Les microparticules (MP) sont des vésicules qui résultent du bourgeonnement des membranesdes cellules activées ou apoptotiques. Leur capacité à vectoriser des systèmes fonctionnelsexprimés par leurs cellules d’origine nous a conduit à explorer, la génération de plasmine àleur surface. Dans un premier travail, nous montrons que les MP dérivées de cellulesendothéliales (MPE) sont des surfaces catalytiques capables d’activer le plasminogène par lesystème de l’urokinase et de son récepteur (uPA/uPAR). Les MPE agissent comme desvecteurs de plasmine constituant une nouvelle voie dans la régulation des activitésprotéolytiques de l’endothélium. Dans un second travail, nous avons montré que l’uPA portéepar les cellules ou par les MPE est spécifiquement impliquée dans un mécanismereconnaissance du plasminogène lié à une autre surface biologique générant de la plasmine insitu avec une grande efficacité. Dans un troisième travail, nous montrons que cette activitéfibrinolytique est détectable sur les MP extraites de la circulation sanguine, où elle est plusspécifiquement portée par les sous populations endothéliales et leucocytaires. Cette activitéqui est dépendante de l’uPA mais aussi de l’activateur tissulaire du plasminogène, estmodulée dans des pathologies cardiovasculaires et auto-immunes. Dans une seconde partie, lapertinence de la mesure des MP comme biomarqueur en pratique clinique nous a amené ànous focaliser sur leurs méthodes d’analyse. En effet, à l’heure actuelle, l’évaluation dubénéfice apporté par les MP est limitée par un manque de standardisation des méthodologies.Dans ce travail, nous présentons une nouvelle stratégie de standardisation de la cytométrie enflux (CMF) et son évaluation dans le cadre d’une étude multicentrique utilisant des microbillesfluorescentes calibrées en taille. Enfin, nous discutons dans une revue les limitesactuelles de la CMF et les stratégies ou améliorations technologiques permettant de lesdépasser. / Microparticles (MP) are small vesicles resulting from the blebbing of cell membranes in response to activation or apoptosis. Because they express functional molecules from their parent cells, plasmin generation at their surface has been explored. First we have shown that endothelial derived MP (EMP) promote plasminogen activation at their surface in an urokinase and its receptor (uPA/uPAR) dependant manner. Thus, plasmin generation by EMP constitutes a new pathway for the regulation of the endothelium proteolytic activities. Second, we have shown that cellular or MP uPA is specifically involved in the recognition and effective activation of plasminogen bound to another biological surface. Third, we have demonstrated that circulating endothelial and leukocytes MP bear this plasminogenolytic activity which it not only uPA but also tissue-type plasminogen activator dependant and modulate in pathological settings such as cardiovascular and auto-immune diseases. Supported by this work, a patent on a method to measure MP plasmin activity has been filed. In a second part, we focused on analytical methods available to measure MP. Indeed, there is an increasing interest to measure MP as biomarker in clinical practice. However, the evaluation of their input for patients is impeding by methodological concerns and a lack of standardization so far. In this work, we present a new strategy based a size-calibrated fluorescent beads for the standardization of flow cytometry (FCM). This approach was evaluated in a multicentre study. Finally, we reviewed the present limitation of the FCM for MP measurement and the strategies or technological improvements to overcome them.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2009. / Titre de l'écran-titre (visionné le 13 janvier 2010). Bibliogr.

L'infiltration d'éosinophiles dans la muqueuse bronchique est caractéristique dans l'asthme. Pour passer du sang vers la muqueuse bronchique, l'éosinophile doit sécréter des proteases qui digéreront les protéines de la matrice extracellulaire ainsi que la membrane basale des vaisseaux sanguins. L'acide 5-oxo-6,8,11,14-éicosatétraénoïque, un lipide bioactif, provoque une transmigration des éosinophiles en activant la sécrétion de plusieurs proteases dont la matrix metalloproteinase (MMP)-9 ainsi que l'urokinase et la plasmine, deux proteases du système plasminogène/plasmine. Il active la sécrétion de la MMP-9 via la voie signalétique extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2. De plus, il est décrit que l'effet de ERK-1/2 sur la migration diminue en absence du système plasminogène/plasmine. Cette étude porte sur les interactions entre les différentes protéases impliquées lors de la migration du 5-oxo-ETE, plus précisément, la capacité de l'urokinase plasminogen activator (uPA) et de la plasmine à augmenter la sécrétion de MMP-9. Elle traite également de l'implication de la voie signalétique des ERK-1/2 dans la sécrétion de la MMP-9. Elle confirme que l'uPA et de la plasmine peuvent induire la sécrétion de la MMP-9. Elle valide également l'implication de la voie signalétique des ERK-1/2 lors de ce phénomène.

Thèse de doctorat : Médecine. Biochimie : Reims : 2001. / 2001REIMM201. Bibliogr. :153-176 f.

L’infiltration d’éosinophiles dans la muqueuse bronchique est une caractéristique majeure de l’asthme. Les protéases sont essentielles pour réguler la migration cellulaire du sang vers la muqueuse bronchique. Les travaux présentés dans cette thèse décrivent quelques mécanismes de la modulation de l’activité protéolytique des éosinophiles. Parmi les nombreuses protéases exprimées par l’éosinophile, la métalloprotéinase de la matrice (MMP)-9 et la plasmine générée via la protéine activatrice de type urokinase (uPA) sont cruciales dans la migration de ces cellules dans les tissus. Cette thèse décrit le mécanisme d’action de deux types de médiateurs lipidiques, les cystéinyl-leucotriènes (cysLTs) et l’acide 5-oxo-6,8,11,14-éicosatétraénoïque (5-oxo-ETE), dans le recrutement des éosinophiles. En présence de 5-oxo-ETE, l’éosinophile migre en sécrétant la MMP-9, la plasmine et exprime plus fortement le récepteur de l’uPA (uPAR). Nous avons démontré que les cysLTs sont impliqués dans la migration sans toutefois influencer la protéolyse. Par contre, le montelukast, un antagoniste du récepteur cysLT de type 1 (CysLT1), diminue l’expression d’uPAR, la sécrétion de MMP-9 et la génération de plasmine. Ces résultats suggèrent que le montelukast ne serait pas un antagoniste neutre du CysLT1, mais un agoniste inverse, quoique cette hypothèse doive être confirmée. Ensuite, pour mieux comprendre comment le 5-oxo-ETE induit la sécrétion de protéases, la signalisation sous-jacente a été étudiée. Les travaux démontrent que la protéine kinase C (PKC)-δ, la PKC-ζ, l’extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/ 2 et la p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) jouent un rôle majeur dans la migration induite par le 5-oxo-ETE. Notamment, l’activation d’ERK-1/2 semble dépendre de la présence de plasminogène dans le milieu. La plasmine générée à partir du plasminogène peut activer ERK-1 /2 et ainsi stimuler la sécrétion de MMP-9. Ces résultats démontrent la complexité de la régulation des protéases chez l’éosinophile et documente le rôle primordial des PKC et des MAPK dans cette modulation. / Infiltration of eosinophils into the bronchial mucosa is a key feature in asthma pathology. With the influence of mediators, eosinophils have the capacity to interact with structural cells, modulate their functions, promote airway remodelling, and activate and recruit other inflammatory cells. Proteases are essential to promote cell migration from blood into tissue and interactions with tissue structural cells and extracellular matrix components. This work presents some of the mechanisms modulating eosinophil protease activity, more specifically the production of MMP-9 and plasmin. Herein, we evaluated the mechanism of action of two lipid mediators, the cysteinyl-leukotrienes (cysLTs) and the 5-oxo-ETE, in eosinophil recruitment. 5-Oxo-ETE elicits eosinophil migration by activating MMP-9 secretion, plasmin generation and by increasing uPAR expression. The cysLTs are also implicated in eosinophil migration but not in protease activation. On the other hand, montelukast, a cysLT type 1 receptor antagonist, decreases uPAR expression, MMP-9 secretion and plasmin generation. These results suggest that montelukast is not a neutral antagonist, but an inverse agonist in eosinophils, although this hypothesis needs to be validated. Thereafter, we were interested in signalling induced by 5-oxo-ETE. Our results demonstrated that protein kinase C (PKC)-δ, PKC-ζ, extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2 and p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) play a major role in eosinophil migration. The implication of ERK-1/2 seems to depend on plasminogen presence in the medium. Plasmin generated from plasminogen activates ERK-1/2 and stimulates MMP-9 secretion. These results demonstrate the complex regulation of eosinophil proteases and the essential implication of PKC and MAPK in this process.

Le collagène XIX est un collagène mineur retrouvé dans la zone de certaines membranes basales spécialisées. Notre laboratoire a montré que son domaine NC1(XIX) est une matrikine présentant des propriétés anti-tumorales et anti-angiogéniques. L'objectif de ce travail est d'étudier les mécanismes aboutissant à cette activité anti-tumorale.Lors de l'invasion tumorale, les cellules cancéreuses dégradent la membrane basale permettant la production de matrikines anti-tumorales. Dans un premier temps, nous avons démontré que la plasmine, qui est une des enzymes clé de l'invasion tumorale, clivait l'extrémité C-terminale du collagène XIX, in vitro et ex vivo, et libérait un peptide présentant une séquence proche du peptide NC1(XIX). Une analyse en modélisation moléculaire a retrouvé que ce peptide adoptait localement la même conformation en coude β de type I que le peptide NC1(XIX). Nous avons ensuite montré que ce peptide inhibait la migration des cellules tumorales in vitro et la croissance tumorale in vivo. Ce travail démontre que le collagène XIX est un nouveau substrat de la plasmine. Ce mécanisme pourrait constituer un moyen de défense de l'organisme contre l'invasion tumorale.Les principaux récepteurs des matrikines appartiennent à la famille des intégrines. Dans un modèle de mélanome humain (cellules SK-MEL-28), nous avons caractérisé l'intégrine αvβ3, comme récepteur du peptide NC1(XIX). Nous avons également démontré que la fixation du peptide NC1(XIX) sur l'intégrine αvβ3 induisait une diminution des phosphorylations de FAK sur le résidu de tyrosine 861, de la sous unité p85 de la PI3K sur le résidu de tyrosine 458, de PDK1 sur le résidu de sérine 241, d'Akt sur les résidus de thréonine 308 et de sérine 473, de mTOR sur les résidus de sérine 2448 et 2481, et de GSK3β sur le résidu de sérine 9. L'inhibition de cette voie FAK / PI3K / Akt / mTOR, largement impliquée dans la transduction du signal dans le mélanome peut, en partie, expliquer les effets anti-tumoraux du peptide NC1(XIX).Parallèlement, ce travail nous a permis de mettre au point différentes techniques de PCR, de Western blot et d'ELISA pour quantifier l'expression du collagène XIX et de son peptide NC1(XIX). Cette étape constitue un préalable essentiel pour une application éventuelle en biologie clinique. / Type XIX collagen is a minor collagen localized in specialized basement membranes. Our laboratory demonstrated that its NC1(XIX) domain is a matrikine which presents anti-tumor and anti-angiogenic properties. The aim of this work was to study the mechanisms leading to this anti-tumor activity.During tumor invasion, cancer cells degrade basement membrane components leading to anti-tumor matrikine release. First, we demonstrated that plasmin, a key enzyme in tumor invasion, cleaved the C-terminal domain of type XIX collagen, in vitro and ex vivo, and released a peptide with a sequence in close vicinity to the NC1(XIX) peptide. Molecular modeling studies showed that NC1(XIX) peptide and the released fragment adopted locally the same type I β-turn conformation. Then, we showed that this peptide inhibited migration of tumor cells in vitro and tumor growth in vivo. This study demonstrated that collagen XIX is a novel proteolytic substrate for plasmin. Such release may constitute a defense of the organism against tumor invasion.The main matrikine receptors belong to the integrin family. In a model of human melanoma cells (SK-MEL-28), we characterized αvβ3 integrin as NC1(XIX) peptide receptor. We also demonstrated that the binding of NC1(XIX) peptide on αvβ3 integrin induced a decrease in phosphorylation of FAK tyrosine 861 residue, PI3K p85 tyrosine 458, PDK1 serine 241,Akt threonine 308 and serine 473, mTOR serine 2448 and 2481, and GSK3β serine 9. The decreased activity of this FAK / PI3K / Akt / mTOR pathway, heavily involved in melanoma signal transduction, could explain, at least in part, the antitumor effects of NC1(XIX) peptide.Meanwhile, this work allowed us to develop PCR, Western blot and ELISA to quantify the expression of collagen XIX and its NC1(XIX) peptide. These steps were required for clinical applications.

La grippe est une maladie respiratoire aigüe, due à une infection par des virus influenza et qui représente un problème important de santé publique. Une meilleure compréhension des interactions entre le virus influenza et son hôte nous permettra de mieux comprendre la physiopathologie de l'infection grippale, et donc, à terme, de mieux se protéger contre la maladie. La morbidité et la mortalité, causées par les infections grippales sévères, sont associées à une dérégulation de la réponse immunitaire, au niveau pulmonaire. Cette inflammation délétère serait à l'origine de dommages collatéraux du poumon, entrainant une diminution de la capacité respiratoire du patient. Bien que les mécanismes impliqués ne soient pas totalement élucidés, de récents travaux mettent en évidence un rôle central des cellules endothéliales dans la dérégulation de la réponse de l'hôte face à l'infection grippale. Lors d'une agression de l'endothélium, le processus physiologique de l'hémostase (activation plaquettaire, coagulation et fibrinolyse) s'active afin de permettre la cicatrisation de la plaie et de maintenir l'intégrité des vaisseaux sanguins. Dans de nombreuses maladies inflammatoires, la seule dérégulation de l'hémostase est directement liée à une réponse inflammatoire délétère. Lors de ma thèse, nous avons émis l'hypothèse que l'hémostase pouvait être à l'origine de la dérégulation inflammatoire durant les infections grippales. Nos données montrent le rôle de deux facteurs fortement impliqués dans l'hémostase : le récepteur activé par la thrombine, PAR-1 (Protease Activated Receptor J) ainsi que le plasminogène, dans l'inflammation délétère des poumons et dans la pathogénicité des virus influenza. Outre le rôle de l'hémostase, nous avons également pu mettre en évidence que le virus influenza incorpore des protéines cellulaires dans l'enveloppe virale, lui permettant d'échapper au système immunitaire, ce qui pourrait aussi contribuer à la dérégulation de la réponse de l'hôte. L'ensemble des résultats obtenus ont permis de mieux comprendre les mécanismes à l'origine d'une réponse immunitaire dérégulée dans les infections grippales et de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques pour lutter contre la maladie / Influenza is an acute respiratory disease caused by infection with influenza virus and is a major public health problem. A better understanding of the interaction between influenza virus and host allow us to better understand the pathophysiology of influenza infection, and thus, ultimately, to better protect themselves against the disease. Morbidity and mortality caused by severe influenza infections are associated with dysregulation of the immune response in the lung. This deleterious inflammation is the cause of lung collateral damage, causing a decrease in the patient's breathing capacity. Although the mechanisms involved are not fully understood, recent studies point to a central role of endothelial cells in the deregulation of the host response to influenza infection. During endothelium aggression, the physiological process of hemostasis (platelet activation, coagulation and fibrinolysis) is activated in order to allow wound healing and to maintain the integrity of blood vessels. In many inflammatory diseases, the only dysregulation of hemostasis is directly linked to a deleterious inflammatory response. During my thesis, we hypothesized that hemostasis could be the cause of the inflammatory dysregulation during influenza infections. Our data show the role of two factors strongly involved in hemostasis: the thrombin activated receptor, PAR-1 (protease activated receptor 1) and plasminogen, in the deleterious lung inflammation and in the pathogenicity of influenza virus. Besides the role of hemostasis, we have also been able to show that the influenza virus incorporates cellular proteins in the viral envelope, allowing it to evade the immune system, which could also contribute to the deregulation of the host response. All the results obtained allowed to better understand the mechanisms involved in immune response dysregulation during influenza infection and suggest new therapeutic targets to fight against the disease

La cicatrisation de défauts osseux permet tout au plus une réparation de l'os et dans peu de cas, une régénération ad integrum. Le développement de biomatériaux issus de l'ingénierie tissulaire en vue d'une régénération osseuse est donc un enjeu majeur. Le but de cette étude a été d'évaluer si des peptides GXXPG issus de l'élastine sont capables de favoriser la différenciation ostéoblastique de cellules mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse humaine (CMMO) ainsi que la formation de la matrice osseuse et sa minéralisation. Pour y répondre, nous avons utilisés les lattis de collagène de type I (COL1). La contraction de lattis « flottants » (LF) stimule l'expression de marqueurs de l'ostéoblaste (Runx-2, BSP…) par les CMMO ainsi que la minéralisation de la matrice osseuse. Cette différenciation ostéoblastique est aussi associée à l'activation de la cascade MT1-MMP/MMP-2/MMP-13. Nous montrons ensuite que les peptides GXXPG stimulent de façon dose-dépendante l'expression de marqueurs ostéoblastiques comme Runx-2 via S-Gal. Sur « coating » de COL1, ils stimulent la différenciation ostéoblastique des CMMO, la formation de la matrice osseuse et sa minéralisation. Enfin, dans des conditions « inflammatoires » créées par l'ajout de plasminogène (Plg) exogène, ces peptides conservent une activité ostéogénique sous contraintes mécaniques ou non. Plg seul induit également la différenciation ostéoblastique. Bien que les peptides GXXPG stimulent la production d'enzymes à activité collagénolytique (MT1-MMP, MMP-1), la lyse des LF n'est pas significative. En conclusion, les peptides GXXPG apparaissent comme des biomolécules pharmacologiques prometteuses pour la régénération osseuse. / Bone healing leads in only a few cases to an ad integrum regeneration, but most often to an incomplete tissue repair. Thus, the development of new biomaterials from tissue engineering in order to promote bone regeneration is a major goal. The purpose of our study was to evaluate if GXXPG peptides, derived from elastin, are able to favor human bone marrow mesenchymal cells (HBMC) to mature osteoblasts and bone matrix formation and mineralization.To this end, we used type I collagen (COL1) lattices. Floating lattice (LF) contraction stimulates osteoblasts markers expression (Runx-2, BSP…) by HMBC and bone matrix mineralization. Osteoblast differentiation is also associated to MT1-MMP/MMP-2/MMP-13 proteolytic cascade activation. We then showed that GXXPG peptides stimulate osteoblast markers like Runx-2 in a dose-dependent manner, an effect which involves S-Gal receptor. On a type I collagen coating model, these peptides also promote CMMO differentiation into osteoblast, bone matrix formation and mineralization. Finally, under “inflammatory” conditions, which can be catalyzed by plasminogen (Plg) supplementation, these peptides keep their ability to induce osteogenic responses in HBMC, even under mechanical stress. Plg alone is also able to promote osteoblast differentiation. Although GXXPG peptides stimulate collagenolytic enzymes (MT1-MMP, MMP-1) production, collagen degradation in LF is not significant. To conclude, GXXPG peptides appear as promising pharmacological biomolecules in bone regeneration.