Problématique. L’étiologie du cancer pancréatique est encore peu caractérisée, notamment quant au rôle des expositions environnementales modifiables. L’objectif de cette étude est d’examiner si les expositions chimiques dans les milieux de travail sont des facteurs de risques pour ce cancer le plus souvent mortel. Méthodes. Une étude cas-témoin populationnelle à Montréal incluant 19 types de cancer a été réalisée entre 1979 et 1985. Pour chaque participant, un historique de travail détaillé a été obtenu ainsi que des données sur des variables sociodémographiques et des habitudes de vie. Les antécédents de travail ont été examinés par des chimistes et hygiénistes de travail afin de déterminer le statut d’exposition de chaque participant pour environ 300 substances d’intérêt. Pour ce rapport, les 116 cas participants de cancer pancréatique ont été comparés avec les autres cas de cancers et des témoins populationnelles. Des analyses préliminaires ont été effectuées pour repérer les substances qui démontraient des indices d’association avec le cancer du pancréas. Celles-ci, en plus des substances qui sont réputées être associées avec le cancer du pancréas dans la littérature, ont été retenues pour des analyses statistiques plus approfondies. Pour chaque substance, deux catégories d’exposition ont été établies : « exposé » et « substantiellement exposé ». Les ratios de cotes entre le cancer pancréatique et chaque substance ont été estimés par régression logistique tout en contrôlant pour des facteurs de confusion possibles. Des analyses semblables ont été réalisées pour des catégories industrielles et occupationnelles. Résultats. Parmi toutes les expositions étudiées, la majorité d’entre eux n’ont pas démontré une association avec le cancer du pancréas. Cependant, des associations positives ont été repérées pour quelques substances, notamment pour les produits de combustion du charbon (RC 2,6, IC 95 % [1,3- 5,3]), la suie (RC 3,4, IC 95 % [1,3-8,6]), les cires et agents de polissage (RC 2,7, 95 % [1,1-4,1]), les produits de nettoyage (RC 1,9, IC 95 % [1,1-3,2]) et pour la catégorie des concierges et nettoyeurs (RC 2,8, IC 95 % [1,5-5,1]). Conclusion. Malgré que plusieurs des associations observées dans cette étude ne sont pas suffisamment appuyées directement par la littérature existante, nos résultats représentent une ressource utile pour diriger les futurs projets de recherche et notamment pour les éventuelles méta- analyses. / Background. Pancreatic cancer is a fatal disease in most cases. Unfortunately, little is known about the etiology of pancreatic cancer and whether modifiable environmental chemical exposures may play an important role. The purpose of this study is to explore whether chemical exposures in the workplace may be risk factors for pancreatic cancer. Methods. A population-based case-control study including 19 types of cancer was conducted in Montreal between 1979 and 1985. Detailed occupational histories were obtained from all subjects as well as information on several socio-demographic and lifestyle variables. Occupational histories were assessed by industrial hygienists and chemists to determine whether exposure had occurred to any of nearly 300 substances from a checklist. For this report, the participating 116 pancreatic cancer cases were compared with other cancer controls and population controls. Preliminary analyses were conducted to identify agents from the checklist showing evidence of an association with pancreatic cancer. These were selected for more in-depth statistical analyses together with agents reported in the literature as being potentially associated with pancreatic cancer. For each agent, “any” and “substantial” exposure metrics were defined. Unconditional logistic regression methods were used to estimate odds ratios between pancreatic cancer and each of the selected exposures while controlling for potential confounders. Similar analyses were conducted for occupation and industry groups. Results. Of all the exposures assessed, the majority did not reveal an association with pancreatic cancer. However, suggestive positive associations were found for several agents including coal combustion products (OR 2.6, 95% CI [1.3-5.3]), soot (OR 3.4, 95% [1.3-8.6]), waxes and polishes (OR 2.7, 95% [1.1-4.1]), cleaning agents (OR 1.9, 95% [1.1-3.2]) and for the occupational category “janitors and cleaners” (OR 2.8, 95% CI [1.5-5.1]). Conclusion. For most of the agents revealing an association with pancreatic cancer in our study, there is a paucity of direct evidence published by other authors to corroborate our findings. However, parallels can be made with previously observed excesses in occupational groups making our findings useful for guiding future research efforts, notably for meta-analyses, to uncover the specific chemical exposures that may account for these excesses.

L'objectif principal de cette thèse est d'étudier la valeur pronostique de la qualité de vie (QdV) en cancérologie etd'explorer son utilité tant pour la pratique clinique que pour la planification des essais.Pour ce faire, nous évaluerons la significativité statistique et clinique de rapport d'un modèle de prédiction composé defacteurs cliniques et de la Qdv par rapport à un modèle de prédiction composé uniquement de facteurs cliniques.La validation statistique et clinique de cette plus-value de la Qdv en oncologie, permettrait de construire des index plusprécis en termes de pronostic vital, et mieux adapter les traitements. En fonction de sa valeur pronostic, la Qdv pourraitservir de critère de stratification dans les essais randomisés en oncologie.Pour les différentes localisations et le stade concernés, la recherche des facteurs pronostics sera réalisée selon lesrecommandations publiées dans la littérature. La procédure suivante sera utilisée :> Sélection des facteurs pronostics par un modèle univarié.> Construction d'un modèle multivarié par sélection « forward », « backward » ou « stepwise » en respectant aumieux la « règle de 10 événements par variable ».> Si existence de scores pronostics étudier l'apport de la Qdv à ces scores.> Vérifications à posteriori des hypothèses du modèle.> Mesure de la concordance entre les valeurs prédites et les valeurs observées à l'aided'indicateurs comme le C-index d'Harell, la statistique de Schemper, le NR1 (Net Reclassification Improvement) et l'IDI (Integrated Discrimation Improvement) de d'Agostino. Analyse de sensibilité par rapport aux données manquantes dans les différentes dimensions de la qualité de vie.Validation interne et/ou externe du modèle. Recherche de valeurs seuil pour les différents scores de qualité de vie dans le but d'une meilleure applicationclinique.Trois localisations seront étudiées : Carcinome hépatocellulaire en situation palliative. Cancer du pancréas métastatique. Cancer colorectal métastatique / The primary objective of this thesis is to evaluate the added prognostic value of health-related quality of life (QoL) inoncology and to explore ils utility for routine clinical practice as well as for design of clinical trials.In a methodological point of view, we will fïrst compare statistical and clinical performances of a model based onclinico-biological variables and a model based on clinico-biological variables and QoL scores.After validation of ils prognostic value, optimal cut-off points for QoL scores will be explored and revised prognosticclassifications including QoL measures will be built. QoL could then be used to guide treatment assignment and asinclusion/exclusion criteria or as stratification criteria in randomized clinical trials.For the different types of cancer, the validation of the prognostic value of QoL for advanced cancer patients will beperformed according to standard recommendations. The following steps will be performed:> Selection of prognostic factors based on univariable Cox models.> Multivariable Cox models using stepwise procedure. The number of variables entering the multivariable modelwill be selected in such a way that the thumb rule (10 events per variable) will be respected.> If a prognostic System exists, compare its performance alone with ils performance after addition of QoL factorsas well as other clinico-biological factors not included in the prognostic System.> Verify model hypotheses.> Assess model performance using HarreH"s C-index, Schempers V statistic, The NRI (Net ReclassificationImprovement) and the IDI (Integrated Discrimination Improvement). Perform sensitivity analysis after imputation of missing QoL data. Internai validation ofnew models. Find cut-off values for QoL scales to facilitate their use in daily practice.Three type of cancer will be studied: Advanced hepatocellular carcinoma. Metastatic pancreatic adenocarcinoma. Metastatic colorectal cancer.

Grâce à la production de nanoparticules lipidiques, les SELN (Synthetic Exosomes-Like Nanoparticles), mimant la composition des exosomes produits par les cellules tumorales pancréatiques humaines SOJ-6, nous avons démontré que les effets apoptotiques des exosomes naturels étaient dus aux lipides. En effet, nous avons montré que les SELN dont le rapport rafts/phospholipides est le plus élevé, interagissent avec les cellules SOJ-6 au niveau des rafts et perturbent la voie Notch. Cela conduit à la diminution de l'expression du facteur de survie Hes-1, qui est accentuée par la perte d'activité du complexe PTEN-GSK-3β. Ces dérégulations induisent l'apoptose dépendante de la mitochondrie des cellules SOJ-6, caractérisée par l'augmentation du ratio Bax/Bcl-2, l'activation de la caspase 9 et la dégradation de l'ADN. En revanche, les cellules MiaPaCa-2 résistent aux SELN, ce qui s'explique par leur caractère indifférencié. Ainsi la surexpression de marqueurs de cellules souches tels que l'ALDH et CXCR4 leur confèrent une grande résistance. Elles sont toutefois sensibles à la cyclopamine un inhibiteur de la voie Hedgehog, dont les effets sont atténués si les cellules MiaPaCa-2 sont préincubées avec les SELN, prouvant que ces cellules mettent en place des voies de survie leur permettant d'échapper à l'apoptose. Nos investigations ont montré que dans les cellules MiaPaCa-2, sous l'effet des SELN, l'activation de la voie canonique NF-кB permet d'induire la transcription du gène codant SDF-1α, seul ligand connu du récepteur CXCR4. Le facteur produit et sécrété active de manière auto et paracrine une voie de survie Akt-dépendante. / It has been previously reported that exosomes released by the human pancreatic tumoral cell line SOJ-6 could induce their own apoptosis. Thanks to the production of lipid nanoparticles, SELN (Synthetic Exosomes-Like Nanoparticles) mimicking the lipid composition of natural exosomes, we have shown that lipids were responsible for the observed effects. Indeed, we showed that SELN with the higher ratio rafts/phospholipids could interact with SOJ-6 cells at the level of the rafts to perturb the Notch pathway, preferentially localized in these lipid microdomains. This induces a decreased expression of the main target of this pathway, the survival factor Hes-1. This decrease is intensified by the activation of the complex PTEN-GSK-3β. These deregulations drive cells towards the mitochondria-dependent apoptosis as shown by the increase of the ratio Bax/Bcl-2, the caspase 9 activity and the DNA fragmentation. Whereas MiaPaCa-2 cells are resistant to SELN, which is explained by their stem-like cell phenotype, contrarily to the well-differentiated SOJ-6 cell line. Although the over-expression of some stem cell markers, such as ALDH and CXCR4 is responsible for their resistance, they remain sensitive to the cyclopamine, a Hedgehog inhibitor. We found out that MiaPaCa-2 cells pre-incubation with SELN could protect them from the inhibitory effect of the cyclopamine, meaning that upon SELN incubation, a survival pathway is triggered in MiaPaCa-2 cells. So we showed that, upon SELN incubation, the canonical NF-кB pathway is activated in MiaPaCa-2 cells to promote SDF-1α expression. Once released, SDF-1α interacts with its receptor CXCR4 to activate an Akt-dependent survival pathway.

La metformine, un médicament couramment utilisé pour le traitement du diabète de type II, fut récemment identifiée comme un composé ayant des propriétés anticancéreuses très intéressantes, notamment pour le cancer du pancréas. Toutefois, malgré les nombreuses expériences in vitro et sur des modèles murins qui ont confirmé cet effet, les essais cliniques sur les humains sont restés infructueux. Un des facteurs mis en cause pour expliquer ces résultats est la grande hydrophilie de la metformine, qui diminue sa biodisponibilité et limite son transport au travers des membranes cellulaires. Nous nous sommes donc intéressés à la synthèse de sels de biguanidium amphiphiles inspirés de la metformine qui se partitionnent plus facilement dans les bicouches phospholipidiques et qui possèdent de meilleures activités anticancéreuses. Pour ce faire, nous avons tout d’abord étudié la perturbation des membranes par de simples alkylbiguanidium. Nous avons démontré que ces composés peuvent transporter des ions H+/OH- et dépolariser les membranes bactériennes, ce qui leur confère des propriétés antibactériennes et antifongiques. Afin de limiter l’hémolyse associée à ces composés, des sels de biguanidium substitués par le groupement phényléthynylbenzyle ont par la suite été synthétisés. La structure de ceux-ci leur permet de mieux se partitionner dans les membranes et s’accumuler dans les mitochondries, tout en diminuant la toxicité associée à une perturbation membranaire trop forte. Leur activité sur les cellules cancéreuses du pancréas est ainsi beaucoup plus importante que celle de la metformine, de même que leur capacité à inhiber la croissance de xénogreffes chez les souris. Ces résultats nous ont ensuite amené vers la synthèse d’une petite librairie de sels de biguanidium et l’étude de leurs activités anticancéreuses et antibactériennes. Les modifications structurales et les changements de contre-ion apportés à cette librairie ont permis d’obtenir des composés encore plus efficaces et surtout beaucoup plus sélectifs envers les cellules saines, ouvrant ainsi la porte à une nouvelle classe de médicaments anticancéreux à base de sels de biguanidium. / Metformin, a common drug used for the treatment of type II diabetes, has recently been linked to interesting anticancer properties, notably on pancreatic cancer. Although there have been many experiments in vitro and on murine models that have confirmed this effect, human clinical trials featuring metformin have been unsuccessful. One of the reasons brought forward to explain these results is the high hydrophilicity of metformin, which limits its bioavailability and transport through cellular membranes. For this reason, we have been interested in the synthesis of amphiphilic biguanidium salts inspired from metformin that can partition more easily in phospholipid membranes and thus have better anticancer properties. We first studied the membrane perturbation properties of simple alkylbiguanidium salts and showed that these compounds can transport H+/OH- ions and depolarize bacterial membranes, which in turn gives them antibacterial and antifungal properties. To limit the hemolytic activity associated with these compounds, biguanidium salts substituted by the phenylethynylbenzyl moiety were then synthesised. Their structure allows them to partition more easily in membranes and accumulate in mitochondria, while lowering the toxicity associated with high membrane perturbation. For those reasons, their activity on pancreatic cancer cells is much higher than metformin, as is their inhibition of xenograft growth in mice. These results encouraged us to synthesise a small library of biguanidium salts and study their anticancer activity. The structural modifications and counter-anion variations brought to this library have improved the efficiency of these compounds as well as their selectivity towards healthy cells, thus opening the door to a new class of anticancer drugs based on biguanidium salts.

L’ischémie est une des problématiques majeurs de la transplantation, elle intervient au moment de la déconnexion d’un organe du système vasculaire et dure jusqu’à sa reconnexion chez le receveur. Elle provoque une diminution de la qualité des greffons et seulement un-tiers des pancréas éligibles aboutissent à une transplantation. Ce travail de thèse avait pour objectif d’améliorer la qualité des greffons en préparant les pancréas à subir l’ischémie par le préconditionnement et à améliorer leur préservation après avoir identifié les voies impliquées dans l’ischémie. Des changements métaboliques majeurs au niveau de l’organe ont été mis en évidence dépendant du temps d’ischémie, impliquant des dommages sur la partie endocrine du pancréas, les îlots. Ceci a été empêché par le préconditionnement du pancréas à l’ischémie activant les défenses antioxydantes et par l’utilisation de l’hémoglobine M101 issue de ver marin apportant de l’oxygène au cours de la préservation des pancréas de rat et humains. Ainsi, il est possible d’améliorer la qualité des greffons en agissant en amont du prélèvement et au cours de la préservation, ceci permettant une meilleure fonction. / Ischemia is one of the major problems of transplantation, it occurs at the time of disconnection of an organ of the vascular system and lasts until its reconnection in the recipient. It causes a decrease in graft quality and only one-third of the eligible pancreases results in a transplant. This work aimed to improve the quality of the grafts in preparing the pancreas to undergo ischemia preconditioning and improve their preservation after identifying the pathways involved in ischemia. Major metabolic changes in the organ have been demonstrated that appeared to ischemia time dependent enhancing damages to the endocrine part of the pancreas, the islets. This was prevented by the preconditioning of the pancreas to ischemia activating the antioxidant defenses and by the use of the marine worm M101 hemoglobin providing oxygen during the preservation of rat pancreas and humans. Thus, it is possible to improve the quality of the grafts by acting upstream of the sample and during the preservation, this allowing a better function.

Le cancer du pancréas est la quatrième cause de décès par cancer au Canada. Avec des mutations activatrices de KRas présentes dans près de 90% des lésions bénignes et tumeurs, ce cancer arbore une activation de la voie MAPK très tôt dans son développement. Or, peu de littérature existe sur les étapes clés de la progression et sur le rôle précis de cette signalisation dans le passage des lésions bénignes (PanIN) au stade avancé (PDAC). Depuis plusieurs années, notre laboratoire s’intéresse aux kinases ERK1/2, actives en aval de Ras, des acteurs centraux du programme de sénescence cellulaire, soit un programme antitumoral intrinsèque aux cellules. L’hypothèse centrale des présents travaux est donc que les mutations de KRas acquises dès le stade PanIN induisent une sénescence qui agit comme barrière à la progression tumorale, et que l’atténuation du signal de ERK est impliquée dans le contournement de ce mécanisme. La première partie de cette thèse montrera donc les avancées que nous avons faites sur la caractérisation de la progression entre le stade bénin et le stade avancé, de laquelle l’acquisition d’un caractère souche, la transition épithélio-mésenchymateuse et le développement d’une dépendance mitochondriale semblent être des déterminants. Ensuite, nous présenterons nos découvertes sur le rôle des kinases ERK1/2, de la sénescence cellulaire et du stress nucléolaire dans une nouvelle approche visant à restaurer un mécanisme de suppression tumorale inspiré des lésions bénignes et impliquant une altération de la biogenèse ribosomique. Finalement, pour bonifier cette nouvelle stratégie, nous présenterons les résultats d’un criblage CRISPR-Cas9 génome-entier nous ayant permis d’identifier les composantes d’une stratégie « one-two punch » basée sur l’induction de sénescence dans les cellules PDAC combinée à l’inhibition de la Glutathion peroxydase 4 (GPX4), de façon à promouvoir une sénolyse efficace dans ce contexte. Dans leur ensemble, les travaux présentés dans cette thèse montrent un avancement significatif dans la compréhension de la biologie des cancers pancréatiques en identifiant à la fois des vulnérabilités intrinsèques et inductibles afin de générer de nouvelles idées thérapeutiques pour ce cancer hautement fatal. / Pancreatic cancer is the fourth leading cause of death by cancer in Canada. With frequent activating mutations in KRas in up to 90% of benign lesions and tumors, this cancer possesses an early activation of the MAPK pathway. However, key events of its progression from the PanIN stage to the PDAC stage and the precise role of MAPK signaling in it are still poorly understood. For many years, our laboratory has taken interest in the ERK1/2 signaling pathway, activated downstream of oncogenic Ras and a key mediator of cellular senescence. Cellular senescence is considered an intrinsic antitumor mechanism due to its ability to stably halt the cell cycle. The central hypothesis of this work is then that KRas mutations that are acquired at the PanIN stage induce cellular senescence which acts as a barrier against tumor development. Still, this powerful mechanism can be circumvented as cells tend to attenuate the ERK1/2 signaling to promote progression and acquisition of more aggressive features. Thus, the first part of this thesis will present our most recent advances in characterizing the progression events between PanIN and PDAC stages, during which stem cell features acquisition, epithelial-mesenchymal transition and mitochondrial dependency seem to occur. Next, we will present our discoveries regarding the implication of ERK1/2 kinases, cellular senescence and nucleolar stress in a new approach to restore a tumor suppression mechanism inspired by the PanIN stage and based on ribosome biogenesis alteration. Finally, to potentiate this strategy, we will show the results of a genome-wide CRISPR-Cas9 screen that identified the components of a “one-two punch” approach to induce cellular senescence in PDAC cells and to efficiently eliminate them by GPX4 inhibitors-mediated senolysis. Globally, the work presented in this thesis show significant progress in the field of pancreatic cancer, identifying previously unknown vulnerabilities of those cancer cells and paving the way for the development of new therapeutic combinations.

L’objectif principal de cette étude est de déterminer la valeur pronostique de l’infiltrat lymphocytaire dans l’adénocarcinome du pancréas. Les densités des lymphocytes T CD3+, CD4+, CD8+, FOXP3+ et CD45RO+ intratumoraux (T) et péritumoraux (PT) de 111 spécimens ont été mesurées avec des micromatrices tissulaires. Un Index Lymphocytaire (IL) a été créé basé sur les valeurs des CD4+ T, CD8+ PT et le ratio CD3+ T/PT regroupant les patients selon que les tumeurs présentaient aucune (IL---), 1 à 2 (IL+/-) ou les 3 caractéristiques immunitaires favorables (IL+++). La survie médiane des patients atteints d’un cancer du pancréas est significativement différente selon la catégorie d’index lymphocytaire; elle était de 14 mois pour IL---, de 19 mois pour IL +/- et de 29 mois pour IL+++ (p=0,01). L’IL est un facteur indépendant de survie en analyse multivariée ainsi que la différenciation tumorale et l’utilisation d’un traitement adjuvant. L’IL est un facteur pronostique de survie des adénocarcinomes du pancréas réséqués et devrait pouvoir permettre une meilleure classification des patients. / The main objective of this project was to determine the prognostic significance of T-lymphocytes densities in pancreatic adenocarcinoma. Using tissue microarrays, CD3+, CD4+, CD8+, CD45RO+, and FOXP3 T-cells were quantified by immunohistochemistry in the intratumoral (T) and peritumoral (PT) compartments of 111 specimens. An immune score (IS) based on T CD4+ and PT CD8+ counts and T/PT CD3+ ratio grouped patients into IS---, IS+/- and IS+++ if none, 1 or 2, or all 3 of the favorable immune features were present, respectively. Patients have different overall survival (OS) depending on their IS status. Patients IS--- have a median OS of 14 months and of 19 months and 29 months for those IS+/- and IS+++ respectively (log-rank p=0.01). By multivariate analysis, IS was independently associated with survival as were the histological grade and adjuvant therapy. An immune score that combines specific T-cell location and density may have prognostic value in patients with resected pancreatic adenocarcinoma, independently from current pathologic features.

Problématique : l’activité physique est évitée par les patients atteints de diabète de type 1 (DbT1) malgré ses bénéfices et ce par crainte du risque d’hypoglycémie majoré par l’exercice. Le pancréas artificiel externe est une nouvelle technologie de trois composantes qui fonctionnent en boucle fermée, un système de surveillance continue du glucose (SSCG), un algorithme et une pompe à insuline. Peu d’études ont été conçues spécifiquement pour tester le pancréas artificiel pendant l’exercice. De plus, la précision des SSCG pourrait être compromise par les changements rapides du glucose au cours de l’exercice. Objectifs : 1) Tester et comparer l’efficacité des deux versions du pancréas artificiel, simple-hormone (insuline seule) et double-hormone (insuline et glucagon), pour prévenir l’hypoglycémie durant deux types d’exercice, en continu et par intervalles, chez les patients DbT1. 2) Comparer la performance de deux SSCG, Dexcom et Enlite, au repos et pendant l’exercice. Résultats : 1) Avec le système à simple-hormone comparé au double-hormone, 31,2% des participants ont eu au moins un épisode d’hypoglycémie nécessitant un traitement par glucides vs. 9% (p=0,02) et 24,4 ± 27,6 % de temps était passé en hypoglycémie (glucose plasmatique < 4 mmol/l) vs. 4,4 ± 14,3% (p=0,0001), respectivement. 2) Les moyennes de différence relative absolue par rapport au glucose plasmatique pour Dexcom vs. Enlite étaient comparables au repos 13,8 vs. 12,4% (p=0,53) et pendant l’exercice 22,5% vs. 20,4% (p=0,58). La comparaison repos vs exercice était significatif pour Dexcom (p=0,005) et Enlite (p=0,007). Conclusions : le pancréas artificiel à double-hormone engendre un moindre risque d’hypoglycémie et permet un meilleur contrôle de la glycémie que le système à simple-hormone. Les deux SSCG, Dexcom et Enlite ont une bonne performance, sont comparables, mais sont tous les deux moins précis durant l’exercice qu’au repos. / Background: Physical activity is often avoided by patients with Type 1 diabetes (T1D) despite its health benefits due to fear of its elevated hypoglycemic risk. The external artificial pancreas is a new technology that controls glucose via a closed-loop strategy of three components; a continuous glucose monitoring system (CGMS), an algorithm and an insulin pump. Studies of the artificial pancreas included physical activity sessions but were rarely designed to specifically assess its efficacy during exercise. Moreover, the precision of the CGMS can be affected by the rapidly changing blood glucose levels during exercise. Objectives: 1) To test and compare the efficacy of the two versions of the artificial pancreas, single-hormone (insulin only) and dual-hormone (insulin plus glucagon) during two types of exercise, continuous and interval, in patients with T1D. 2) To compare the performance of two CGMS, Dexcom and Enlite, at rest and during exercise. Results: 1) During single-hormone artificial pancreas in comparison to dual-hormone, 31.2% of the participants had at least one hypoglycemic episode necessitating treatment vs. 9% (p=0,02) and 24.4 ± 27.6 % of the time spent in hypoglycemia (plasma glucose < 4 mmol/l) vs. 4.4 ± 14.3% (p=0.0001), respectively. 2) The mean relative absolute differences (MARD) in reference to plasma glucose for Dexcom vs. Enlite were at rest 13.8 vs. 12.4% (p=0.53) and during exercise 22.5% vs. 20.4% (p=0.58). The comparison of mean ARD`s at rest vs. exercise were significant for Dexcom (p=0.005) and Enlite (p=0.007). Conclusions: The dual-hormone artificial pancreas was shown to be better than single-hormone at achieving hypoglycaemia-free control during exercise in adults with T1D. Dexcom and Enlite demonstrated comparable overall performances during rest and physical activity with a lower accuracy for both sensors during exercise.

Le cancer du pancréas est l’un des plus chimiorésistants, avec un taux de survie sur 5 ans inférieur à 5%. La chimiorésistance pourrait être due à la présence de cellules initiatrices de tumeur (TICs), une petite sous-population des cellules tumorales possédant la capacité de régénérer une nouvelle tumeur. Il a été démontré que la metformine cible les TICs par un mécanisme non élucidé. Il est connu que la metformine affecte le métabolisme du carbone. Il a également été démontré que le métabolisme du carbone, plus précisément la glycine décarboxylase (GLDC), est à la fois nécessaire et suffisant à l’acquisition de propriétés d’initiation tumorale. Nous proposons que la metformine cible les cellules initiatrices de tumeur en affectant le métabolisme du carbone. Nous avons utilisé des lignées cellulaires dérivées d’un modèle murin de cancer du pancréas pour comparer l’expression génique de lésions bénignes versus malignes. Les cellules malignes surexpriment Gldc. La metformine diminue l’expression de Gldc, et la surexpression de Gldc diminue la sensibilité à la metformine dans un essai de sphères tumorales. La metformine induit une augmentation du ratio NADP+/NADPH, et la surexpression de Gldc empêche cette augmentation. Nous proposons que la metformine diminue l’expression de Gldc, ce qui cause une diminution du flux du métabolisme du carbone, et donc une diminution de la production de NADPH par ce dernier. L’augmentation du ratio NADP+/NADPH inhibe la synthèse des acides gras et la régénération de la glutathione, ce qui pourrait expliquer la diminution de la formation de sphères tumorales sous traitement metformine. / Pancreatic cancer is one of the most chemoresistant cancers, with a 5-year survival rate lesser than 5%. Chemoresistance might be due to the presence of tumor-initiating cells (TICs), a small subpopulation of tumor cells with stem-like characteristics which possess the unique ability to self-renew and to generate a new tumor. Metformin has been shown to affect TICs in various cancer types, but the mechanism through which it does so is unclear. It is known that metformin affects one-carbon metabolism. It has also been shown that one-carbon metabolism, more precisely the glycine decarboxylase (GLDC) enzyme, is both necessary and sufficient to the acquisition of tumor-initiating properties. Considering this, we propose that metformin affects TICs by targeting one-carbon metabolism. Using cell lines derived from a genetically engineered mouse model of pancreatic cancer, we compared gene expression data from cells derived from benign pancreatic neoplasia with cells derived from pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), and found that PDAC cells exhibited a dramatic increase in Gldc expression. Metformin treatment decreases Gldc expression in PDAC cell lines, and Gldc overexpression greatly decreases metformin sensitivity in a tumor sphere assay. Metformin induces an increase in NADP+/NADPH ratio, which is rescued by Gldc overexpression. We propose a model in which metformin decreases Gldc expression, which causes reduced flux through mitochondrial one-carbon metabolism. This results in decreased NADPH production by this pathway. This increase in NADP+/NADPH ratio impairs fatty acid biosynthesis and glutathione regeneration. Together these effects might explain the decrease of tumor sphere formation under metformin treatment.

L’amyloïdose, une maladie progressive et incurable, implique une vaste panoplie de pathologies et de pathogénèses, qui est expliquée par la grande variabilité biologique et structurale des protéines responsables de la formation des dépôts d’amyloïde. L’amyline (polypeptide amyloïde des îlots pancréatiques, IAPP) est une protéine très susceptible de subir des changements de conformation impliquant les feuillets bêta et conférant aussi des propriétés physicochimiques distinctes. Cette protéine prend alors une forme fibrillaire et se dépose dans les îlots de Langerhans chez les humains atteints de diabète de type 2 ou d’insulinome. Ces dépôts d’amyloïde pancréatique (AIAPP) ont été décrits chez certaines espèces animales telles que les félins domestiques, les grands félins, le raton laveur et les primates non humains. La formation de dépôts d’amyloïde contribue à la pathogénèse du diabète de type 2, mais les mécanismes qui induisent la conversion de l’amyline (IAPP) en amyloïde (AIAPP) ne sont pas complètement compris. Les hypothèses du projet sont que certaines variations présentes dans les séquences peptidiques de l’IAPP provenant de différentes espèces animales jouent un rôle critique pour la formation de fibrilles et que plusieurs composés chimiques aromatiques/phénoliques sont capables d’abroger la formation de dépôts d’amyloïde. Le projet de recherche consiste donc à caractériser la propension des différentes isoformes animales d’IAPP à former de l’amyloïde in vitro afin d’identifier les acides aminés jouant un rôle clé dans cette transformation structurale et ultimement d’inhiber la formation d’amyloïde pancréatique. Le projet se divise en deux volets principaux. Le premier consiste à identifier les différentes séquences peptidiques de l’IAPP retrouvées chez les espèces animales. L’objectif est d’identifier les acides aminés jouant un rôle clé dans la formation d’amyloïde. Le gène de l’IAPP a été séquencé chez plus d’une quarantaine d’espèces. Le potentiel d’agrégation des séquences obtenues a été simulé à l’aide d’outils bioinformatique. Une librairie de 23 peptides a été commandée afin de procéder à des analyses physicochimiques in vitro permettant d’évaluer le potentiel amyloïdogénique (test fluorimétrique à la thioflavine T, essai de liaison au rouge Congo, dichroïsme circulaire, microscopie électronique à transmission) et cytotoxique (sur une lignée cellulaire provenant d’insulinome : INS-1). Les analyses effectuées à partir de la librairie constituée de 23 peptides ont permis d’identifier trois séquences ne formant pas d’amyloïde et qui proviennent des espèces animales suivantes : le tamarin lion doré (Leontopithecus rosalia), le grand dauphin (Tursiops truncatus) et l’alpaga (Vicugna pacos). Un site potentiellement critique est le segment 8-20 présentant le motif NFLVH qui ne forme plus d’amyloïde lorsqu’il est remplacé par le motif DFLGR ou KFLIR. Les acides aminés 29P, 14K et 18R sont également impliqués dans l’inhibition de la transformation structurale en fibrille. La dernière partie du projet consiste à inhiber la formation de l’amyloïde en utilisant des composés chimiques commercialisés (hypoglycémiants, anti-inflammatoires non stéroïdiens) ou nouvellement synthétisés dans notre laboratoire (les aryles éthyles urées). Un criblage d’une soixantaine de composés chimiques a été conduit dans cette étude. Leur efficacité a été testée sur l’IAPP humaine, qui possède un fort potentiel amyloïdogénique. Les techniques utilisées sont les mêmes que celles exploitées précédemment. L’essai de liaison croisée photo-induite ("photo-induced cross-linking of unmodified proteins", PICUP) a été réalisé afin d’étudier les formes intermédiaires (monomères, oligomères). Un total de 11 composés chimiques a démontré un potentiel à inhiber l’agrégation des fibrilles. Pour la classe des hypoglycémiants, le glyburide, le répaglinide et la troglitazone ont montré l’activité thérapeutique la plus élevée pour retarder et réduire la formation de fibrilles. Les anti-inflammatoires antiamyloïdogènes actifs incluaient le diclofenac, le méloxicam, le phénylbutazone, le sulindac et le ténoxicam. Les aryles étyles urées les plus intéressantes étaient la EU-362 et la EU-418. Tous ces composés ont conféré une protection cellulaire contre l’activité cytotoxique des fibrilles. Les molécules actives possèdent des éléments structuraux communs tels des substituants donneurs d’électrons (alcool, amine, halogène) sur un noyau benzène. En conclusion, ce projet de recherche a permis de caractériser l’IAPP chez diverses espèces animales, dont plusieurs chez lesquelles elle n’avait pas encore été décrite, de déterminer les sites jouant un rôle clé dans sa transformation en amyloïde et, ultimement, de tester le potentiel thérapeutique de nouveaux agents antiamyloïdogènes dans le diabète de type 2. Nous espérons que ce projet ouvrira ainsi la porte à de nouvelles stratégies de traitement. / Amyloidosis is a progressive and, as of now, incurable disease caused by the deposition of insoluble proteins. Amyloid research over the past decades focused on the characterization of the substantive biological variability of amyloid deposits. Amyloidosis encompasses a diversity of pathological manifestations, explained by the diversity of underlying causal proteins. In the pancreas of susceptible species, islet amyloid polypeptide (IAPP) is a precursor for an amyloid protein (AIAPP), which has a characteristic fibrillar structure and resistance to physical agents. This folded protein deposits in the islets of Langerhans of patients with type 2 diabetes or islet cell tumors (insulinoma). Amyloid deposits have also been well characterized, anatomically, in feline and non-human primate species. Amyloid fibril formation contributes to the pathogenesis of diabetes mellitus but the precise pathophysiologic factors involved in the fibrillization of IAPP as well as resultant islet injury remain to be elucidated. Further understanding of the causative factors in the fibrillogenesis of IAPP will be requisite in the development of therapeutic strategies to disrupt the amyloidosis process. This project hypothesizes that the specific variations found in IAPP peptide sequences among different animal species are critical for IAPP fibrillization. Also, some aromatic/polyphenolic compounds can abrogate fibrillization. The main objective forms the basis for development of new therapeutic tactics to impede amyloid formation and associated cellular injury. Thus this project has two specific aims. The first specific aim was to identify critical variations in IAPP amino acid sequences from different animal species and to assess their amyloidogenic potential. To accomplish this, the IAPP gene was isolated and sequenced from paraffin-embedded tissues from various animals (40 species). The aggregation potency was assessed for each sequence using in silico analysis. A library of 23 peptides was prepared from sequences that were distinctly different and their amyloidogenic potential was assessed in vitro using physicochemical analysis (thioflavin-T assay, Congo red binding assay, far-UV circular dichroism, transmission electron microscopy) and cytotoxicity assays (insulinoma cell line INS-1). Among this peptide library, three were non-amyloidogenic and corresponded to the following animal species: golden lion tamarin (Leontopithecus rosalia), commun bottlenose dolphin (Tursiops truncates) and alpaca (Vicugna pacos). Segment 8-20 of the peptide was critical for amyloid formation and the substitution of the NFLVH motif found in this region by a DFLGR or KFLIR motif impeded fibrillization. The amino acids 29P, 14K and 18R were also demonstrated to abrogate fibril formation. The second objective consisted in abrogating IAPP fibrillogenesis using conceptualized aromatic/polyphenolic structures, specifically hypoglycemic, non-steroidal anti-inflammatory and aryl ethyl urea agents. This part of the project involved molecular screening of more than 60 compounds. Their efficacy at inhibiting amyloid formation was assessed in vitro on human IAPP, which exhibits the highest amyloidogenic potential. Techniques included the above-mentioned methods, with the addition of photo-induced cross-linking of unmodified proteins (PICUP). A total of 11 compounds showed potential in abrogating IAPP aggregation. Among the hypoglycemic agents evaluated, glyburide, repaglinide and troglitazone showed the highest potency in reducing fibril formation. The NSAIDs that displayed anti-amyloidogenic activity were diclofenac, meloxicam, phenylbutazone, sulindac and tenoxicam. EU-362 and EU-418 were the hit compounds resulting from the screening of the aryl ethyl urea (EU) class. Additionally, these anti-amyloidogenic molecules conferred a protection against fibril cytotoxicity. All of the active molecules bear a commun motif composed of benzene ring with electron donor moieties, such as alcohol, amine or halide. To conclude, this project characterized IAPP in several animal species in which it has not been previously described and improves our understanding of the amyloidogenesis process. Moreover, the therapeutic potential of hypoglycemic, non-steroidal anti-inflammatory and aryl ethyl ureas agents as anti-amyloidogenic compounds was evaluated. It is conceivable that the additional information hereby gained on the regulation of amyloidogenesis may point towards new therapeutic strategies for diabetic patients.