Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé. Aspect cellulaire et moléculaire de la biologie. Neurosciences : Strasbourg 1 : 2008. / Thèse soutenue sur un ensemble de travaux. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 34 p.

Mémoire de DES : Pharmacie hospitalière et des collectivités : Université de Nantes : 2004. Thèse d'exercice : Pharmacie : Université de Nantes : 2004. / Bibliogr. f. 109-115 [67 réf.].

Au Québec, le potentiel pharmacologique des huiles essentielles issues de plantes de la flore laurentienne a été très peu étudié. Dans ce contexte et en tenant compte du savoir médicinal des autochtones, les chercheurs du laboratoire LASEVE de l'UQAC étudient leur potentiel pharmacologique ainsi que celui de leurs constituants volatils. Dans cette optique, ce projet de maîtrise visait à évaluer les activités anticancéreuse, antioxydante, anti-inflammatoire, antifongique et antibactérienne de plusieurs huiles essentielles issues de plantes de la forêt boréale. Suite à ce criblage biologique, l'huile essentielle de bourgeons de peuplier baumier s'est remarquablement distinguée des autres espèces de par son activité anticancéreuse (IC50 12-16 Hg/mL). Une étude approfondie de la composition chimique de cette huile essentielle a donc été entreprise à partir de bourgeons récoltés à différentes périodes de l'année. Le composé majoritaire, l'ot-bisabolol, un alcool sesquiterpénique bien connu pour sa non-toxicité, a été identifié et dosé dans chaque huile essentielle. Une activité cytotoxique marquée envers les lignées cancéreuses de poumon (A549) et de côlon (DLD-1) a été observée pour ce composé (IC50 18 et 26 u.g/mL). L'a-bisabolol P-D-fucopyranoside, un sesquiterpène glycosidé naturel, a été synthétisé avec cinq autres glycosides d'a-bisabolo! O-D-glucoside, p-D-galactoside, p-D-xy!oside, a-L-rtiamnoside et a-D-mannoside). Pour la première fois, la synthèse de glycosides d'un sesquiterpène selon la procédure inverse de Schmidt a été réalisée et avec d'excellents rendements (83-95%). Leur activité anticancéreuse a été évaluée contre un large éventail de cellules cancéreuses. Dans la plupart des cas, l'addition d'une section sucre a eu pour effet d'améliorer l'activité cytotoxique de l'a-bisabolol. Parmi les six glycosides synthétisés, l'a-bisabolol a-L-rhamnoyranoside a exercé la plus forte cytotoxicité (!C50 40-64 u.M) surpassant celle de la molécule initiale. Par ailleurs, au cours de ce projet, l'huile essentielle des fleurs de Solidago puberula a également été étudiée car son profil chimique n'avait jamais été établi. Une activité anticancéreuse modérée a été détectée pour cette huile essentielle (IC50 DLD-1: 30 ± 4 u,g/mL). Une autre partie importante de ce projet visait à étudier Sa composition et le potentiel pharmacologique des hydrolats, produits secondaires obtenus !ors de l'extraction des huiles essentielles par entraînement à la vapeur d'eau. Les hydrolats ont en effet été très peu étudiés. Pour la première fois, la composition chimique de plusieurs hydrolats a été analysée ainsi que leur activité biologique. Ainsi, i'hydrolat de bourgeons de Populus balsamifera a démontré une activité antioxydante intéressante à l'aide du test chimique ORÂC (23 ± 10 u.mo! Trolox/mg). Ceux de Solidago puberula et Monarda didyma ont démontré une activité anti-inflammatoire intéressante en inhibant fortement le relâchement d'oxyde nitrique dans les macrophages murins stimulés avec une molécule induisant l'inflammation (LPS). Au final, les résultats de ce projet de maîtrise auront permis de mettre en évidence le potentiel thérapeutique des huiles essentielles et hydrolats de plantes de la flore laurentienne et d'ouvrir la voie à de futures études.

Au Canada, en 2017, on estime à 206 200 le nombre de diagnostics de cancer posés et à 80 800 les décès des suites de cette maladie. Plusieurs médicaments issus de sources naturelles sont actuellement utilisés en chimiothérapie. C’est notamment le cas de la dactinomycine (actinomycine D) et du Taxol® (paclitaxel) que l’on isole respectivement de bactéries Streptomyces et des écorces de différents ifs. Cependant, leur usage pour le traitement du cancer est souvent limité en raison d’effets secondaires importants, autant envers les cellules cancéreuses que certains groupes de cellules saines. Dans plusieurs cas, les effets secondaires peuvent être fatals pour les patients traités ou encore contraindre le clinicien à mettre fin au traitement. Pour cette raison, la recherche de composés actifs offrant une meilleure sélectivité envers les cellules malignes présente un grand intérêt. C’est autour de cette vision qu’un criblage de quinze espèces de champignons de la forêt boréale, comestibles ou non, a précédemment été mené au Laboratoire LASEVE. Cette étude a permis d’identifier un extrait à l’hexane et à l’éthanol d’un champignon de type polypore présentant une forte cytotoxicité sélective envers les lignées cancéreuses comparativement aux lignées cellulaires saines. Il s’agit de Pycnoporus cinnabarinus, un champignon poreux de forme semi-circulaire et de couleur rouge-orangé caractéristique. L’objectif principal du projet de recherche consistait à identifier et à caractériser les composés responsables de l’activité cytotoxique d’un extrait hydroéthanolique de P. cinnabarinus. Plusieurs étapes de fractionnement ont permis d’isoler et d’identifier quatre composés incluant la cinnabarine, l’acide cinnabarinique, le peroxyde d’ergostérol ainsi que le tréhalose. Les molécules isolées dans le cadre du projet sont déjà connues de la littérature scientifique et identifiées comme présentes dans P. cinnabarinus, mais les résultats du projet permettent de fournir des données spectrales plus récentes pour certains composés. Les résultats suggèrent que l’activité cytotoxique ainsi que la sélectivité pour les lignées cancéreuses de l’extrait hydroéthanolique de P. cinnabarinus sont attribuables en partie aux molécules de type phénoxazone, soient l’acide cinnabarinique et la cinnabarine. On constate effectivement une activité cytotoxique pour ces composés, avec des valeurs d’IC50 entre 10 et 16 μM sur A-549 et entre 13 et 20 μM sur DLD-1. Cependant, ces phénoxazones sont moins actives envers les cellules saines, WS-1. Par ailleurs, les deux composés testés individuellement présentent une activité moindre par rapport aux extraits bruts de départ, suggérant un effet de synergie entre ces deux molécules ou avec d’autres présentes dans l’extrait. En résumé, ce projet a permis d’expliquer partiellement l’activité cytotoxique marquée d’un extrait hydroéthanolique de P. cinnabarinus, en plus de consolider les connaissances déjà existantes sur ce polypore.

Au Québec, le potentiel pharmacologique des huiles essentielles issues de plantes de la flore laurentienne a été très peu étudié. Dans ce contexte et en tenant compte du savoir médicinal des autochtones, les chercheurs du laboratoire LASEVE de l'UQAC étudient leur potentiel pharmacologique ainsi que celui de leurs constituants volatils. Dans cette optique, ce projet de maîtrise visait à évaluer les activités anticancéreuse, antioxydante, anti-inflammatoire, antifongique et antibactérienne de plusieurs huiles essentielles issues de plantes de la forêt boréale. Suite à ce criblage biologique, l'huile essentielle de bourgeons de peuplier baumier s'est remarquablement distinguée des autres espèces de par son activité anticancéreuse (IC50 12-16 Hg/mL). Une étude approfondie de la composition chimique de cette huile essentielle a donc été entreprise à partir de bourgeons récoltés à différentes périodes de l'année. Le composé majoritaire, l'ot-bisabolol, un alcool sesquiterpénique bien connu pour sa non-toxicité, a été identifié et dosé dans chaque huile essentielle. Une activité cytotoxique marquée envers les lignées cancéreuses de poumon (A549) et de côlon (DLD-1) a été observée pour ce composé (IC50 18 et 26 u.g/mL). L'a-bisabolol P-D-fucopyranoside, un sesquiterpène glycosidé naturel, a été synthétisé avec cinq autres glycosides d'a-bisabolo! O-D-glucoside, p-D-galactoside, p-D-xy!oside, a-L-rtiamnoside et a-D-mannoside). Pour la première fois, la synthèse de glycosides d'un sesquiterpène selon la procédure inverse de Schmidt a été réalisée et avec d'excellents rendements (83-95%). Leur activité anticancéreuse a été évaluée contre un large éventail de cellules cancéreuses. Dans la plupart des cas, l'addition d'une section sucre a eu pour effet d'améliorer l'activité cytotoxique de l'a-bisabolol. Parmi les six glycosides synthétisés, l'a-bisabolol a-L-rhamnoyranoside a exercé la plus forte cytotoxicité (!C50 40-64 u.M) surpassant celle de la molécule initiale. Par ailleurs, au cours de ce projet, l'huile essentielle des fleurs de Solidago puberula a également été étudiée car son profil chimique n'avait jamais été établi. Une activité anticancéreuse modérée a été détectée pour cette huile essentielle (IC50 DLD-1: 30 ± 4 u,g/mL). Une autre partie importante de ce projet visait à étudier Sa composition et le potentiel pharmacologique des hydrolats, produits secondaires obtenus !ors de l'extraction des huiles essentielles par entraînement à la vapeur d'eau. Les hydrolats ont en effet été très peu étudiés. Pour la première fois, la composition chimique de plusieurs hydrolats a été analysée ainsi que leur activité biologique. Ainsi, i'hydrolat de bourgeons de Populus balsamifera a démontré une activité antioxydante intéressante à l'aide du test chimique ORÂC (23 ± 10 u.mo! Trolox/mg). Ceux de Solidago puberula et Monarda didyma ont démontré une activité anti-inflammatoire intéressante en inhibant fortement le relâchement d'oxyde nitrique dans les macrophages murins stimulés avec une molécule induisant l'inflammation (LPS). Au final, les résultats de ce projet de maîtrise auront permis de mettre en évidence le potentiel thérapeutique des huiles essentielles et hydrolats de plantes de la flore laurentienne et d'ouvrir la voie à de futures études.

Le peptide YSNSG est un cyclopeptide antagoniste de l’intégrine alpha v beta 3 actif par inhibition de la migration tumorale et de l'angiogénèse. Ces propriétés ont été démontrées in vitro sur diverses lignées cellulaires et in vivo chez des souris C57BL/6 avec xénogreffe de mélanome. Nos travaux se sont intéressés à la pharmacologie et à la pharmacocinétique du YSNSG. Dans un premier temps, nous avons étudié sa pharmacocinétique plasmatique et tissulaire (cerveau et sous-cutané) chez des rats Wistar en utilisant la microdialyse tissulaire. Elle a permis la détermination des principaux paramètres plasmatiques et tissulaire. Le taux de pénétration du peptide au niveau tissulaire est apparu élevé au niveau sous-cutané et faible au niveau cérébral. L’analyse compartimentale de ces données a permis de valider un modèle de type PB-PK pour simuler différents débits de perfusion permettant d’atteindre au niveau tissulaire des concentrations actives. Dans un second temps, nous avons étudiés la distribution intra—tumorale du peptide YSNSG sur le modèle de souris C57BL/6 xénogreffé. A l’aide de la microdialyse tissulaire, nous avons étudié la distribution du peptide YSNSG au sein de deux régions intra-tumorales distinctes, respectivement au centre et en périphérie de la tumeur pour discuter du rôle de l’hétérogénéité intra-tumorale dans la distribution intra-tissulaire des anticancéreux. Notre approche n’a pas permis de mettre en évidence de différence significative dans la distribution du peptide entre les deux régions mais a permis de montrer une faible distribution. Dans une troisième et dernière approche, nous présentons les résultats de la nanoencapsulation du peptide YSNSG à l’aide de particules de type PLGA +/- F-68 à l’aide de méthodes spectroscopiques (Raman), microscopiques (confocale) et in vivo (comparaison de l’efficacité du peptide encapsulé ou non sur l’inhibition de la croissance tumorale sur le modèle animal précédemment utilisé). / Peptide YSNSG is a cyclopeptide addressed against integrins growth tumor inhibition and neoangiogenesis. These properties were highlighted in vitro on several cell lines and in vivo in syngeneic mice C57BL/6 with B16F1 melanoma xenograft. In order to describe the pharmacology and pharmacokinetic of peptide YSNSG we first studied plasma and tissue pharmacokinetic (cerebral and subcutaneous) in healthy Wistar rats using microdialysis. We finded main plasma and tissue parameters and a high penetration rate in subcutaneous and a low penetration rate of peptide YSNSG in cerebral tissue, respectively. Compartment analysis of our data allowed assessing a physiologically-based pharmacokinetic model in order to simulate different administration flow rate required to reach pharmacological active concentrations. Secondly we investigated the intra-tumoral distribution of peptide YSNSG the same syngeneic mice C57BL/6 model previously described, using microdialysis. Distribution was assessed in two distinct regions of melanoma tumor (central and peripheral) for the study of the impact of intra-tumoral heterogeneity on YSNSG peptide distribution. This approach did not found any significant difference in term of penetration rate and, moreover, found a low penetration rate in the melanoma tumor in discordance with previous subcutaneous distribution in healthy rat. In a third chapter we describe results of nanoencapsulation tests of YSNSG peptide using PLGA +/- F-68 with spectroscopic method (Raman), microscopic (confocal) and in vivo experimentation (growth tumor inhibition level in the same mice model with or without nanoencapsulation of YSNSG peptide).

La microcirculation cutanée a été proposée comme modèle d'étude de la dysfonction microvasculaire globale dans les maladies cardiovasculaires. Par ailleurs, elle est spécifiquement atteinte dans le syndrome de Raynaud, qui est une ischémie paroxystique des extrémités déclenchée notamment par le froid. L'exploration de la fonction microvasculaire cutanée suscite donc un réel intérêt, mais les méthodes d'étude souffrent d'une hétérogénéité importante, et leur variabilité intra-individuelle est mal connue. La première partie de ce travail fait la synthèse des différentes méthodes d'étude la fonction microvasculaire cutanée, et rapporte les résultats de deux études consacrées à leur reproductibilité. Nous avons dans une seconde partie étudié grâce à ces tests la réactivité microvasculaire cutanée dans le syndrome de Raynaud, et mis en évidence des anomalies chez ces patients, notamment du contrôle neuro-vasculaire. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude d'approches pharmacologiques ciblées sur les anomalies de la microcirculation cutanée identifiées chez les patients. Nous avons évalué l'effet du sildenafil, un inhibiteur de la phosphodiesterase-5, sur le flux sanguin digital et montré son effet vasodilatateur lors d'un refroidissement local dans le syndrome de Raynaud. Enfin, nous avons étudiés chez l'animal et chez l'homme l'iontophorèse de vasodilatateurs, une approche innovante d'administration locale de médicaments pour augmenter le flux sanguin cutané.

Reproduction de : Mémoire du D.E.S. : Pharmacie spécialisée : Nantes : 2008. Reproduction de : Thèse d'exercice : Pharmacie : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Pharmacie : Nantes : 2009. / Bibliogr.

L'augmentation rapide de l'apparition de résistances contre les antibiotiques utilisés chez l'humain dans le traitement des infections bactériennes est une menace grave pour la santé de la population. Ces résistances nuisent à l'efficacité des traitements ce qui a pour effet d'aggraver les symptômes et d'augmenter les risques de mortalité associés à ces infections. Seulement deux nouvelles classes d'antibiotiques ont vu le jour au cours des 50 dernières années laissant présager que cette situation problématique continuera d'évoluer dans les années à venir. Il est urgent d'explorer différentes stratégies potentielles qui pourraient mener à la découverte de nouvelles classes d'antibiotiques. En ce sens, l'étude des metabolites secondaires issus des plantes constitue une stratégie intéressante puisque cette source a jusqu'à maintenant été peu exploitée et ce, malgré l'intensive utilisation des plantes pour traiter les infections en médecine traditionnelle de nombreuses régions du monde. En Amérique, les peuples autochtones utilisaient les bourgeons de Populus bolsomifera pour préparer différents remèdes à appliquer sur les coupures, les brûlures ou d'autres blessures prédisposant aux infections. Cette utilisation traditionnelle a incité le Laboratoire d'Analyse et de Séparation des Essences Végétales (LASEVE) à évaluer le potentiel de cette matrice végétale à inhiber la croissance bactérienne. Dans le cadre de cette étude, l'extrait de bourgeons de P. bolsamifero a montré un excellent potentiel antibactérien avec une concentration minimale inhibitrice (CMI) face à Stophylococcus oureus de 12,5 jig/ml. Cette thèse présente le fractionnement bioguidé par l'activité antibactérienne ainsi que les travaux accomplis concernant l'isolement et la caractérisation des composés présents dans les fractions actives obtenues. De plus, l'activité antibactérienne in vitro des composés isolés a été évaluée contre S. oureus et plusieurs souches de S. oureus résistantes à la méticilline (SARM). Les travaux effectués sur une première fraction active ont d'abord mené à l'isolement et la caractérisation de trois dihydrochalcones substituées par un groupement hydroxycinnamyle. Ces trois nouveaux produits naturels ont été nommés balsacones A, B et C et l'évaluation de leur activité antibactérienne a permis de démontrer que ces trois composés inhibaient efficacement la croissance de 5. oureus avec des CMI variant entre 3,1 et 6,3 u.M après 6 h d'incubation. Les travaux d'isolement menés sur une seconde fraction active ayant mené à l'identification de 6 nouvelles balsacones (D-l) sont ensuite présentés. Ces nouvelles balsacones sont aussi constituées de dihydrochalcones substituées par une unité hydroxycinnamyle cyclisée avec un des groupements phénoliques des dihydrochalcones formant un hétérocycle pyrannique. L'absence d'activité chiroptique malgré la présence de stéréocentres sur l'hétérocycle pyrannique a conduit à la conclusion que les balsacones D-l étaient racémiques. Leur purification par HPLC en utilisant un support chiral a donc été entreprise ce qui a permis d'obtenir les paires d'énantiomères (-) et (+) pour chacun des mélanges racémiques. La configuration absolue des énantiomères a pu être déterminée grâce à des analyses de diffraction de rayon X sur la (-)-balsacone D ainsi que par la comparaison des spectres de dichrofeme circulaire expérimentaux à des spectres calculés à partir de fondements théoriques. L'activité antibactérienne des énantiomères purifiés a été évaluée contre S. oureus. La (-)-balsacone D et la (+)- balsacone D étaient les composés les plus actifs avec des CMI de 6.25 jaM dans les deux cas. Des travaux d'isolement plus approfondis ont ensuite conduit à l'identification des balsacones J et K. Ces deux nouveaux composés possèdent une structure inusitée hybride entre des dihydrochalcones et le cinnamate d'hydroxycinnamyle. Il s'est avéré que les balsacones J et K étaient aussi des composés racémiques et leur purification par HPLC en utilisant un support chiral a été effectuée. La configuration absolue des paires d'énantioméres obtenues n'a malheureusement pas pu être déterminée dans le cadre de cette thèse, mais des travaux sont toujours en cours afin d'y parvenir. Les mésanges racémiques des balsacones J et K ainsi que les paires d'énantioméres obtenues à partir de ces deux mélanges ont montré des activités antibactériennes modérées avec des CMI variant entre 25 et 50 uM. La poursuite des travaux d'isolement sur les fractions actives obtenues de l'extrait de P. balsamifera ont ensuite permis d'identifier les balsacones L, M, N et 0 ainsi que l'iryantherin-D. Ces cinq composés possédaient des structures similaires à celles des balsacones D-l sur lesquelles une unité hydroxycinnamyle supplémentaire était présente. La nature racémique de ces cinq composés a encore une fois rendu nécessaire la mise au point de méthodes de séparation par HPLC en utilisant un support chiral. La configuration absolue des paires d'énantioméres obtenues a été déterminée grâce à des analyses de diffraction de rayon X et en utilisant des spectres de dichroÉme circulaire calculés à partir de la théorie de la fonctionnelle de la densité. La (±)-balsacone N ainsi que les deux énantiomères (+) et (-) ont montré une activité antibactérienne marquée avec des CMI respectives de 3,13, 3,13 et 1,56 uM. L'isolement et la caractérisation des balsacones P-W complètent la description des travaux d'isolement effectués dans le cadre de cette thèse. La balsacone P était un isomère structural de la balsacone L dont l'hétérocycle pyrannique avait été formé par une fonction phénolique différente de l'unité dihydrochalcone. La balsacone Q s'est avérée être l'iryantherin-D sur laquelle un groupement hydroxycinnamyle supplémentaire était présent. La structure des balsacones R-W était pour leur part caractérisée par la présence de deux hétérocycles pyranniques fusionnés sur le même cycle aromatique d'une unité dihydrochalcone. Les balsacones P-W ont aussi été obtenues sous la forme de mélanges racémiques. La purification chirale des balsacones T-W a pu être effectuée, mais la détermination de la configuration absolue des énantiomères obtenus n'a pu être complétée dans le cadre de cette thèse. L'évaluation de l'activité antibactérienne des mélanges racémiques a permis de montrer que les balsacones Q et R étaient actives avec des CMI de 6.25 uM dans les deux cas. Cette thèse se conclut par la présentation des résultats d'activité antibactérienne in vitro sur dix souches de SARM isolées en clinique. Ces résultats ont permis de montrer le fort potentiel antibactérien des balsacones C, D, E, L, N, O, P, R et S, dont l'activité antibactérienne contre les souches de SARM était similaire à celle observée contre S. oureus sensible (CMI variant entre 0.78 uM et 6.25 uM). Ces résultats ont finalement permis d'émettre certaines hypothèses quant aux relations entre la structure des balsacones et leur activité antibactérienne.