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Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez les hommes et la capacité des tumeurs à développer une résistance face aux thérapies anti-androgéniques vient souvent compromettre le pronostic des patients. Le développement de nouvelles approches thérapeutiques afin de circonvenir à la progression de ces tumeurs représente un besoin important la gestion de ce type de cancer. Plusieurs démonstrations récentes établissent l’implication de la famille des proprotéines convertases dans la progression tumorale. Ces enzymes ont pour fonctions biologiques de cliver une variété de précurseurs protéiques jouant des rôles importants dans la tumorigénèse. Dans le cancer de la prostate, la proprotéine convertase PACE4 est fortement surexprimée dans les cellules cancéreuses et joue un rôle dans la prolifération et la capacité à former des tumeurs, ce qui en fait une cible thérapeutique d’intérêt. En ce sens, des inhibiteurs peptidomimétiques ont été développés dans l’optique de la thérapie ciblée contre la PACE4. Toutefois, dans le but de développer une approche thérapeutique optimale, il convient néanmoins de comprendre le niveau de redondance fonctionnelle entre les différents membres de la famille des convertases, qui sont connus pour partager plusieurs de leurs substrats, ainsi que les mécanismes moléculaires régissant l’activité de la PACE4 et de ses substrats sous-jacents. L’utilisation d’une approche de répression génique stable envers les différentes convertases a permis de mettre en lumière les fonctions uniques de la PACE4 dans la progression tumorale. De plus, grâce à une approche de protéomique comparative, le premier substrat de la PACE4 dans le cancer de la prostate; le growth differenciation factor 15, a été découvert. Ce substrat permet de commencer à dresser l’implication de PACE4 dans le paysage moléculaire du cancer de la prostate. Grâce à des modalités d’imagerie moléculaire, l’emploi de versions radiomarquées des inhibiteurs peptidiques a également permis de démontrer que les composés s’accumulent dans les cellules cancéreuses en fonction des niveaux de PACE4 présents, et ce, tant in cellulo qu’in vivo. Ces données suggèrent un potentiel pour le développement d’un examen théranostique pour prédire la réponse tumorale à la pharmacothérapie anti-PACE4. Finalement, l’analyse de l’épissage alternatif de l’ARNm de PACE4 a permis l’élucidation des caractéristiques biochimiques et des fonctions spécifiques d’une nouvelle isoforme; la PACE4-altCT, qui est exprimée chez les cellules cancéreuses de la prostate, mais aussi d’autres types de cancer. Cette découverte a permis de redéfinir le modèle de travail en intégrant le concept de la rétention intracellulaire de cette isoforme qui semble médier la plupart de l’activité pro-proliférative reliée à l’activité PACE4, ce qui en fait la cible pharmacologique principale des inhibiteurs peptidiques dans le cancer de la prostate, mais aussi un biomarqueur potentiel. / Abstract: Prostate cancer is the most common cancer among men. The capabilities of tumors to adapt and overcome antiandrogenic therapy is persistently worsening patient’s prognostic and the development of novel therapeutic approaches to circumvent tumor progression therefore represents an unmet need. Many reports now demonstrate the implication of the enzymes from the proprotein convertase family in the progression of tumor from many cancer types. These enzymes are responsible for the processing of various protein precursors playing important roles in tumorigenesis. In prostate cancer, the proprotein convertase PACE4 is strongly overexpressed in cancer cells and plays a role in cell proliferation and tumor formation thus making a strong case for its use as a pharmacological target. For this reason, PACE4 peptidomimetic inhibitors were generated to develop PACE4-targeted therapies. However, to develop an optimal therapeutic approach regarding the inhibition of this enzyme, a complete understanding of the level of functional redundancy between the different convertases in prostate cancer is needed. Moreover, understanding the molecular mechanisms both upstream and downstream of PACE4 in prostate cancer cells would allow a better understanding of the considerations underneath such a therapeutic strategy. Using a stable gene silencing approach to knockdown all co-expressed member of the convertase family in prostate cancer cells, the roles of PACE4 in tumor progression were found to be unique and non-redundant among the other family member. Through a comparative proteomic approach, the first PACE4-specific substrate in prostate cancer; growth and differentiation factor 15, was identified. With this substrate growth factor, it is now possible to initiate the dissection of PACE4 biochemical functions in the prostate cancer molecular landscape. Using a radiolabelled version of the PACE4 peptide inhibitors, it was possible to demonstrate using molecular imaging that when applied in cellulo and in vivo, the compound is uptaken by cancer cells as well as by tissues according to their PACE4 expression levels. These data suggest that such PACE4 molecular imaging with pharmacological inhibitor could be developed as a theranostic assay to predict which tumor could be treated by PACE4-targetted therapy. Lastly, PACE4 mRNA alternative splicing analysis permitted the discovery of a new PACE4 isoform; named PACE4-altCT, which is strongly overexpressed by prostate cancer cells as well as other cancer types. As this isoform displays specific biochemical features and functions, notably being intracellularly retained and mediating most of the PACE4-associated cell growth capabilities, this discovery further redefined our working model, pointing to PACE4-altCT as the pharmacological target of inhibitory peptides in prostate cancer as well as a potential biomarker.

La population néonatale est la population pédiatrique la plus vulnérable car immature et celle ayant probablement les besoins en médicaments les plus importants, compte tenu de la spécificité des pathologies néonatales. Pour autant, un grand nombre de médicaments sont prescrits en dehors des conditions de leur AMM, ne permettant pas leur utilisation optimale. Cela est lié notamment aux difficultés de la recherche clinique chez le nouveau-né. L’objectif de cette thèse est d’analyser les différentes étapes de l’évaluation des médicaments chez le nouveau-né et de discuter les méthodes permettant de les optimiser, en centrant la réflexion sur la classe des médicaments anti-infectieux. En effet, ces médicaments sont parmi les plus prescrits hors AMM chez le nouveau-né, prématuré et à terme, bien qu’ils soient commercialisés depuis de nombreuses années. Nos travaux ont porté sur les différentes étapes de leur évaluation, illustrées chacune par un exemple. 1) Analyse des spécificités de la population néonatale et des pratiques d’utilisation des médicaments, illustrées par l’enquête Européenne sur l’utilisation de la ciprofloxacine et du fluconazole dans les unités de soins intensifs néonatales. Cette enquête a mis en évidence la grande variabilité des pratiques entre les pays mais aussi entre les centres d’un même pays, 2) Recueil et analyse des données disponibles, illustrés par la revue exhaustive de la littérature sur l’utilisation de la ciprofloxacine pour le traitement d’infections néonatales à germes Gram négatif, 3) Détermination de la posologie adéquate. L’implémentation d’outils de modélisation et de simulation de données est particulièrement préconisée chez le nouveau-né. La validation de ces modèles est importante, illustrée ici par une étude d’évaluation externe des modèles pharmacocinétiques de population de la vancomycine chez le nouveau-né. 4) Conception et réalisation des essais cliniques illustrées par l’exemple du développement clinique de la ciprofloxacine en néonatologie. La revue de la littérature sur les essais contrôlés randomisés évaluant les antibiotiques chez le nouveau-né a montré que la qualité des résultats de ces essais était globalement faible. L’analyse des obstacles à leur réalisation a permis de discuter les alternatives méthodologiques afin de contourner les difficultés pratiques, cliniques et éthiques sous-jacentes. / Neonates represent the most vulnerable paediatric population and probably the one with the greatest needs in medicines with regard to the specificities of neonatal diseases. Nevertheless, the off-label prescribing of drugs with no marketing authorisation, consequentlywithout information for their proper use, is widespread in neonatology. This situation is related to the difficulties of clinical research encountered in this population. The objective of this thesis is to analyse the different steps of drug development in neonates and to discuss the possible methods to optimize drug evaluation. To illustrate this development, we expose examples from the evaluation of anti-infective agents in neonatology. These drugs are very often concerned by a use outside their product licence in term and preterm neonates, despite the fact that they have been marketed for many years. This thesis includes studies concerning the different steps of their development illustrated by examples. 1) Evaluation of the specificities of the neonatal population and of drug prescribing. This was demonstrated by the results of a European survey on the use of ciprofloxacin and fluconazole in neonatal intensive care units. The surveys’ results underline the considerable variability in drug prescribing observed between different countries but also between units in the same country. 2) Analysis of available data, illustrated by the systematic review of the literature on ciprofloxacin use for the treatment of Gram negative neonatal infections, 3) Definition of optimal dosing. Use of modelling and data simulation approaches should be particularly favoured in neonatal drug research. Correct validation of models should be performed as illustrated by the external validation of vancomycin population pharmacokinetic models. 4) Design and implementation of clinical trials. This step has been illustrated by the clinical development of ciprofloxacin in neonatology. The review of all randomised controlled trials evaluating the therapeutic and prophylactic use of antibiotics in neonates showed that these trials are poorly designed, conducted and reported. Different methods of evaluation should be considered and further developed to circumvent the difficulties in drug evaluation and ensure the efficient and safe use of antibiotics.

The development of reliable and cost-saving methods to select pre-clinically new potential drugs with unknown and original mechanisms of action for cancer therapy has become crucial. Previous investigations demonstrated that infrared spectra of cancer cells exposed to well-known anticancer drugs used in the clinics provide a global fingerprint of all the metabolic modifications induced. Nowadays several natural products have been recognized for their medicinal values. Polyphenolic compounds constitute one of the largest groups of plant metabolites and many studies have demonstrated their anticancer properties at multiple steps of carcinogenesis. Taking into account the large diversity of polyphenolic structures in nature and their numerous targets against carcinogenesis, the step of selection becomes essential as it is virtually impossible to classify them using traditional classification techniques. While FTIR spectroscopy appears to have a definite potential to sort anticancer drugs on the basis of the metabolic modifications they induced, the present challenge in this thesis is to evaluate the drug-induced spectral changes in cancer cells on a larger scale. The coupling of FTIR spectroscopy with a high throughput screening extension could become a useful method to generate drug classifications based on the “modes of action”. In a first step, the IC50 was evaluated for each polyphenol to normalize all spectral experiments that will be carried out on breast cancer cells. The first experiments revealed dispersive artifacts (wide variations of absorbance distribution and Mie scattering effects) contributing to spectral measurements. To minimize them, the best option was covering uniformly the surface of spectral measurement with cells (detailed in chapter III). Once the protocol refined, it was applied to the study of MDA-MB-231 breast cancer cells exposed for 24 hrs to 15 polyphenols. Through unsupervised and supervised statistical analyses, a distinction between polyphenol treatments could be well established. Complex effects of polyphenols on cancer cells were revealed, suggesting that mechanisms specific to each polyphenol were evidenced by the whole infrared spectrum. Clustering of polyphenol-induced spectral signatures by Hierarchical Cluster Analysis indicates that some of the polyphenols share similar effects on MDA-MB-231 (detailed in chapter IV). This experiment was then extended to another breast cancer cell line, MCF-7. It demonstrated a cell line dependency to polyphenolic treatments. Finally a subcellular investigation of treated MCF-7 breast cancer cells in their live state was done using Raman imaging. A distinction between nucleus and cytoplasm of treated cells brought supplementary information regarding the effect of polyphenols, leading to subcellular biological assumptions on polyphenol effects. These results paves the way for a new classification based on infrared spectral signatures that reflect the overall chemical modifications experienced by the cells when exposed to drugs. / Le développement de méthodes fiables et peu cher pour sélectionner de potentiels nouveaux médicaments présentant un mécanisme d’action original et inconnu avant toute étape clinique devient crucial. De précédentes études ont pu démontrer que les spectres infrarouges de cellules cancéreuses exposées à des agents anticancéreux connus et utilisé dans le monde clinique fournissent une empreinte globale de toutes les modifications métaboliques induites. La spectroscopie infrarouge est un outil innovant qui semble prometteur pour offrir un aperçu global des processus biologiques et physiologiques qui sont menés par un médicament dans des cellules cancéreuses. De nos jours, de nombreux produits naturels ont été reconnus pour leurs propriétés médicinales. Les polyphénols constituent l’un des plus vastes groupes de métabolites végétaux et de nombreuses études ont démontré leurs propriétés anticancéreuses à de multiples étapes de la carcinogénèse. En prenant en compte la très grande diversité de structures polyphénoliques existantes dans la nature et leurs nombreuses cibles anti-tumorales, l’étape de sélection est devenue essentielle comme il est virtuellement impossible de les classifier grâce à des techniques de classification traditionnelles telles que les études –omiques. Dès lors, le défi de cette thèse est d’évaluer les variations spectrales induites par un polyphénol dans des cellules cancéreuses à une plus grande échelle. Le couplage de la spectroscopie IRTF avec une extension de criblage de haut débit pourrait devenir une méthode utile pour générer des classifications de molécules sur base de leur « modes d’action ». Dans un premier temps, la concentration qui inhibe 50% de la croissance des cellules cancéreuses fut déterminée pour chaque polyphénol et chaque lignée de cellules cancéreuses. Le traitement des cellules à cette concentration permet une normalisation interne des expériences réalisées ultérieurement en spectroscopie infrarouge. Une fois le protocole établi, la lignée MDA-MB-231 fut exposée durant 24 heures à 15 polyphénols différents. Au moyen d’analyses statistiques multivariées supervisées et non supervisées, une distinction parmi les polyphénols a pu être établie et des effets complexes des polyphénols sur les cellules cancéreuses ont pu être révélés, suggérant des mécanismes d’action spécifiques à chaque polyphénol mis en évidence par spectroscopie infrarouge. Finalement, une étude subcellulaire sur cellules vivantes fut réalisée par imagerie Raman sur une seconde lignée de cellules cancéreuses mammaires appelées MCF-7. Cela permis de compléter en partie l’information macroscopique offerte par la spectroscopie infrarouge par une information microscopique sur l’effet de certains polyphénols. Cette thèse a ouvert la voie pour de nouvelles techniques de classification d’agents anticancéreux basées sur la spectroscopie infrarouge, technique sensible à l’ensemble des modifications chimiques subies par des cellules. / Option Chimie du Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Systemic cardiovascular effects of volatile and intravenous anesthetics :evaluation in the time domain, the frequency domain and the pressure-volume plane.<p>Cardiovascular stability is of prime importance in order to maintain homeostasis during anesthesia and intensive care, and to reduce cardiovascular perioperative morbidity and mortality.<p>General anesthesia does have profound cardiovascular effects, and the end result is usually a decrease in arterial pressure, with the potential of inadequate organ perfusion and consequently organ damage. Therefore, elucidation of the mechanisms of cardiovascular effects of general anesthesia is important in order to prevent and/or to treat adequately the cardiovascular perturbations, and to perform the optimal choice of the anesthetic management. Anesthetic management for the patient presenting with cardiovascular alterations relates essentially to the question of a volatile anesthetic based regimen versus a propofol based anesthetic regimen.<p>A traditional hemodynamic investigation includes the measurement of heart rate, systemic and pulmonary arterial pressure, the filling pressures of the heart and cardiac output. These measurements allows for the calculation of systemic vascular resistance in order to evaluate arterial tone. However, calculated systemic vascular resistance cannot discriminate between passive (flow-dependent) and active (tone-dependent) changes in arterial pressure. Changes in arterial tone must be assessed by constructing pressure-flow plots.<p>Neither calculated systemic vascular resistance nor pressure-flow plots takes into account the pulsatile nature of the circulation. In order to do so, one has to measure instantaneous pressure and flow waves, perform harmonic analysis on both waves and calculate vascular impedance spectra.<p>The cardiovascular system is a mechanical system in which two components are functionally coupled: there is an energy transfer between the energy source, i.e. the left ventricle, and its mechanical load, i.e. the arterial tree. An alteration in one of these components necessitates an appropriate alteration in the other component in order to maintain optimal coupling, i.e. maximal energy transfer between the two elements. In the pressure-volume plane the left ventricle and the arterial tree are considered to be two elastic chambers in series. The performance of the left ventricle is quantified by the end-systolic elastance, while the load of the arterial tree is quantified by the effective arterial elastance. The ratio of end-systolic elastance to effective arterial elastance relates ventricular-arterial coupling to either maximisation of stroke work or either to maximisation of mechanical efficiency (i.e. the ratio of mechanical power output to cardiac oxygen consumption).<p>In the first experiment we investigated the systemic vascular effects of isoflurane versus propofol anesthesia in dogs using a traditional hemodymamic approach, measurement of instantaneous aortic flow and pressure with subsequent calculation of aortic input impedance spectra, and construction of pressure-flow plots generated by gradual reduction of venous return. Calculated systemic vascular resistance could not detect differences in arteriolar tone between isoflurane and propofol, whereas pressure-flow plots did: compared with isoflurane, propofol better maintained aortic pressure at all levels of flow, except at the lowest level of flow. Impedance spectra demonstrated a decreased pulsatile load and less energy losses in pulsations with propofol as compared with isoflurane.<p>In the second experiment we investigated the effects of escalating doses of sevoflurane and propofol anesthesia on arterial mechanical properties and left ventricular-arterial coupling in the dog. Arterial mechanics were assessed by traditional hemodynamics, aortic input impedance spectra, and pressure-flow plots generated by rapid caval inflow reduction. Left ventricular-arterial coupling was assessed as the ratio of end-systolic elastance to effective arterial elastance. The end-systolic elastance and the effective arterial elastance were obtained from left ventricular pressure and aortic flow data using a ‘single-beat’ estimation method. Traditional hemodynamics and pressure-flow plots demonstrated that sevoflurane causes a limited arteriolar vasodilation and causes arterial hypotension essentially by a decrease of cardiac output. Propofol insignificantly decreases cardiac output, but is an “actual” arteriolar dilator. The impedance spectra demonstrated that sevoflurane and propofol do have different effects on the elastic properties of large conduit arteries. Sevoflurane increased the characteristic impedance and reduced arterial compliance, indicating an increased physical elastance of the arterial tree. Propofol caused an insignificant increase of the characteristic impedance and the arterial compliance remained unaltered, suggesting that propofol does have a beneficial effect on the elastic properties of the arterial tree, thereby confirming the conclusion of the first experiment (i.e. a decreased pulsatile load with propofol). Sevoflurane impaired ventricular-arterial coupling by decreasing end-systolic elastance and increasing effective arterial elastance. Propofol maintained left ventricular-arterial coupling: the end-systolic elastance and effective arterial elastance remained unchanged and as consequence the ratio of end-systolic elastance to effective arterial elastance did not change. All results taken together we conclude that sevoflurane decreases cardiac output and left ventricular contractility, and increases the pulsatile and total load to the left ventricle. Propofol maintains cardiac output and left ventricular contractility, induces an arterial dilatation but without affecting the pulsatile and total load to the left ventricle.<p>These results, obtained in dogs, suggest that propofol, compared to volatile anesthetics, is an anesthetic, which can better preserve hemodynamic stability and homeostasis in the cardiovascular compromized patient undergoing surgery.<p>/<p>Evaluation des effets cardiovasculaires systémiques des agents anesthésiques dans le domaine du temps, le domaine de la fréquence et le plan pression-volume.<p>La stabilité cardiovasculaire est d’une importance prioritaire pour maintenir l’homéostasie pendant l’anesthésie et le séjour aux soins intensifs, et pour réduire la morbidité et mortalité cardiovasculaire pendant la période péri-opératoire.<p>L’anesthésie générale exerce des effets marqués sur le système cardiovasculaire. Généralement une hypotension artérielle systémique est observée, avec la possibilité d’une hypoperfusion des organes vitaux et ultérieurement des lésions de ces mêmes organes. Donc l’éclaircissement des mécanismes des effets cardiovasculaires de l’anesthésie générale est important pour prévenir et traiter les perturbations cardiovasculaires, et pour effectuer le choix optimal de la gestion anesthésique.<p>La question de la gestion anesthésique chez le patient présentant une fonction cardiovasculaire altérée se traduit essentiellement par le choix de l’anesthésie soit basée sur un agent volatile soit basée sur le propofol intraveineux.<p>Une exploration traditionnelle de l’hémodynamique comprend le mesure de la fréquence cardiaque, des pressions artérielles systémique et pulmonaire, des pressions de remplissage et du débit cardiaque. Ces mesures permettent de calculer la résistance vasculaire systémique de manière à évaluer le tonus artériel. Cela dit, la résistance vasculaire systémique calculée ne peut pas faire la différence entre des changements actifs (changements du tonus artériel) ou passifs (changements des débits) de la pression artérielle systémique. Les changements du tonus artériel doivent être évalués par des courbes pression - débit.<p>Ni les résistances vasculaires systémiques ni les courbes pression débit ne tiennent compte de la nature pulsatile de la circulation. L’exploration des effets pulsatiles<p>requiert tout d’abord la mesure des pressions instantanées et des débits instantanés. En seconde lieu, ces signaux doivent subir une décomposition harmonique (analyse de Fourier), pour afin de pouvoir calculer le spectre d’impédance vasculaire.<p>Le ventricule gauche et le système artériel sont deux éléments d’un système mécanique, dans lesquels il y a un transfert d’énergie entre la source d’énergie et sa charge. Une modification dans un des éléments nécessite une modification appropriée dans l’autre élément pour maintenir un couplage optimal entre les deux éléments, c'est-à-dire un transfert maximal d’énergie. Dans le plan pression volume, le ventricule gauche et l’arbre artériel sont considérés comme deux chambres élastiques en série.<p>La performance du ventricule gauche est quantifiée par l’élastance ventriculaire télésystolique, et la charge du système artériel est quantifiée par l’élastance artérielle effective. Le rapport entre l’élastance ventriculaire télésystolique et l’élastance artérielle effective permet de situer le « couplage ventriculo-artériel » soit en termes de maximisation du travail ventriculaire ou soit en termes d’ efficience mécanique. L’efficience myocardique est définie comme un rapport entre la puissance ventriculaire produite et l’oxygène consommé.<p>Dans la première expérimentation, nous avons étudié les effets vasculaires sur la circulation systémique du chien d’une anesthésie inhalatoire à l’isoflurane versus une anesthésie au propofol, ceci au moyen d’une exploration hémodynamique traditionnelle, les spectres d’impédance aortique et les courbes pression débit étant générées par une réduction graduelle du retour veineux. Les résistances vasculaires systémiques calculées n’ont pas décelé de différences de tonus artériolaire entre les effets d’une anesthésie inhalatoire à l’isoflurane et les effets d’une anesthésie intraveineuse au propofol. Par contre les courbes pression-débit démontrent une différence :comparé à l’anesthésie à l’isoflurane, l’anesthésie au propofol maintientt mieux la pression aortique à tous les niveaux de débit sanguin sauf aux débits les plus bas. Les spectres d’impédance démontrent une charge pulsatile réduite et des pertes d’énergie réduites avec le propofol par rapport à l’isoflurane.<p>Dans la seconde expérimentation chez le chien, nous avons étudié les effets de doses croissantes de deux agents anesthésiques généraux, le sevoflurane et le propofol, sur les caractéristiques mécaniques du système artériel et le couplage ventriculo- artériel systémique. La mécanique artérielle était étudiée par une exploration hémodynamique traditionnelle, les spectres d’impédance aortique et les courbes pression-débit étant générées par une réduction rapide du retour veineux. Le couplage ventriculo-artériel systémique était calculé par le rapport entre l’élastance ventriculaire télésystolique et l’élastance artérielle effective. L’élastance ventriculaire télésystolique et l’élastance artérielle effective ont été estimées à partir de la pression ventriculaire gauche et du débit aortique instantané en appliquant une méthode dite de « single beat ». L’hémodynamique traditionnelle et les courbes pression - débit démontrent que le sevoflurane provoque une vasodilatation artériolaire limitée et que la cause principale de l’hypotension artérielle est une réduction du débit cardiaque. Le propofol réduit le débit cardiaque d’une manière non significative, mais est un vasodilatateur artériolaire réel. Les spectres d’impédance montrent que le sevoflurane et le propofol ont des effets différents sur les caractéristiques élastiques des grosses artères à conduction. Le sevoflurane augmente l’impédance caractéristique et réduit la compliance artérielle, indiquant une augmentation de l’élastance physique de l’arbre artériel. Le propofol provoque une augmentation non significative de l’impédance caractéristique, mais la compliance artérielle reste inchangée. Ces résultats suggèrent que le propofol aurait un effet favorable sur les propriétés élastiques de l’arbre artériel, et donc confirment les conclusions de la première expérimentation, c’est-à-dire une charge pulsatile réduite avec le propofol. Le sevoflurane dégrade le couplage ventriculo-artériel à la suite d’une réduction de l’élastance ventriculaire télésystolique et d’une augmentation de l’élastance artérielle effective. Le propofol maintient le couplage ventriculo-artériel. L’élastance ventriculaire télésystolique et l’élastance artérielle effective restent par contre inchangées. Par conséquent, le rapport entre les deux élastances ne change pas. Sur base de ces résultats, nous concluons que le sevoflurane réduit le débit cardiaque et la contractilité du ventricule gauche, et augmente la charge pulsatile et totale sur le ventricule gauche. Le propofol maintient le débit cardiaque et la contractilité du ventricule gauche, et induit une dilatation artérielle sans altérer la charge pulsatile et totale sur le ventricule gauche.<p>Ces résultats, obtenus chez le chien, suggèrent que le propofol, comparé aux anesthésiques volatiles, est un anesthésique qui permet de mieux préserver la stabilité hémodynamique et l’homéostasie chez le patient présentant une fonction cardiovasculaire restreinte et devant bénéficier d’un acte chirurgical.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans l’étude des GPCRs, il a longtemps été considéré que ceux-ci étaient présents à la membrane sous forme de monomères et que chaque monomère pouvait être activé par un ligand et transmettre le signal grâce à une protéine G. Certains résultats comme des courbes de compétition ou d’activation à deux phases étaient difficilement explicables avec ce modèle 1 ligand, 1 récepteur, 1 protéine G.<p>Ces dernières années, il a été montré via différentes techniques que les GPCRs étaient présents à la membrane non pas sous forme de monomères mais plutôt de dimères, de rangées de dimères voire de multimères. Cette disposition permet plus facilement d’expliquer certains résultats mais complique considérablement le modèle. Un nombre important de nouvelles questions sont posées quant au fonctionnement d’une telle formation de récepteurs. Quelle est l’unité fonctionnelle ?Y a-t-il une communication entre les récepteurs qui forment ces oligomères ?Est-ce qu’un ligand peut activer plusieurs récepteurs, plusieurs protéines G ?Que se passe-t-il quand l’oligomérisation se fait entre des récepteurs différents ?Est-ce qu’un ligand d’un récepteur peut en activer un autre ?Est-ce que la voie d’activation change en fonction du ligand ou du nombre de molécules liées sur un homomère ou un hétéromère? Toutes ces questions sont à prendre en considération lors de l’étude pharmacologique de n’importe quelle drogue car si le récepteur cible hétéromérise avec un autre, la drogue étudiée ne pourrait plus avoir le même effet. Prendre en considération tous ces paramètres peut compliquer considérablement l’étude d’une drogue mais elle pourrait en prévoir précisément certains effets secondaires.<p>Dans cette thèse nous étudions la question de la communication par la coopérativité négative (effet négatif sur l’affinité d’un site de liaison lors de la liaison du ligand sur un l’autre site du dimère). Nous mettons en évidence un lien entre l’activité constitutive d’un récepteur et le niveau de coopérativité négative grâce à des expériences d’accélération de dissociation de ligand traceur. La coopérativité négative observée sur les mutants du récepteur à la TSH les plus constitutifs est quasiment nulle. Nous montrons que cette perte de coopérativité négative provoque un changement de stœchiométrie ligand/récepteur et qu’au lieu de lier un seul ligand par dimère, les mutants les plus constitutifs sont capables d’en lier deux.<p>Malgré nos efforts pour identifier le ou les domaines de communication entre les récepteurs nous n’avons pu les déterminer. C’est pourquoi nous laissons cette question ouverte mais proposons sur base de nos observations et de la littérature, un modèle où la communication entre récepteurs pourrait être expliquée par la liaison de la protéine G au dimère de récepteur.<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Le diabète de type 2 (DT2) est caractérisé par une résistance à l’action de l’insuline et une dysfonction des cellules β pancréatiques. Il apparait lorsque la cellule β devient incapable d’augmenter sa masse fonctionnelle afin de compenser la résistance périphérique à l’action de l’insuline. L’identification de molécules capables de stimuler la réplication des cellules β et ainsi de préserver leur masse fonctionnelle aurait donc un intérêt thérapeutique majeur. Nous avons établi un modèle d’excès de nutriments in vivo chez le rat, dans lequel nous avons observé qu’une augmentation de la prolifération des cellules β associée à une augmentation de l’expression du facteur de croissance « heparin-binding EGF-like growth factor » (HB-EGF). L’objectif de cette thèse était de valider l’effet mitogène du HB-EGF sur les cellules β de rats et humaines, puis d’identifier le mécanisme d’activation de la voie HB-EGF-EGFR. Dans une première étude, nous avons démontré ex vivo que le facteur croissance HB-EGF stimule la prolifération des cellules β pancréatiques d’îlots isolés de rats et humains via l’activation de son récepteur EGFR. Nous avons également observé que la stimulation de la prolifération des cellules β de rats par le glucose nécessite l’activation de la voie de signalisation HB-EGF-EGFR par un mécanisme qui implique à la fois une augmentation de l’expression du gène codant pour HB-EGF via le facteur de transcription ChREBP, et l’activation du récepteur EGFR via une protéine de la famille des protéines Src tyrosine kinase. Les cellules β des îlots humains étant réfractaires à la prolifération, il est essentiel de confirmer les résultats obtenus chez les rongeurs dans des tissus humains. Nous avons observé un effet mitogène d’HB-EGF sur les cellules β humaines. En revanche, nous n’avons pas pu détecter de manière reproductible un effet stimulant du glucose sur la prolifération des cellules β humaines. Notre deuxième étude a donc consisté à identifier la technique la plus appropriée pour mesurer la prolifération des cellules β humaines. Nous avons comparé systématiquement la mesure de la prolifération en réponse à divers stimuli par cytométrie en flux ou par immunohistochimie sur des îlots intacts ou dispersés. Nous avons testé trois facteurs mitogènes soit le glucose, l’HB-EGF et l’harmine. Nous avons observé que l’HB-EGF et l’harmine stimulent la prolifération des cellules β et non β indépendamment de la méthode utilisée. En revanche, l’action mitogène du glucose semble être dépendante de la méthode. En conclusion, nous avons d’abord démontré que l’effet mitogène du glucose nécessite l’activation de la voie de signalisation HB-EGF-EGFR. Ensuite, nous avons observé que la mesure de la prolifération des cellules β humaines par cytométrie en flux offre plusieurs avantages par rapport à l’immunohistochimie. / Type 2 diabetes (T2D) is characterized by peripheral insulin resistance and pancreatic β-cell dysfunction. T2D occurs when β cells become unable to increase their functional mass in order to compensate for insulin resistance. The identification of molecules capable of stimulating β-cell replication to preserve their functional mass would therefore be of major therapeutic interest. We previously established a model of nutrient excess in which we observed an increase in β-cell proliferation associated with enhanced expression of the growth factor "heparin-binding EGF-like growth factor" (HB-EGF). The objective of the work presented in this thesis was to test the hypothesis that HB-EGF stimulates both rodent and human β-cell proliferation and to identify the underlying mechanisms. In a first study, we demonstrated ex vivo that HB-EGF stimulates pancreatic β-cell proliferation of isolated rat and human islets by activating EGFR. We also demonstrated that glucose, an important mitogen of the β cells, requires the activation of this HB-EGF-EGFR signaling pathway, ex vivo and in vivo in an infused rat model, to stimulate β-cell replication. Mechanistically, we demonstrate that glucose promotes HB-EGF gene expression via the ChREBP transcription factor and EGFR activation via a protein from the Src kinase family. Since adult human β cells tend to be refractory to proliferation, it is essential to confirm the findings obtained in rodents in human tissues. In isolated human islets, we confirmed the mitogenic action of HB-EGF but we were unable to detect a consistent stimulation of human β-cell proliferation in response to glucose. Our second study therefore consisted in identifying the most appropriate technique to measure human β-cell proliferation. We systematically compared proliferation levels measured by flow cytometry or immunohistochemistry in intact and dispersed human islets. We tested three mitogenic factors: glucose, HB-EGF and harmine. We observed that HB-EGF and harmine stimulate non-β cells and β-cell proliferation regardless of the method used. In contrast, the mitogenic action of glucose is variable depending on the method used. In conclusion, we first demonstrated that the mitogenic effect of glucose in β cells requires the activation of the HB-EGF-EGFR signaling pathway. Then we demonstrated that assessment of human β cell proliferation by flow cytometry offers several advantages over the use of immunohistochemical methods.