Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le sepsis sévère est l’une des causes de mortalité les plus fréquentes à travers le monde. L’étiologie la plus fréquente étant des infections causées par des bactéries, le traitement repose sur l’administration rapide d’un traitement antibiotique adapté. Toutefois, la diminution de la sensibilité des bactéries observée au cours des dernières années nous pousse à repenser notre utilisation des antibiotiques. Parmi les options envisageables, on retrouve l’utilisation de nouveaux antibiotiques et l’optimisation des posologies d’antibiotiques couramment utilisés. Dans les deux cas, la modélisation pharmacocinétique est un outil indispensable pour caractériser la pharmacocinétique des agents antimicrobiens et ainsi guider les posologies. Les études pharmacocinétiques comportent toutefois de nombreux défis en pédiatrie. Afin de les contourner, nous avons utilisé des méthodes à risques minimaux pour étudier deux molécules chez les enfants : le linézolide, un nouvel antibiotique de la classe des oxazolidinones, qui a été administré chez des nouveau-nés prématurés, et la pipéracilline-tazobactam, une bêta-lactamine fréquemment utilisée en pédiatrie, qui a été administrée en utilisant une nouvelle posologie sous forme d’infusions prolongées. Premièrement, nous avons effectué une étude pharmacocinétique rétrospective du linézolide aux soins intensifs néonataux du CHU Sainte-Justine. Le linézolide est un antibiotique qui peut être utilisé pour traiter les infections causées par le staphylocoque à coagulase négative chez les nouveau-nés prématurés. Il s’agit d’une pratique relativement nouvelle et un programme de surveillance des concentrations plasmatiques avait été instauré il y a quelques années pour encadrer l’utilisation du linézolide dans cette population. Nous avons utilisé les données de ce programme et construit un modèle pharmacocinétique de population en utilisant des méthodes de modélisation non-linéaire à effets mixtes. Nous avons ainsi pu démontrer que les posologies utilisées chez les 26 nouveau-nés inclus dans notre étude atteignaient la cible préalablement déterminée (aire sous la courbe/concentration minimale inhibitrice [ASC/CMI 0-24] > 80), et qu’elles étaient donc probablement efficaces. De plus, nous avons observé que le linézolide semblait sécuritaire dans cette population. Nous nous sommes ensuite intéressés aux infusions prolongées de pipéracilline-tazobactam en pédiatrie. Déjà bien décrite dans la population adulte, l’utilisation d’infusions prolongées permet d’optimiser l’efficacité des bêta-lactamines puisque cette dernière dépend du temps où les concentrations plasmatiques sont supérieures à la concentration minimale inhibitrice (ƒt > CMI). Comme aucune posologie n’était établie en pédiatrie, nous avons d’abord effectué une étude de simulation où nous avons déterminé les posologies dites « optimales » en utilisant les paramètres pharmacocinétiques décrits en pédiatrie. Nous avons par la suite effectué une étude pharmacocinétique prospective où les posologies préalablement établies ont été administrées à 89 enfants de deux mois à six ans, duquel 79 ont eu des prélèvements sanguins pour déterminer les concentrations plasmatiques. Deux modèles pharmacocinétiques de population distincts (pipéracilline et tazobactam) ont été développés en utilisant la modélisation non-linéaire à effets mixtes. Des simulations ont par la suite été effectuées en utilisant le modèle final de la pipéracilline pour déterminer les posologies optimales selon l’âge. Pour des bactéries avec une CMI à 16 mg/L, nous avons observé que des infusions prolongées étaient nécessaires pour atteindre notre cible préalablement déterminée (ƒt > CMI > 50%) chez les enfants de six mois à six ans (130 mg/kg/dose toutes les 8 heures administré sur 4 heures), alors que des durées d’infusion standard de trente minutes étaient suffisantes chez les nourrissons de deux à six mois (75 mg/kg/dose toutes les 4 heures administré sur 30 minutes). Notre étude supporte également la faisabilité et l’innocuité des infusions prolongées en pédiatrie. / Severe sepsis remains one of the most important causes of pediatric mortality around the world. Bacterial infections represent the most common cause, and effective treatment depends on the prompt administration of antibiotics. However, we observe a concerning decrease in susceptibility to antibiotics over the last decades, prompting us to reevaluate our antibiotics use. New antibiotics or novel ways of administering currently available antibiotics more efficiently are the two main alternatives when facing increased antibiotic resistance. In both cases, pharmacokinetic (PK) modeling represents an invaluable tool to guide dosing. However, PK studies in children are challenging. We used minimal risk methods to study two different antibiotics in children: Linezolid, a new oxazolidinone antibiotic that was administered to premature neonates, and piperacillin-tazobactam, a frequently used beta-lactam that we administered in a novel way using extended infusions. First, we conducted a single-center retrospective PK study of linezolid in premature neonates in the neonatal intensive care unit of the CHU Sainte-Justine. We built a population PK model using nonlinear mixed-effects modeling with plasmatic concentrations collected for therapeutic drug monitoring per standard of care. We were able to demonstrate that the dosing regimens used in the 26 neonates included in our study reached our established target (area under the curve over the minimal inhibitory concentration [AUC/MIC 0-24] > 80), and, therefore, were deemed efficient. Moreover, we collected adverse events and found that linezolid administration appeared safe in this population. We then focused on piperacillin-tazobactam extended infusions in children. Beta-lactams efficacy depends on the fraction of time that concentrations are above the MIC (ƒt > MIC). Extended infusions are a simple way to achieve higher ƒt > MIC and are well studied in adults. Based on published piperacillin-tazobactam PK parameters in children, we first conducted a simulation PK study to establish optimal extended infusions dosing in children. We then conducted a single-center prospective PK study where the established dosing regimens were administered to 89 children from two months to six years old. Of those, 79 children contributed plasma PK samples. Two PK models (piperacillin and tazobactam) were developed using nonlinear mixed-effects modeling. Simulations were conducted using our final piperacillin model, allowing us to determine optimal dosing regimens according to age. For bacteria with MICs up to 16 mg/L, extended infusions (130 mg/kg/dose every 8 hours infused over 4 hours) were needed in children six months to six years old to reach our established target (ƒt > MIC > 50%), whereas standard 30 minutes infusion (75 mg/kg/dose every 4 hours infused over 30 minutes) were adequate in infants two months to six months old. Our study also supported the feasibility and safety of extended infusions in young children.

Gender differences in the efficiency of (3-blockers has been observed in the past whereby men but not women with cardiovascular disorders have improved survival outcome on treatment with P-blockers. Hence, the objectives of this project are to 1.) study the gender differences in the pharmacokinetics and pharmacodynamics of a model cardiovascular drug, i.e., metoprolol in 36 healthy young men and women with genetically determined high or low CYP2D6 activities. 2.) study the gender differences in the pharmacokinetic/pharmacodynamic interaction between metoprolol and diphenhydramine in the same subjects as in 1.). 3.) establish a cocktail of 5 drugs that can be used for simultaneously phenotyping the activity of major drug metabolizing enzymes. Methods: For objectives 1 and 2: Thirty-six healthy young men [10 extensive (EMs) and 6 CYP2D6 poor metabolizers (PMs)] and women (16 EMs and 4 PMs) were recruited. A single oral dose of 100 mg metoprolol was administered to the subjects in the presence or absence of steady-state diphenhydramine. Serial plasma samples, complete urine collection was done for 48 hours as well as exercise heart rate and blood pressure were measured up to 12 hours post-metoprolol. The study was carried out in a randomized, double-blind, placebo controlled fashion. Women participated in the study after menstruation and before ovulation. For objective 3_: Ten healthy young men (9 Caucasians and 1 East-Indian) were recruited. Various combinations of sub-therapeutic doses of dapsone (CYP3A4), metoprolol (CYP2D6), tolbutamide (CYP2C9), chlorzoxazone (CYP2E1) and caffeine (CYP1A2, N-acetyltransferase and xanthine oxidase) were administered to these subjects with a 1 week wash-out period between each administration. Results: For objectives 1 and 2: Gender specific differences in the pharmacokinetics and pharmacodynamics of metoprolol were seen whereby women had a higher AUC corresponding to lower clearances of the drug compared to men. Metoprolol administration modulated the hemodynamics of women (especially PM women) more than that of men. Further, women were shown to be more sensitive to the coadministration of diphenhydramine on metoprolol pharmacokinetics and pharmacodynamics. For objective 3: The 5 drug cocktail was a.) well tolerated by the subjects; b.) no significant interaction between coadministered drugs; c.) cocktail can be used for large-scale phenotyping. / Des différences sexuelles dans l'efficacité des bloqueurs p ont été observées dans le passé, les hommes profitant davantage des effets cardiovasculaires bénéfiques des bloqueurs P que les femmes. Les objectifs de cette étude consistent à 1) étudier la modulation de la relation pharmacinétique/pharmacodynamie du metoprolol selon le sexe. 2) évaluer la modulation de l'interaction entre le metoprolol (substrat du CYP2D6) et la diphénhydramine (DPH) selon le sexe. 3) vérifier la possibilité d'une administration concomitante de 5 médicaments afin de phénotyper des enzymes importantes impliquées dans le métabolisme de nombreux médicaments. Méthodes: Pour les objectifs 1 et 2: Lors d'une étude en chassé croisée, à double insu, réalisée au hasard, vingt femmes (16 métabolisatrices rapides (MRs) et 4 métabolisatrices lentes (MLs); 27 ± 7.8 ans) et 16 hommes (10 MRs et 6 MLs; 26 ± 5 ans) ont reçu une dose orale de metoprolol (100 mg) combinée avec de la DPH ou un placebo. Chez les femmes, l'étude a été effectuée dans la période entre les menstruations et l'ovulation. La collecte urinaire complète ainsi que le prélèvement d'échantillons plasmatiques ont été effectués pendant 48 h après l'administration du metoprolol. La fréquence cardiaque et la tension artérielle ont été déterminées, au repos et à l'effort, avant et pendant les 12 h qui suivaient la prise du metoprolol. Pour l'objectif 3: Dix jeunes hommes (9 Caucasiens et 1 Indien en bonne santé) ont participé à cette étude. Chaque sujet a reçu 5 différentes combinaisons des médicaments suivants: dapsone (substrat du CYP3A4), metoprolol (substrat du CYP2D6), tolbutamide (substrat du CYP2C9), chlorzoxazone (substrat du CYP2E1) et caféine (substrat du CYP1A2, N-acetyltransferase et xanthine oxidase). Résultats: Pour les objectifs 1 et 2 : II existe des différences dans la pharmacocinétique/pharmacodynamie du metoprolol entres les hommes et les femmes. La coadministration de diphénhydramine a influencé la pharmacocinétique/pharmacodynamie du metoprolol de façon plus marquée chez les femmes que chez les hommes, particulièrement chez les femmes MLs. Pour l'objectif 3: II n'y a eu aucune interaction significative après l'administration des différentes combinaisons de médicaments. Les médicaments ont été bien tolérés par les sujets. Ce cocktail pourrait être utilisé pour d'évaluer le phénotype de la population et d'évaluer l'activité des enzymes majeures impliquées dans le métabolisme de la plupart des médicaments disponibles sur le marché.

Malgré l’usage de médicaments antipsychotiques depuis plusieurs décennies, leur mécanisme d’action précis, autre que leur interaction avec les récepteurs dopaminergiques et sérotoninergiques, demeure peu connu. Nur77 (Nr4a1 ou NGFI-B) est un facteur de transcription de la famille des récepteurs nucléaires associé aux effets des antipsychotiques. Ceci étant dit, le mécanisme d’action de Nur77 est également peu connu. Afin de mieux comprendre les éléments impliqués avec les antipsychotiques et l’activité de Nur77, nous avons comparé les niveaux de transcrits dans le striatum suite à un traitement avec l’halopéridol chez des rats sauvages et déficients en Nur77 à l’aide de la technique de séquençage à haut débit (RNAseq) et d’une analyse bio-informatique. L’halopéridol et Nur77 ont modulé d’importants groupes de gènes associés avec la signalisation des récepteurs dopaminergiques et la synapse glutamatergique. L’analyse a révélé des modulations de gènes clés reliés à la signalisation des protéines G. Parmi les transcrits modulés significativement chez les rats traités avec halopéridol et ceux déficients en Nur77, la dual specificity phosphatase 5 (Dusp5) représente un nouveau candidat d’intérêt. En effet, nous avons confirmé que les niveaux d’ARNm et protéiques de Dusp5 dans le striatum sont associés aux mouvements involontaires anormaux (dyskinésie) dans un modèle de primates non-humains traités chroniquement avec halopéridol. Cette analyse transcriptomique a démontré des altérations rapides et importantes d’éléments impliqués dans la signalisation des protéines G par l’halopéridol, et a permis d’identifier, pour la première fois, une expression de Dusp5 dépendante de Nur77 en tant que nouvelle composante reliée avec la dyskinésie tardive. / Despite antipsychotic drugs being used for several decades, their precise mechanism of action remains elusive. Nur77 (Nr4a1 or NGFI-B) is a transcription factor of the nuclear receptor family associated with antipsychotic drug effects. However, the mechanism of action of Nur77 is also not well understood. To better understand the signaling components implicated with antipsychotic drug use and Nur77 activity, we compared striatal gene transcripts following haloperidol in wild-type and Nur77-deficient rats using Next Generation RNA Sequencing (RNAseq) and a bioinformatics analysis. Haloperidol and Nur77 modulated important subsets of striatal genes associated with dopamine receptor signaling and glutamate synapses. The analysis revealed modulations of key components of G protein signaling that are consistent with a rapid adaptation of striatal cells that may partially explain long-term haloperidol-induced dopamine D2 receptor upregulation. Amongst significantly modulated transcripts in rats treated with haloperidol and rats deficient in Nur77, dual specificity phosphatase 5 (Dusp5) represents a new and very interesting candidate. Indeed, we confirmed that striatal Dusp5 mRNA and protein levels were associated with abnormal involuntary movements (dyskinesia) in non-human primates chronically exposed to haloperidol. This transcriptomic analysis showed important haloperidol-induced G protein-coupled receptor signaling alterations that may support a regulatory role of Nur77 in dopamine D2 receptor signaling pathways and identified, for the first time, a putative Nur77-dependent expression of Dusp5 as a new signaling component for antipsychotic drug-induced tardive dyskinesia.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Ce mémoire présente la synthèse diastéréosélective de dérivés méthylés du fucose en position 2 et 3, ainsi que la synthèse d'analogues du sialyl Lewis X. Ces ligands, spécifiques aux sélectines, serviront d'outils biochimiques et pharmacologiques pour vérifier l'importance des sélectines dans la modulation du processus inflammatoire. Les synthèses totales qui sont présentées utilisent différentes méthodes chimiques modernes. Dans un premier temps, les positions 2 et 3 du fucose sont isolées à l'aide de groupements protecteurs. Les techniques utilisées impliquent la chimie des acétals et des acétals d'étain. En second lieu, les groupements hydroxyles isolés en position 2 et 3 du fucose sont oxydés en cétones, puis convertis en méthylènes. Les réactions étudiées sont la méthylation de ces cétones et aussi l'époxydation de ces méthylènes l'ouverture des époxydes obtenus conduisant à des fucoses méthylés. Le contrôle stéréochimique des réactions de méthylation est fait par chélation et aussi à l'aide d'acides de Lewis encombrés. Les époxydations sont éffectuées avec des peroxydes, des peracides et des dioxyranes pour vérifier la stéréosélectivité de ces réactifs sur les substrats étudiés. Les couplages glycosidiques sont réalisés avec des thiofucosides et aussi avec des trichloroacétimidates. La stéréochimie du carbone anomère est régie par les mécanismes de la paire d'ions et la participation du groupement voisin. Enfin, les composés synthétisés sont testés pour déterminer leur activité dans un test in vitro consistant en une inhibition de l'adhésion de cellules tumorales HL-60 sur les sélectines E et P.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le gabapentin est une molécule lipophile dérivée de l'acide y-aminobutyrique (GABA). Ce médicament traverse la barrière hémato-encéphalique, se lie à la sous-unité α2β des canaux calciques voltage-dépendents de type Let réduit l'influx de Ca2+ dans les neurones de rat. Le gabapentin diminue la libération de la sérotonine dans le système nerveux central. Par contre, il n'affecte pas directement les récepteurs sérotoninergiques et ne modifie pas la recapture du neurotransmetteur. Des études animales et cliniques ont démontré que le gabapentin possède des propriétés anticonvulsivantes, anxiolytiques et analgésiques. Si l'activité anticonvulsivante du gabapentin peut être, du moins, en partie, expliquée par son effet inhibiteur sur les canaux calciques de type L, son mécanisme d'action anxiolytique est encore inconnu. A l'encontre des benzodiazépines qui influencent la neurotransmission GABAergique, le gabapentin n'affecte pas directement les cibles moléculaires de cette neurotransmission. L'implication de la neurotransmission sérotoninergique dans l'anxiété est supportée par l'efficacité thérapeutique des agonistes 5-HTIA et des inhibiteurs spécifiques de la recapture sérotoninergique, ainsi que par les propriétés anxiogéniques des agonistes 5-HTrn. Considérant ces observations, nous avons émis l'hypothèse que le gabapentin, en diminuant la libération de la sérotonine centrale, induirait des modifications de la densité des récepteurs 5-HT 1A et 5-HT rn, sans affecter pour autant les transporteurs. Pour évaluer cette hypothèse, nous avons étudié les effets de l'administration chronique du gabapentin sur la radio liaison de ligands spécifiques aux récepteurs 5-HT1A, aux récepteurs 5-HTrn et aux transporteurs sérotoninergiques du rat. Le gabapentin fut administré i.p. pendant 21 jours à 30 mg/kg et à 100 g/kg et comparé au salin. Les études topologiques ont été effectuées par autoradiographie quantitative en utilisant le [3H]citalopram pour la radioliaison aux transporteurs sérotoninergiques, le [3H]8-0HDPAT pour marquer les récepteurs 5-HTIA et le [3H]GR 125743 pour la radioliaison aux récepteurs 5-HTrn. La densité des récepteurs et des sites de recapture de la sérotonine a été évaluée par un analyseur d'images informatisé (MCID™) qui permet une haute résolution dans la quantification des densités optiques de films autoradiographiques. Les régions cérébrales analysées ont été les suivantes : le cortex ( cingulaire, frontal, parietal, enthorinal), le septum (latérodorsal et latérointermédiaire), les noyaux raphé (dorsal et médian), l'hippocampe (CAl,2,3 et DG), la substance noire, le globus pallidus, le noyau accumbens et caudéputamen (rostral et caudal). Nous avons trouvé que le traitement au gabapentin diminue la radioliaison du 8-0HDPAT tritié aux récepteurs 5-HT1A de l'hippocampe (le CAl et DG), du cortex frontal et du septum et réduit aussi la radioliaison du GR 125743 tritié aux 5-HTrn du DG hippocampique. Par contre, ce traitement n'affecte pas la radioliaison aux sites de recapture de la sérotonine. Une interprétation possible de nos résultats est que le gabapentin affecte les récepteurs sérotoninergiques de façon indirecte. En diminuant l'influx calcique dans les canaux calciques centraux, au niveau du cortex frontal, de l'hippocampe (CAl et DG) et du septum, le gabapentin pourrait entraîner une réduction de la libération de la 5-HT. La diminution de ce neurotransmetteur induirait alors une régulation à la baisse des autorécepteurs 5-HTrn dans le DG. Par ailleurs, la diminution de l'entrée du calcium provoquée par le gabapentin pourrait induire une baisse d'affinité des récepteurs 5-HT1A postsynaptiques pour leur ligand spécifique.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La grossesse s'accompagne d'une réponse pressive diminuée aux stimuli d'agents vasoactifs. Les mécanismes responsables de ce changement demeurent peu connus. Afin de mieux les comprendre, nous avons évalué la dépendance du muscle lisse vasculaire au calcium extracellulaire lors de sa contraction. Plus spécifiquement, nous avons mesuré la fonction des canaux calciques dépendants du voltage, voie d'entrée importante de calcium extracellulaire, sur des anneaux aortiques de rates gestantes à terme et des rates vierges servant de témoins. Dans un premier temps, différentes concentrations de calcium extracellulaire ont été utilisées afin de mesurer les réponses contractiles à la phényléphrine, un agoniste a-adrénergique. L'effet maximal de la phényléphrine diminue significativement en présence de 0.5 mM et 0.25 mM de calcium dans la solution physiologique chez les témoins. Par contre, chez les gestantes, cette diminution n'apparaît qu'en présence de 0.25 mM de calcium. Ces résultats suggèrent une sensibilité diminuée des vaisseaux sanguins au calcium extracellulaire au cours de la grossesse. Les contractions des anneaux à la phényléphrine, mesurées en l'absence de calcium dans la solution physiologique, s'avèrent plus importantes chez la rate gestante que chez la rate vierge. Ces réponses sont pratiquement absentes chez les deux groupes d'animaux lorsque le KC1, un agent dépolarisant, est utilisé comme stimulant. Dans un deuxième temps, l'effet de différents bloqueurs de canaux calciques a été étudié sur des anneaux aortiques de rates gestantes et vierges. Le D-600, un bloqueur de canaux calciques de la famille des phénylalkylamines, inhibe les réponses au CaC12 dans les deux groupes d'anneaux étudiés. 11 induit une inhibition de la réponse à la phényléphrine et au KC1 proportionnellement à sa concentration dans le milieu physiologique. Cependant, son effet est moins prononcé sur les tissus provenant des rates gestantes que ceux des vierges et ce pour les deux agonistes. La cinnarizine, un bloqueur de canaux calciques, de type pipérazine, est, pour sa part, plus efficace pour bloquer les réponses contractiles au KC1 et à la phényléphrine sur les anneaux aortiques provenant de rates vierges par rapport aux anneaux de rates gestantes. Troisièmement, l'effet de bloqueurs de la phosphodiestérase a été évaluée. L'amrinone, décrite comme un bloqueur des canaux calciques opérés par un récepteur, bloque aussi la phosphodiestérase et engendre une réduction similaire de la contraction maximale à la phényléphrine et au KC1 dans les deux groupes étudiés. L'IBMX (1-methy1-3-isobutylxanthine), un inhibiteur non-spécifique de la phosphodiestérase, s'avère moins apte à diminuer la contraction à la PhE sur les anneaux aortiques de rates gestantes que de rates vierges. Finalement, les taux de captation de 45Ca2+ont été investigués. La captation de 45Ca2+, lorsque mesurée à différents temps, en absence ou en présence d'une stimulation, montre une diminution sur les anneaux aortiques de rates gestantes en comparaison à ceux des rates vierges. Par ailleurs, quand les compartiments intracellulaires de calcium sensibles à la phényléphrine sont vidés, leur remplissage est retardé dans les aortes de rates gestantes. Enfin, la captation de 45Ca2+des deux groupes de tissus, avec ou sans AVP (8arg-vasopressine), n'est pas significativement diminuée. Par contre, l'amrinone induit une diminution de captation de 45Ca2+sur les tissus de rates vierges mais non sur ceux de rates gestantes lorsque la phényléphrine (1 mon) est utilisée. L'ensemble de ces résultats démontre une diminution de l'influx de calcium extracellulaire dans la cellule musculaire lisse vasculaire; résultat d'une possible diminution de l'activité des canaux calciques dépendants du voltage. De plus, nos résultats suggèrent que des mécanismes contrevenants à la contraction semblent inhibés lors de la gestation chez la rate.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le présent travail s'inscrit dans le domaine de la libération contrôlée des médicaments. Un polymère naturel, la chitosane modifiée par acylation, fait l'objet de l'étude en tant que nouvel excipient pour la fabrication des comprimés à libération prolongée de principe actif. La chitosane est un polysaccharide préparé chimiquement à partir de la chitine par un traitement alcalin à haute température (Muzzareli, 1977). Elle ne possède pas la propriété de former un gel dans un milieu aqueux, cependant, lorsque les molécules de ce polymère sont substituées par des chaînes carbonées, cela génère des dérivés de chitosane capables de gonfler dans l'eau ou dans un tampon phosphate. Le mécanisme de gonflement du polymère substitué est dû à l'éloignement des macromolécules les unes des autres entraînant ainsi un espace diffusionnel. Une telle structure est appelée hydrogel. Les propriétés gélifiantes de ces dérivés de chitosane ont été mises à profit pour l'étude de la cinétique de libération des médicaments. La première section de ce mémoire est une revue des différentes formes à libération contrôlée. La deuxième section est divisée en deux parties : la première décrit la synthèse de trois dérivés de chitosane. Ces derniers sont caractérisés par leur capacité à former un gel en milieu aqueux. Dans la deuxième partie, les systèmes réservoir et matriciel ont été choisis comme modèle pour analyser l'influence du poids moléculaire du médicament ainsi que de la géométrie du comprimé sur la cinétique de libération. Pour déterminer le mécanisme de libération, on a utilisé l'équation de PEPPAS (Peppas, 1987) comme modèle mathématique afin d'interpréter les résultats expérimentaux.

Résumé : Malgré l’apport de nouvelles armes thérapeutiques, le cancer du sein reste la première cause de décès par cancer chez la femme de moins de 65 ans. Le cancer du sein dit «triple-négatif», un sous-type représentant environ 10 % des cancers du sein, est caractérisé par l’absence de récepteurs hormonaux aux oestrogènes et à la progestérone et aussi par l’absence d’expression du récepteur de croissance HER-2. Ce type de cancer considéré comme étant le plus agressif des cancers du sein, possède un profil clinique défavorable avec un haut risque de rechute métastatique. Les seuls outils thérapeutiques disponibles actuellement contre ce type de cancer sont la chimiothérapie et la radiothérapie, qui s’avèrent être très toxiques pour le patient et ne ciblent pas de manière spécifique la tumeur. Il a été ainsi démontré qu’il existe au sein du kinome (i.e. l’ensemble des protéines kinases du génome humain), 26 protéines kinases surexprimées dans le cancer du sein dit «triple-négatif» et dont le rôle s’avère être critique dans la croissance de ces cellules cancéreuses. Nous avons utilisé différentes méthodes computationnelles développées au sein de notre laboratoire afin de caractériser le site de liaison de l’ensemble de ces 26 protéines kinases. Plus précisément, nous avons calculé les similitudes entre les protéines kinases à plusieurs niveaux: 1. séquence globale, 2. séquence des sites de liaison, 3. structure des sites de liaison et 4. profils de liaison. Nous avons utilisé des outils de visualisation de données afin de mettre en évidence ces similarités. Le profil de liaison de 38 molécules inhibitrices a été déterminé pour un ensemble de 290 protéines kinases humaines, incluant 15 des protéines kinases appartenant à notre sous-ensemble de protéines d'intérêt. Ces profils de liaison sont utilisés pour définir les similarités fonctionnelles entre les protéines kinases d'intérêt, en utilisant le coefficient tau de corrélation des rangs de Kendall ([tau]). Nous avons effectué des simulations d’arrimage à l’aide du logiciel FlexAID, pour chacune des protéines et l’ensemble des 38 molécules inhibitrices afin d’élargir l’analyse précédente aux autres protéines qui n’ont pas été testé par Karaman et al. Grâce aux différentes études structurales et computationnelles effectuées ci-dessus, nous avons été à même de hiérarchiser les protéines kinases en fonction des similarités moléculaires vis-à-vis de leurs profils de liaison, en vue du développement futur d’outils thérapeutiques poly-pharmacologiques. // Abstract : Despite the development of novel therapeutic agents, breast cancer represents a major cause of death among women. Among breast cancer patients, triple negative (TN) breast cancer (TNBC) represents approximately 15% of cases. TNBC is characterized by the absence of the estrogen receptor, the progesterone receptor as well as the HER2 protein kinase. Recently, it has been shown that a subset of 26 protein kinases (TNVT set) is overexpressed in TNBC. Their inhibition in siRNA knockdown experiments leads to varying levels of growth inhibition in TN and sometimes non-TN cancer cell lines. These studies validate TNVT set kinases as potential therapeutic targets. The aim of this project is to characterize the binding site of TNVT set kinases using different computational methods developed in our research group and to determine which protein kinases of this subset could be more likely to bind similar ligands as part of a poly-pharmacological approach. We calculated global sequence similarities, binding-site sequence similarities and 3D atomic binding-site similarities for the TNVT set of kinases. This analysis shows that binding-site sequence similarities somehow reflect global sequence similarities. Binding-site 3D atomic similarities reflect binding-site sequence similarities but are more widespread. This may have potential functional consequences in terms of small-molecule molecular recognition. Such similarities can potentially lead to cross-reactivity effects but they can also be exploited in the development of multi-functional poly-pharmacological drugs. Recently, the dissociation constants (K[indice inférieur d]) of 38 small-molecule inhibitors for 290 protein kinases (including 17 kinases in the TNVT set) were calculated. These experimental bindingprofiles were used to define a measure of functional profile similarity using Kendall rank correlations ([tau]). We will present results using our docking program FlexAID for the 38 small-molecules tested by Karaman et al. against the 26 kinases in the TNVT set. Similar to experimental binding-profiles, the docking scores can be used to define docking bindingprofiles similarities using [tau] rank correlations. Docking binding-profile similarities are then used to cluster the 26 kinases in the TNVT set. Clusters represent subsets of kinases within the TNVT set with functionally similar binding-sites. Finally, we compare functional docking profile similarities to the sequence and 3D atomic similarities discussed above. This analysis will allow us to detect subsets of kinases in the TNVT set for which it may be possible to develop multi-functional inhibitors.

Des études antérieures ont démontré que le métabolisme de la rétine, son apport sanguin et sa consommation de l'oxygène sont plus élevés dans le noir (Riva C.E. et al. 1983, Wang L. et al. 1996, Tam B.M. and Moritz O.L. 2007). Les stimuli physiologiques jouent supposément un rôle important dans le développement des différents systèmes nerveux (Arthur W. Spira, David Parkinson 1991). La privation de la rétine de son stimulus physiologique, la lumière, est un moyen valable de démontrer la validité de ce concept. D'autres études ont affirmé que les injections de dichlorure de paraquat dans la cavité vitréenne causent une sévère rétinopathie (Rétinopathie induite par paraquat: RIP). Cette rétinopathie est provoquée par les dérivés réactifs de l'oxygène (DRO) générés par le paraquat (Cingolani C. et al. 2006, Lu L. et al. 2006). Le but de notre premier projet (''Dark rearing project'') était de déterminer si les conséquences nocives de l'hyperoxie postnatale chez les rats albinos SD pourraient être amoindries en élevant une portée de rats au noir. Nos résultats suggèrent qu'une augmentation du métabolisme de la rétine causée par la déprivation de lumière chez les ratons, pourrait protéger ou masquer certains effets néfastes de l'hyperoxie postnatale. Le but de notre deuxième étude (''Paraquat project'') était d'examiner les possibles points de similitude entre RIP et d'autres modèles de rétinopathies oxydatives étudiés présentement par notre équipe, à savoir: Rétinopathie induite par l'oxygène (RIO) et Rétinopathie induite par la lumière (RIL). Nos résultats suggèrent que l'injection de dichlorure de paraquat dans la cavité vitréenne cause des changements sévères de la fonction de la rétine, tandis que sa structure semble intacte. La sévérité de ces changements dépend inversement de la maturité de la rétine au moment de l'injection. / In previous studies it has been shown that retinal metabolism, blood flow and oxygen consumption are significantly higher during dark adaptation (Riva C.E. et al. 1983, Wang L. et al. 1996, Tam B.M. and Moritz O.L. 2007). Physiological stimuli are supposed to play an important role in development of different neural systems (Arthur W. Spira, David Parkinson 1991). One way to demonstrate the accuracy of this statement is depriving the retina of its physiological stimulus: light. It has also been shown that an intravitreal injection of paraquat dichloride causes a severe retinopathy (Paraquat-Induced Retinopathy: PIR) resulting from the reactive oxygen species (ROS) that it generates (Cingolani C. et al. 2006, Lu L. et al. 2006). The purpose of our first project (''Dark rearing project'') was to determine whether the harmful effects of postnatal hyperoxia in albino SD rats could be decreased by dark rearing the rats. Our results would suggest that the increase in the retinal metabolic rate triggered by the dark-rearing period, would protect (or mask) some of the deleterious effects of postnatal hyperoxia. The purpose of our second study (''Paraquat project'') was to examine how the PIR could be compared to the other models of oxidative retinopathy currently studied by our team, namely: Oxygen-induced retinopathy (OIR) and Light-induced retinopathy (LIR). Our results suggest that an intravitreal injection of paraquat causes a severe functional but not structural retinopathy, the severity of which appears to be inversely related to the state of retinal maturation reached at time of injection.