L’épidermolyse bulleuse simplex (EBS) est une maladie orpheline dermatologique qui a une prévalence mondiale de 1/50 000 à 1/30 000. Elle est caractérisée par des mutations transmises de manière autosomale dominante dans les gènes de la kératine 5 (KRT5) et 14 (KRT14), menant à une agrégation des filaments intermédiaires. Phénotypiquement, il y a présence d’ampoules causées par un décollement de l’épiderme. Jusqu’à présent, aucune thérapie efficace n’est disponible. Dans cette étude, des essais cellulaires évaluant le potentiel thérapeutique de deux chaperonnes chimiques, le triméthylamine N-oxyde (TMAO) et le sodium 4-phénylbutyrate (4-PBA), ont été réalisés. Pour ce faire, trois lignées immortalisées de kératinocytes de patients EBS ayant une mutation dans KRT14 et une lignée contrôle ont été utilisées pour déterminer la capacité des molécules à réduire le nombre de cellules ayant des agrégats. Les résultats ont montré un effet bénéfique significatif du TMAO seulement, et ce dans deux lignées uniquement. Ainsi, le TMAO se qualifie comme une approche thérapeutique potentielle.

ABCB11/BSEP est le transporteur des acides biliaires, localisé au niveau du pôle canaliculaire des hépatocytes. Les mutations de ce gène sont responsables de la cholestase familiale intrahépatique progressive de type 2.Au cours de ma thèse, j’ai évalué la capacité des aminoglycosides et du PTC124 à induire la translecture de codons stop prématurés, l’adressage et la fonction de mutants non-sens et faux sens de Bsep ainsi que l’effet d’une bithérapie (translecture+chaperone).Dans nos modèles cellulaires, la gentamicine était capable d’induire la translecture du codon-stop prématuré du mutant non-sens BsepR1090X dans les lignées NIH3T3, HEK293 et Can 10. La protéine entière générée était partiellement détectée aux membranes plasmiques des cellules HEK293 et canaliculaires des cellules Can 10 et était partiellement fonctionnelle puisqu’elle était responsable d’une augmentation de l’activité de transport de 3H-taurocholate (3H-TC) dans les clones MDCK. Ces effets étaient potentialisés par l’addition de drogues chaperones telles que le 4-phenylbutyrate (4-PB).J’ai également mis en évidence la capacité de nouveaux composés dérivés du 4-PB (MHMPB, OTNC et HMPB) à corriger l’adressage et à augmenter le transport de 3H-TC du mutant faux sens BsepR1128C à des concentrations plus faibles que le 4-PB. Enfin, j’ai pu montrer que d'autres drogues chaperones (GPB, PA, SAHA et C18), pouvaient corriger l’adressage canaliculaire de BsepR1128C et augmenter son activité de transport de 3H-TC dans les clones MDCK. / ABCB11/BSEP is the main bile acids transporter located at the canalicular pole of hepatocytes. Mutations of ABCB11 are responsible for progressive familial intrahepatic cholestasis type 2.During my phD, I evaluated the ability of aminoglycosides and PTC124 to induce readthrough of premature termination codons, targeting and function of nonsense and missense mutants of Bsep and also the effect of combined therapy (readthrough + chaperone).In our expermental models, gentamicin increased readthrough of p.R1090X mutation NIH3T3, HEK293 and Can 10 lines. The resulting full-length protein was detected at the plasma membrane of HEK293 and at the canalicular membrane of Can 10 cells; and was partially functional since it was responsible for increasing the transport activity of 3H-taurocholate (3H-TC) in MDCK clones. These effects were potentiated by the addition of chaperone drugs such as 4-phenylbutyrate (4-PB).I have also demonstrated the ability of new 4-PB derived compounds (MHMPB, OTNC and HMPB) to correct mistrafficking and to increase 3H-TC transport of BsepR1128C missense mutant at lower concentrations than 4-PB. Finally, I showed that other chaperone drugs (GPB, PA, SAHA, and C18) were able to correct mistrafiking of BsepR1128C and to increase its 3H-TC transport activity in MDCK clones.

Les mutations de la protéolipide-protéine (PLP) entraînent la mort des oligodendrocytes (OL) et les pathologies de la myéline. Pour contribuer à l'élucidation des mécanismes impliqués, ce travail de thèse, qui a utilisé des lignées d'OL 158N (normale) et 158JP (porteuse de PLP mutée), démontre une mortalité élevée des cultures 158JP comparées aux témoins. Une hausse du ratio Bax (pro-)/Bcl2 (anti-apoptose) est observée chez les 158JP. La protéine BiP, marqueur de stress du réticulum endoplasmique (SRE), est surexprimée chez les 158JP. L'exposition au SRE induit par la tunicamycine a révélé que la DE50 pour les 158JP est 67 fois plus faible que la DE50 pour les 158N. Les 158JP surexpriment aussi les protéines CHOP et caspase-12 qui déterminent le basculement des processus intracellulaires vers l'apoptose. Le 4-Phénylbutyrate, inhibiteur du SRE, améliore la survie des 158JP et diminue les marqueurs du SRE et de l'apoptose. Des perspectives intéressantes sont ouvertes pour l'exploration de stratégies efficaces contre les pathologies dysmyélinisantes. / Mutations of proteolipid-protein (PLP) cause oligodendrocyte (OL) death and myelin disorders. To contribute to the elucidation of the mechanisms involved, the present PhD work has used 158N (normal) and 158JP (mutated PLP) OL lines, to show the occurrence of a high cell death percentage in 158JP OL cultures compared to the controls. An increased Bax (pro-)/Bcl2 (anti-apoptosis) ratio is evidenced in 158JP cells. Also, the endoplasmic reticulum stress marker (SRE) BiP is overexpressed in 158JP OL. Exposure of 158N and 158JP cells to tunicamycin-induced SRE revealed that the ED50 for 158JP OL is 67 times lower than the ED50 for 158N OL. Proteins CHOP and caspase-12, that pivotally determine the switching from survival to apoptotic pathways, are upregulated in 158JP cells. 4-Phenylbutyrate, a SRE inhibitor, which improves 158JP cell survival, also decreases the levels of SRE and apoptosis markers in 158JP OL. The thesis opens promising perspectives for the development of effective strategies against myelin disorders.

Les gènes suppresseurs de tumeurs (TSGs) contrôlent la prolifération cellulaire et leur inactivation joue un rôle important dans la leucémogénèse. Deux mécanismes épigénétiques majeurs sont impliqués dans la répression des TSGs: 1- la méthylation de l’ADN et 2- la déacétylation des histones des chromosomes. On les dit épigénétiques car ils n’affectent pas la séquence de l’ADN. Ces phénomènes sont réversibles, faisant donc d’eux des cibles thérapeutiques de choix. Dans le cadre de cette thèse, nous avons évalué le potentiel chimiothérapeutique de différents agents qui visent ces mécanismes épigénétiques et nous les avons administrés seuls et en combinaison dans le but d’améliorer leur efficacité. La 5-aza-2’-désoxycytidine (5-Aza-CdR) est un inhibiteur de la méthylation de l’ADN qui permet la ré-expression des TSGs. Cet agent s’est avéré efficace contre certaines maladies hématologiques et est d’ailleurs approuvé aux États-Unis dans le traitement du syndrome myélodysplasique depuis 2006. Cependant, le protocole d’administration optimal de cet agent, en termes de doses et de durée, n’est toujours pas établi. Nos recherches suggèrent que le celui-ci devrait être plus intensif que ce que rapporte la littérature. Les inhibiteurs des déacétylases des histones (HDACi) ont également montré une activité antinéoplasique intéressante. De récentes recherches ont montré que la combinaison d’agents ciblant à la fois la méthylation de l’ADN et la déacétylation des histones produit une réactivation synergique des TSGs, ce à quoi nous nous sommes intéressé. Nous avons observé que la co-administration d’un HDACi avec la 5-Aza-CdR potentialise son action anti-leucémique. Il est aussi possible d’augmenter l’activité de la 5-Aza-CdR en inhibant sa dégradation par l’enzyme cytidine (CR) désaminase. Nous avons observé que la co-administration du zebularine, un inhibiteur de la CR désaminase, avec la 5-Aza-CdR accroît son efficacité. Le zebularine est aussi un inhibiteur de la méthylation de l’ADN, ce qui pourrait contribuer à la potentialisation de la réponse anti-leucémique observée lors de la co-administration de ces deux agents. En résumé, il est possible d’augmenter l’efficacité anti-leucémique de la 5-Aza-CdR en : 1- intensifiant son protocole d’administration, en termes de doses et de durée, 2- la combinant avec un HDACi, et 3- diminuant sa dégradation par la CR désaminase. L’utilisation de ces résultats précliniques dans l’élaboration de protocoles cliniques pourrait être bénéfique à beaucoup de patients. / The silencing of tumor suppressor genes (TSG) that normally regulate cells proliferation plays an important role in leukemogenesis. Two major mechanisms are involved in TSG’s silencing: DNA methylation and histones deacetylation. Because those phenomenons are reversible, it makes them interesting therapeutic targets for chemotherapeutic agents. We evaluated the antineoplastic potential of different agents that target those events and we administered them alone or in combination with the goal of improving their efficiency. 5-aza-2’-deoxycytidine (5-Aza-CdR) is a DNA methylation inhibitor that can re-express TSGs that are silenced by methylations. This agent demonstrated its efficacy against hematological malignancies. Therefore, 5-Aza-CdR is used since 2006 in United States of America against myelodysplastic syndrome; but its optimal dose-schedule still needs to be established. Our researches suggest that the dose-schedule of 5-Aza-CdR should be more intensive than what is reported from the literature. Inhibitors of histones deacetylation (HDACi) also demonstrated some interesting antineoplastic activity. Recently, observations showed that combination of chemotherapeutic agent that targets both DNA methylation and histones deacetylation lead to a synergic reactivation of silenced TSG. This finding allowed us to observe that the co-administration of an HDACi with 5-Aza-CdR improve its antileukemic potential. Moreover, it is possible to increase the activity of 5-Aza-CdR by preventing its degradation by cytidine (CR) deaminase. We demonstrated that the co-administration of zebularine, an inhibitor of CR deaminase, with 5-Aza-CdR increases its activity. Zebularine is also an inhibitor of DNA methylation, which may contribute to the enhancement of the antileukemic action of this combination. In summary, our preclinical data indicate that the antileukemic activity of 5-Aza-CdR can be enhanced by: 1- increasing his dosage, 2- combining it with HDACi, and 3- preventing its inactivation by CR deaminase. The translation of those preclinical observations into clinical protocols may be effective in patients with advanced leukemia.

Les gènes suppresseurs de tumeurs (TSGs) contrôlent la prolifération cellulaire et leur inactivation joue un rôle important dans la leucémogénèse. Deux mécanismes épigénétiques majeurs sont impliqués dans la répression des TSGs: 1- la méthylation de l’ADN et 2- la déacétylation des histones des chromosomes. On les dit épigénétiques car ils n’affectent pas la séquence de l’ADN. Ces phénomènes sont réversibles, faisant donc d’eux des cibles thérapeutiques de choix. Dans le cadre de cette thèse, nous avons évalué le potentiel chimiothérapeutique de différents agents qui visent ces mécanismes épigénétiques et nous les avons administrés seuls et en combinaison dans le but d’améliorer leur efficacité. La 5-aza-2’-désoxycytidine (5-Aza-CdR) est un inhibiteur de la méthylation de l’ADN qui permet la ré-expression des TSGs. Cet agent s’est avéré efficace contre certaines maladies hématologiques et est d’ailleurs approuvé aux États-Unis dans le traitement du syndrome myélodysplasique depuis 2006. Cependant, le protocole d’administration optimal de cet agent, en termes de doses et de durée, n’est toujours pas établi. Nos recherches suggèrent que le celui-ci devrait être plus intensif que ce que rapporte la littérature. Les inhibiteurs des déacétylases des histones (HDACi) ont également montré une activité antinéoplasique intéressante. De récentes recherches ont montré que la combinaison d’agents ciblant à la fois la méthylation de l’ADN et la déacétylation des histones produit une réactivation synergique des TSGs, ce à quoi nous nous sommes intéressé. Nous avons observé que la co-administration d’un HDACi avec la 5-Aza-CdR potentialise son action anti-leucémique. Il est aussi possible d’augmenter l’activité de la 5-Aza-CdR en inhibant sa dégradation par l’enzyme cytidine (CR) désaminase. Nous avons observé que la co-administration du zebularine, un inhibiteur de la CR désaminase, avec la 5-Aza-CdR accroît son efficacité. Le zebularine est aussi un inhibiteur de la méthylation de l’ADN, ce qui pourrait contribuer à la potentialisation de la réponse anti-leucémique observée lors de la co-administration de ces deux agents. En résumé, il est possible d’augmenter l’efficacité anti-leucémique de la 5-Aza-CdR en : 1- intensifiant son protocole d’administration, en termes de doses et de durée, 2- la combinant avec un HDACi, et 3- diminuant sa dégradation par la CR désaminase. L’utilisation de ces résultats précliniques dans l’élaboration de protocoles cliniques pourrait être bénéfique à beaucoup de patients. / The silencing of tumor suppressor genes (TSG) that normally regulate cells proliferation plays an important role in leukemogenesis. Two major mechanisms are involved in TSG’s silencing: DNA methylation and histones deacetylation. Because those phenomenons are reversible, it makes them interesting therapeutic targets for chemotherapeutic agents. We evaluated the antineoplastic potential of different agents that target those events and we administered them alone or in combination with the goal of improving their efficiency. 5-aza-2’-deoxycytidine (5-Aza-CdR) is a DNA methylation inhibitor that can re-express TSGs that are silenced by methylations. This agent demonstrated its efficacy against hematological malignancies. Therefore, 5-Aza-CdR is used since 2006 in United States of America against myelodysplastic syndrome; but its optimal dose-schedule still needs to be established. Our researches suggest that the dose-schedule of 5-Aza-CdR should be more intensive than what is reported from the literature. Inhibitors of histones deacetylation (HDACi) also demonstrated some interesting antineoplastic activity. Recently, observations showed that combination of chemotherapeutic agent that targets both DNA methylation and histones deacetylation lead to a synergic reactivation of silenced TSG. This finding allowed us to observe that the co-administration of an HDACi with 5-Aza-CdR improve its antileukemic potential. Moreover, it is possible to increase the activity of 5-Aza-CdR by preventing its degradation by cytidine (CR) deaminase. We demonstrated that the co-administration of zebularine, an inhibitor of CR deaminase, with 5-Aza-CdR increases its activity. Zebularine is also an inhibitor of DNA methylation, which may contribute to the enhancement of the antileukemic action of this combination. In summary, our preclinical data indicate that the antileukemic activity of 5-Aza-CdR can be enhanced by: 1- increasing his dosage, 2- combining it with HDACi, and 3- preventing its inactivation by CR deaminase. The translation of those preclinical observations into clinical protocols may be effective in patients with advanced leukemia.