2 had no effect against cerebral œdema and neurological deficit, two indicators of high clinical relevance. These data show that COX-2 cannot be considered by itself as an interesting target for the treatment of post-traumatic consequences despite its induction and activity after trauma. Besides, we have shown a beneficial effect that was induced by indomethacin at the functional level. This effect highly suggests a deleterious role of COXs in the post-traumatic neurological deficit. This neuroprotection could solely involve COX-1 or both COX isoforms. In accordance with several proofs that were recently supplied by literature, our data constitute an additional argument suggesting a deleterious role of COX-1 in neuro-inflammation. Unfortunately, this hypothesis cannot be confirmed in our model of TBI because the selective inhibitors of COX-1 available this day cannot be exploited in our experimental conditions. This experimental work is a new indication to evaluate the potential interest of COXs inhibition during the early phase of clinical management of patients with TBI. The good tolerance of the short-term intake of COX inhibitors, their availability on the market, their affordable price, their simple way of administration, their well-known pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics increase the need to widen the spectrum of their therapeutic indications and to design new clinical trials during the upcoming years.