Introdução: O Câncer de Próstata (CaP) é o tumor mais comum do homem e a segunda causa de óbito por câncer no Brasil. MicroRNA (miRNA) é uma classe de pequenos RNA regulatórios não codificantes de proteínas que tem papel fundamental no controle da expressão dos genes. São responsáveis pelo controle de processos fundamentais na célula e estão envolvidos na tumorigênese em humanos. Previamente demonstramos alterações no perfil de expressão dos miRNA 100, let7c e 218 comparando carcinomas localizados e metastáticos. A caracterização de perfis de expressão de suas proteínas alvo no CaP é crucial para a compreensão dos processos envolvidos na carcinogênese, dando-nos a oportunidade do descobrimento de novos marcadores diagnósticos, prognósticos e mais importante identificação de alvos para o desenvolvimento de terapias inovadoras. Objetivo: Analisar a expressão das proteínas controladas pelo miR-let7c (Ras, c-Myc e Bub1), miR-100 (Smarca5 e Retinoblastoma) e miR-218 (Laminina 5 3) e a atividade proliferativa (Ki-67) no câncer de próstata com a técnica de imuno-histoquímica utilizando microarranjos teciduais representativos de CaP localizado e suas metástases linfonodais e ósseas. Correlacionar os níveis de expressão dos miRNA com suas proteínas alvo. Analisar a expressão dos miRNA, proteínas e atividade proliferativa com os fatores prognósticos do câncer de próstata e com a evolução da doença. Material e Métodos: A imunoexpressão de Smarca5, Retinoblastoma, Laminina, Ras, c- Myc, Bub1 e Ki-67 foi avaliada através de IH pela técnica de microarranjo tecidual caracterizando três estágios do CaP, sendo 112 casos de CaP localizado, 19 metástases linfonodais e 28 metástases ósseas. As imagens obtidas foram submetidas a um software de análise de imagem digital MacBiophotonics ImageJ do National Institutes of Health, EUA, onde a intensidade de luminescência foi quantificada densitometricamente. O perfil de expressão dos miR-let7c, 100 e 218 foi analisado utilizando o bloco de parafina de 61 pacientes dos 112 pacientes com carcinoma localizado, que foram submetidos a analise protéica por IH. O processamento dos miRNA envolveu três etapas: extração do miRNA com kit específico, geração do DNA complementar e amplificação do miRNA por PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) cujo controle endógeno foi RNU-43 (Applied Biosystems). Os resultados foram analisados usando o método 2-CT. Como controle, utilizamos amostras de tecido com hiperplasia prostática benigna (HPB). Avaliamos a relação entre a expressão dos miRNA e suas proteínas alvo, com o escore de Gleason, estadiamento patológico e evolução da doença considerando recidiva bioquímica, níveis de PSA>0,4 ng/mL, em uma média de seguimento de 77,5 meses. A análise estatística foi realizada através do software SPSS 19.0, utilizamos o test T de Student, Mann-Whitney, Kruskal-Wallis e qui-quadrado. O valor de p foi considerado estatisticamente significante quando inferior na 0,05 em todos os cálculos. Resultados: Observamos uma diminuição de expressão de Ras (p=0,017) e Laminina (p<0,0001) conforme a progressão tumoral do CaP localizado a metástase linfonodal e óssea. Houve um aumento de expressão de Rb (p=0,0361) e aumento da atividade proliferativa avaliada pelo Ki- 67 (p<0,0001). Encontramos ainda uma tendência a relação entre a positividade de expressão de c-Myc com estadiamento patológico pT3 (p=0,070). Todos os miRNA se mostraram superexpressos no CaP localizado. Laminina apresentou uma média de intensidade de expressão maior quanto maior a expressão de miR-218 (p=0,038). Porém os demais miRNA não apresentaram relação de expressão com suas proteínas alvo. Também não houve relação entre a expressão de miRNA e expressão das proteínas por IH com a recidiva bioquímica. Conclusões: Apesar de confirmarmos os nossos achados de superexpressão dos miRNA 100, let7c e 218 no CaP localizado, não houve correlação entre esses e a imunoexpressão de suas proteínas alvo. Demonstramos que houve alteração de imunoexpressão de Ras, Laminina 5 3, Retinoblastoma e Ki-67 de acordo com a progressão tumoral no CaP. E uma maior expressão de c-Myc por IH mostrou uma significância tendência a relacionar-se com tumores não confinados estadiados pT3 / Introduction: Prostate cancer (PCa) is the most common tumor in men and the second leading cause of cancer death in men in Brazil. MicroRNA (miRNA) is a class of small non-coding RNA that plays a key role in the control of gene expression. They are responsible for the control of key processes in the cell and are involved in tumorigenesis in humans. Previously, we demonstrated alterations in the expression profile of miRNA 100, 218 and let7c comparing localized and metastatic carcinomas. The characterization of expression profiles of their target proteins in PCa is crucial to understanding the processes involved in carcinogenesis, giving us the opportunity to discover new diagnostic or prognostic markers, and most importantly to find new targets for the development of innovative therapies. Objective: To analyze the expression of proteins controlled by miR-let7c (Ras, c- Myc and Bub1), miR-100 (Smarca5 and Retinoblastoma) and miR- 218 (Laminin 5 3) and proliferative activity (Ki-67) in prostate cancer with immunohistochemistry using tissue microarrays representing localized PCa, lymph node and bone metastases. To correlate the expression levels of miRNAs with their target proteins. To analyze the expression of miRNAs, proteins and proliferative activity with prognostic factors of prostate cancer and disease progression. Methods: The immunoexpression of Smarca5, Retinoblastoma, Laminin, Ras, c-Myc, Bub1 and Ki-67 was evaluated by IHC by tissue microarray technique featuring three stages of PCa, with 112 cases of localized PCa, 19 lymph node metastases and 28 bone metastases. The images obtained from IHC were submitted to analysis using the digital image software MacBiophotonics ImageJ from the National Institutes of Health, USA, where the intensity of luminescence was quantified densitometrically. We studied the expression profile of the miRNAs in the paraffin blocks of 61 patients out of the 112 patients with localized carcinoma, who underwent protein analysis by IHC. The processing of miRNA involved three steps: extraction of miRNA, generation of complementary DNA and amplification of the miRNA by quantitative real time PCR (qRT-PCR). To analyze the data we used a control endogenous RNU-43. The results were analyzed using the 2-CT formula. As control, we used the tissue from five patients with benign prostate hyperplasia (BPH) submitted to surgery. The relationship between the expression of miRNAs and their target proteins were analyzed as well as their expression with Gleason score, pathological stage and disease progression considered as PSA>0.4 ng/mL in a mean follow-up of 77.5 months. The statistical analysis was performed using SPSS 19.0 software, we used the Student t test, Mann-Whitney test, Kruskal- Wallis and chi-square. The value was considered statistically significant when p0.05. Results: There was a decrease in the expression of Ras (p=0.017) and Laminin (p<0.0001) according to PCa progression from localized to lymph node and bone metastases. There was an increase in the expression of Retinoblastoma (p=0.0361) and an increase in proliferative activity assessed by Ki-67 (p<0.0001). We also found a relationship between the positivity of c-Myc expression with pT3 staged tumors (p=0.070). All miRNAs showed overexpression in PCa samples. Laminin showed a higher expression together with higher expression of miR-218 (p=0.038). The other miRNAs did not show a relationship with protein expression by IHC. There was no correlation between the expression of miRNAs and protein expression by IHC with biochemical recurrence. Conclusions: Although our findings confirm the overexpression of miR-100, 218 and let7c in localized PCa, there was no correlation between their expression and the protein of their target using immunohistochemistry. We demonstrated that there was a change in immunostatining of Ras, Laminin 5 3, Retinoblastoma and Ki- 67 according to tumor progression. The increased expression of c- Myc per IHC showed a significant tendency to relate to tumor unconfined staged pT3

O melanoma cutâneo é a neoplasia de pele de maior mortalidade. A imprevisibilidade de sua evolução é uma de suas características principais, o tratamento do tumor primário é, atualmente, de pouca morbidade e, na doença disseminada, as opções terapêuticas são pouco eficazes. É fundamental a pesquisa de marcadores tumorais que permitam a previsão da evolução, melhor compreensão da patogênese do melanoma e possibilitem a descoberta de alvos moleculares. Nesse contexto, estudos genéticos mostraram a importância da regulação do ciclo celular, especialmente a passagem da fase G1-S. Importantes fatores envolvidos compõem a cascata da proteína Rb (p16, ciclina D1, CDK4 e pRb) e da proteína p53 (p53 e p21). Objetivo: verificar a frequência da expressão de p16, ciclina D1,CDK4, pRb, p53 e p21 em melanomas cutâneos de cabeça, pescoço e tronco e sua relação com prognóstico. Métodos: Estudo retrospectivo envolvendo 46 pacientes (sendo 67,3% homens, idade média 57,7 ± 15,8 anos) com melanoma cutâneo de cabeça, pescoço e tronco que foram tratados pela mesma equipe com seguimento mínimo de dois anos. Foram estudados fatores clínicos (topografia do tumor primário, tempo de seguimento, ocorrência de metástases e óbito relacionado), histopatológicos (tipo histológico, índice de Clark, índice de Breslow) e análise imuno-histoquímica pela técnica de micro-array para as proteínas reguladoras do ciclo celular p16, ciclina D1, CDK4, pRb, p53 e p21. Resultados: Houve proporção igualitária entre as topografias (23 casos em tronco, 23 em cabeça e pescoço). Treze pacientes com Clark I (29,5%), cinco com II (11,3%), 16 com III (36,5%), 10 com IV (22,7%) e nenhum com Clark V. A média das medidas de Breslow foi 0,96 (DP=1,01). O seguimento médio foi de 77 meses (DP=47). Oito dos 46 pacientes (17,3%) tiveram evolução desfavorável, com seis óbitos relacionados. A idade foi mais elevada no grupo com evolução desfavorável (p=0,04). Houve expressão de p16 em 80%, ciclina D1 em 58,9%, CDK4 em 43,5%, pRb em 58,5%, p53 em 53,6% e p21 em 52,3% dos melanomas. Em análise univariada, a expressão do p21 foi relacionada com evolução desfavorável (p=0,04), o que não foi observado com a expressão dos outros marcadores (p>0,05). Conclusão: A expressão da proteína p21 nos melanomas cutâneos de cabeça, pescoço e tronco foi relacionada com evolução desfavorável, o que não ocorreu com outros fatores envolvidos na regulação do ciclo celular / Melanoma is the most lethal skin cancer. The outcome of melanoma is not predictable in most cases. Although the treatment for the primary tumor is well tolerated, there are no effective therapeutic options in disseminated disease. Efforts are being made in the search for tumoral markers that may predict outcome, increase the comprehension of melanoma pathogenesis, and may also help the search for molecular targets. In this issue, genetic studies concerning the regulation of cell cycle, including the G1-S checkpoint, are important. The retinoblastoma protein (pRb) pathway (p16, cyclin D1, CDK4 and pRb) and the p53 pathway (p53 and p21) are part of this regulation. Objectives: to verify the expression of p16, cyclin D1, CDK4, pRb, p53 and p21 in head, neck and trunk melanomas, and its correlation with prognosis. Method: Retrospective study approved by institution ethics committee. Fourtysix head, neck and trunk melanoma patients (67.3% men, mean age 57.7±15.8) treated by a single surgeon with minimum 2-years follow-up were enrolled. Clinical factors (primary tumor location, follow-up period, metastasis or related deaths), pathologic (histological subtype, Clark and Breslow index) and microarray immunohystochemical analysis of the cell cycle proteins p16, cyclin D1, CDK4, pRb, p53 and p21. Results: Location of the primary tumor was equal for head/neck and trunk (50% each). Thirteen patients were classified as Clark I (29.5%), five as Clark II (11.3%), 16 as Clark III (36.5%), 10 as IV (22.7%), none as Clark V. Mean Breslow measure was 0.96±1.01. Mean follow-up was 77±47 months. Eight patients (17.3%) had bad outcome, with six related deaths. Patients with worse outcome had a higher mean age at diagnosis (p=0,04). Expression of p16 was positive in 80%. Cyclin D1 was positive in 58.9%. CDK4 was positive in 43.5%. pRb was positive in 58.5%. p53 was positive in 53.6%. p21 was positive in 52.3%. Univariated analysis showed that p21 expression was related to worse outcome (p=0,04), while the other markers were not (p>0,05). Conclusion: p21 expression in head, neck and trunk melanomas was related to worse outcome. Expression of the other cell cycle regulators proteins was not

Dissertation (Ph.D.)--University of South Florida, 2008. / Title from PDF of title page. Document formatted into pages; contains 181 pages. Includes bibliographical references.

O câncer pediátrico é raro em números absolutos, porém quando comparado às incidências em adultos vem apresentando aumento nas taxas de incidência, exigindo um preparo do sistema de saúde para acompanhamento. Este acompanhamento não pode ser igual ao do adulto, visto que crianças possuem diferenças fisiológicas nas diferentes faixas etárias pediátricas. Sendo assim, estudos de utilização de medicamentos são importantes nesta população, a fim de promover o uso racional dos mesmos, bem como, garantir seu uso seguro e uma terapêutica eficaz. O presente estudo tem por objetivo avaliar as prescrições de antineoplásicos, na unidade de oncologia pediátrica de um hospital universitário de Porto Alegre, identificando os protocolos mais utilizados, e posteriormente contextualizando-os com o preconizado no referencial teórico. Foi realizado um estudo transversal prospectivo envolvendo internações realizadas na unidade de oncologia pediátrica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Foram analisadas 274 internações, das quais 40 eram primeira internação e 234 reinternações. A maioria dos pacientes tinha idade de 0 a 10 anos, uma discreta prevalência do sexo masculino, de raça/cor branca, residentes na mesorregião metropolitana. A principal forma de financiamento das internações foi o público, e a principal causa de internação foi o tratamento, sendo o mais frequente o quimioterápico. Foram analisados os protocolos utilizados durante as internações de pacientes com diagnóstico de Leucemia Linfocítica Aguda, Retinoblastoma e Sarcoma de Ewing. Os protocolos são conjunto de regras criadas a partir de grupos cooperativos ou da indústria farmacêutica, permitindo um maior conhecimento sobre os medicamentos utilizados na pediatria. A oncologia pediátrica com sua particularidade de ser uma doença culturalmente ligada ao óbito possui maior facilidade de estudos deste porte. Porém, ainda são necessários mais estudos de utilização destes medicamentos, a fim de agregar conhecimento aos protocolos de tratamento. / Pediatric cancer is rare in absolute numbers, but when compared to the incidence in adults has shown an increase in incidence rates, requiring a prepared system health for following. Pediatrics treatment can’t be the same as that of adults, because children have different physiological differences in pediatric age groups. Studies of medication use in this population are very important in order to promote the rational use of drugs, as well as to guarantee their safe use and effective therapy. The present study aims to evaluate the anticancer prescriptions in pediatric oncology unit of a university hospital in Porto Alegre, identifying the most used protocols, and contextualizing them later with the recommendations in the theoretical framework. A prospective cross-sectional study involving hospital admissions in the pediatric oncology unit of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) was performed. We analyzed 274 admissions, which 40 were first admission and 234 were readmissions. These admissions most patients were aged 0 to 10 years, white race, a slight male prevalence, residing in Metropolitan Mesoregion. The financing the hospital admissions was public, and the maining cause of hospitalization was treatment, the most frequent being the chemotherapy. We analyzed the protocols used during the admissions of patients diagnosed with Acute Lymphocytic Leukemia, Retinoblastoma and Ewing's Sarcoma. Protocols are studies that allow a greater knowledge about medicines for pediatric use. The pediatric oncology with its characteristic of being a disease has culturally linked with death ease of studies of this size. However, more studies of medication use are still needed to use these drugs in order to knowledge to the treatment protocols.

O câncer pediátrico é raro em números absolutos, porém quando comparado às incidências em adultos vem apresentando aumento nas taxas de incidência, exigindo um preparo do sistema de saúde para acompanhamento. Este acompanhamento não pode ser igual ao do adulto, visto que crianças possuem diferenças fisiológicas nas diferentes faixas etárias pediátricas. Sendo assim, estudos de utilização de medicamentos são importantes nesta população, a fim de promover o uso racional dos mesmos, bem como, garantir seu uso seguro e uma terapêutica eficaz. O presente estudo tem por objetivo avaliar as prescrições de antineoplásicos, na unidade de oncologia pediátrica de um hospital universitário de Porto Alegre, identificando os protocolos mais utilizados, e posteriormente contextualizando-os com o preconizado no referencial teórico. Foi realizado um estudo transversal prospectivo envolvendo internações realizadas na unidade de oncologia pediátrica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Foram analisadas 274 internações, das quais 40 eram primeira internação e 234 reinternações. A maioria dos pacientes tinha idade de 0 a 10 anos, uma discreta prevalência do sexo masculino, de raça/cor branca, residentes na mesorregião metropolitana. A principal forma de financiamento das internações foi o público, e a principal causa de internação foi o tratamento, sendo o mais frequente o quimioterápico. Foram analisados os protocolos utilizados durante as internações de pacientes com diagnóstico de Leucemia Linfocítica Aguda, Retinoblastoma e Sarcoma de Ewing. Os protocolos são conjunto de regras criadas a partir de grupos cooperativos ou da indústria farmacêutica, permitindo um maior conhecimento sobre os medicamentos utilizados na pediatria. A oncologia pediátrica com sua particularidade de ser uma doença culturalmente ligada ao óbito possui maior facilidade de estudos deste porte. Porém, ainda são necessários mais estudos de utilização destes medicamentos, a fim de agregar conhecimento aos protocolos de tratamento. / Pediatric cancer is rare in absolute numbers, but when compared to the incidence in adults has shown an increase in incidence rates, requiring a prepared system health for following. Pediatrics treatment can’t be the same as that of adults, because children have different physiological differences in pediatric age groups. Studies of medication use in this population are very important in order to promote the rational use of drugs, as well as to guarantee their safe use and effective therapy. The present study aims to evaluate the anticancer prescriptions in pediatric oncology unit of a university hospital in Porto Alegre, identifying the most used protocols, and contextualizing them later with the recommendations in the theoretical framework. A prospective cross-sectional study involving hospital admissions in the pediatric oncology unit of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) was performed. We analyzed 274 admissions, which 40 were first admission and 234 were readmissions. These admissions most patients were aged 0 to 10 years, white race, a slight male prevalence, residing in Metropolitan Mesoregion. The financing the hospital admissions was public, and the maining cause of hospitalization was treatment, the most frequent being the chemotherapy. We analyzed the protocols used during the admissions of patients diagnosed with Acute Lymphocytic Leukemia, Retinoblastoma and Ewing's Sarcoma. Protocols are studies that allow a greater knowledge about medicines for pediatric use. The pediatric oncology with its characteristic of being a disease has culturally linked with death ease of studies of this size. However, more studies of medication use are still needed to use these drugs in order to knowledge to the treatment protocols.

O câncer pediátrico é raro em números absolutos, porém quando comparado às incidências em adultos vem apresentando aumento nas taxas de incidência, exigindo um preparo do sistema de saúde para acompanhamento. Este acompanhamento não pode ser igual ao do adulto, visto que crianças possuem diferenças fisiológicas nas diferentes faixas etárias pediátricas. Sendo assim, estudos de utilização de medicamentos são importantes nesta população, a fim de promover o uso racional dos mesmos, bem como, garantir seu uso seguro e uma terapêutica eficaz. O presente estudo tem por objetivo avaliar as prescrições de antineoplásicos, na unidade de oncologia pediátrica de um hospital universitário de Porto Alegre, identificando os protocolos mais utilizados, e posteriormente contextualizando-os com o preconizado no referencial teórico. Foi realizado um estudo transversal prospectivo envolvendo internações realizadas na unidade de oncologia pediátrica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Foram analisadas 274 internações, das quais 40 eram primeira internação e 234 reinternações. A maioria dos pacientes tinha idade de 0 a 10 anos, uma discreta prevalência do sexo masculino, de raça/cor branca, residentes na mesorregião metropolitana. A principal forma de financiamento das internações foi o público, e a principal causa de internação foi o tratamento, sendo o mais frequente o quimioterápico. Foram analisados os protocolos utilizados durante as internações de pacientes com diagnóstico de Leucemia Linfocítica Aguda, Retinoblastoma e Sarcoma de Ewing. Os protocolos são conjunto de regras criadas a partir de grupos cooperativos ou da indústria farmacêutica, permitindo um maior conhecimento sobre os medicamentos utilizados na pediatria. A oncologia pediátrica com sua particularidade de ser uma doença culturalmente ligada ao óbito possui maior facilidade de estudos deste porte. Porém, ainda são necessários mais estudos de utilização destes medicamentos, a fim de agregar conhecimento aos protocolos de tratamento. / Pediatric cancer is rare in absolute numbers, but when compared to the incidence in adults has shown an increase in incidence rates, requiring a prepared system health for following. Pediatrics treatment can’t be the same as that of adults, because children have different physiological differences in pediatric age groups. Studies of medication use in this population are very important in order to promote the rational use of drugs, as well as to guarantee their safe use and effective therapy. The present study aims to evaluate the anticancer prescriptions in pediatric oncology unit of a university hospital in Porto Alegre, identifying the most used protocols, and contextualizing them later with the recommendations in the theoretical framework. A prospective cross-sectional study involving hospital admissions in the pediatric oncology unit of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) was performed. We analyzed 274 admissions, which 40 were first admission and 234 were readmissions. These admissions most patients were aged 0 to 10 years, white race, a slight male prevalence, residing in Metropolitan Mesoregion. The financing the hospital admissions was public, and the maining cause of hospitalization was treatment, the most frequent being the chemotherapy. We analyzed the protocols used during the admissions of patients diagnosed with Acute Lymphocytic Leukemia, Retinoblastoma and Ewing's Sarcoma. Protocols are studies that allow a greater knowledge about medicines for pediatric use. The pediatric oncology with its characteristic of being a disease has culturally linked with death ease of studies of this size. However, more studies of medication use are still needed to use these drugs in order to knowledge to the treatment protocols.

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La thérapie photodynamique (PDT) constitue une approche prometteuse pour le traitement de tumeurs cancéreuses accessibles à la lumière, en particulier pour la réduction des effets indésirables comparés à la chimiothérapie classique. Particulièrement intéressante pour le traitement du rétinoblastome, cancer le plus fréquent chez le jeune enfant, elle nécessite le développement de nouveaux photosensibilisateurs dont la structure est mieux adaptée aux spécificités des cellules ciblées. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié des dérivés porphyriniques à structure dendrimérique pour amplifier leur caractère amphiphile et créer un cluster de sucres. Cette structure pourrait favoriser la reconnaissance de ces molécules par des récepteurs membranaires, interactions déjà mises en évidence grâce à des modèles membranaires artificiels. L'objectif de cette thèse était de déterminer les mécanismes d'interactions spécifiques et non spécifiques de ces molécules avec la membrane plasmique et de valider la pertinence des modèles artificiels. Si la culture cellulaire s'est avérée inadaptée pour cette détermination, une approche innovante utilisant une microbalance à cristal de quartz et des expériences de cytométrie en flux ont confirmé la capacité des porphyrines dendrimériques à interagir avec un ou plusieurs récepteurs spécifiques. Une analyse de la composition lipidique des membranes cellulaires de la lignée Y79 et de deux xénogreffes a été également entreprise afin de mieux caractériser ces membranes et de contribuer à l'élaboration d'un modèle lipidique artificiel davantage biomimétique du rétinoblastome. / Photo Dynamic Therapy (PDT) is a promising alternative treatment against solid tumors reachable to light with less side-effects than classical chemotherapies. Its efficacy mainly relies on the physicochemical properties of a photosensitizer (PS), and its penetration into tumour cells. PDT is particularly interisting for the treatment of retinoblastoma, a malignant intraocular tumor affecting young children. Consequently, new photosensitizers need to be created. Since PS uptake may be ease by the over-expression of a mannose receptor at the surface of retinoblastoma cells, amphiphilic dendrimeric porphyrins grafted with mannose groups have been synthetised. Model membranes allow the identification of structural parameters controlling the passive penetration of porphyrins into cells. Specific interactions have been previously shown between these porphyrins and a model membrane grafted with a lectin (Concanavalin A) mimicking the mannose receptor on the retinoblastoma cell membrane. In this work we aimed at i) assessing the relevance of the membrane model with biological studies (cell culture and flow cytometry) and ii) improve the model with a lipidomic analysis of retinoblastoma cells and xenografts. Cell culture revealed to be unsuitable for our studies. To overcome this, we used an innovative approach in which retinoblastoma cells were immobilized onto the sensor of a quartz crystal microbalance (QCM-D). We fully confirmed the results achieved with the artificial membrane model. Since the composition of a membrane plays a crucial role, a lipidomic analysis of Y79 cell and xenografts membranes has been performed. Phospholipids and cholesterol have been identified and quantified with LC-DEDL and GC-MS. The feedback from these experiments not only provided useful information about the differences in lipidic composition of these membranes, but also allowed us to refine the lipidic composition of our models.

Les lipides « switch » - bascules - appartiennent à la famille des matériaux sensibles à un stimulus. Quand ces lipides bascules sont incorporés aux nanoparticules lipidiques (LNP), ils permettent la délivrance contrôlée grâce à un changement de conformation activé par une baisse de pH. Des expériences précédentes avaient démontré que les LNP bascules ont transfecté le petits ARN interférents (siRNA) in vitro et in vivo, silençant la protéine fluorescente verte (GFP) et la protéine hépatique Facteur VII, respectivement. La double administration de micro ARN (miRNA) et d'agent anticancéreux melphalan a également été réalisée par les LNP bascule sur un modèle de rétinoblastome murin. Ces résultats prometteurs nous ont encouragé à élargir les applications de LNP bascules en tant que vecteur de siRNA. De plus, le mécanisme par lequel les LNP bascules induisent la déstabilisation de la membrane et la libération de matériaux encapsulé au milleu acide reste obscur. La compréhension de ce mécanisme est cruciale pour cerner les avantages et les limites des LNP bascules, pour proposer des futures applications et pour prévenir leur toxicité. Dans ce mémoire, nous avons comme objectif d’évaluer le potentiel des LNP bascules pour le traitement du cancer. Nous avons évalué les LNP bascules comme vecteur de livraison du siRNA ciblant l'une des protéines cancéreuses les plus spécifiques découvertes à ce jour, la survivine. En parallèle, nous avons étudié le comportement biophysique des membranes contenant des lipides bascules dans des vésicules de taille micromètrique. Dans la première étude, nous avons démontré que les LNP bascules ont permis le silençage de la survivine dans une gamme de lignées cellulaires cancéreuses (poumon, cervical, ovaire, sein, côlon, rétinoblastome). Dans les cellules du rétinoblastome humain (Y79), nous avons examiné plusieurs agents cytotoxiques utilisés en clinique quant à leur synergie avec le silençage de la survivine: melphalan, topotécan, téniposide et carboplatine. Le prétraitement avec les LNP chargées de siRNA-survivine a amélioré de manière synergique la cytotoxicité du carboplatine et du melphalan mais dans une moindre mesure celle du topotécan et du téniposide. Cet effet était spécifique aux cellules cancéreuses car les cellules saines (ARPE.19) n'exprimaient pas de survivine. L'inhibition de la survivine par silençage de siRNA s'est révélée plus spécifique et moins dommageable pour les cellules saines (ARPE.19) que le YM155, un inhibiteur moléculaire de la survivine. Dans la deuxième étude, nous avons observé par microscopie confocale que les lipides bascules induisaient rapidement le stress, la fission et une courbure positive dans les membranes des vésicules unilamellaires géantes lorsqu'elles étaient exposées à des conditions acides. La dynamique de la membrane a été confirmée par des expériences de diffusion dynamique de la lumière (DLS) et de fuite de calcéine. Ces phénomènes ont également été observés lorsque des lipides bascules ont été incorporés dans une membrane hybride polymère/lipide, fournissant des propriétés sensibles au pH aux vésicules hybrides. À notre connaissance, c'est la première fois qu'une vésicule hybride sensible au pH est reportée. Nos résultats corroborent l'applicabilité des LNP bascules en tant qu'agents de vectorisation des siRNA pour le traitement du cancer grâce au silençage de la survivine, en particulier comme adjuvant à la chimiothérapie. L'investigation biophysique a révélé que les lipides bascules agissent sur la fluidité de la membrane, en particulier à pH acide. Cette sélectivité en pH garantit leur biocompatibilité à pH neutre ainsi que la libération efficace et rapide de leur cargo à pH acide. La compatibilité avec les vésicules hybrides polymère/lipide ouvre de nouvelles applications au niveau de vésicules biomimétiques et l'administration de médicaments. / Cationic switchable lipids belong to the class of stimuli-responsive materials. When incorporated in lipid nanoparticles (LNP), switchable LNP promote pH-triggered delivery of payload based on a molecular switch mechanism. Previous studies have demonstrated that switchable LNP successfully delivered small interferring RNA (siRNA) in vitro and in vivo, promoting the silencing of a reporter Green Fluorescencen Protein (GFP) protein and liver-produced factor VII, respectively. Dual delivery of micro RNA (miRNA) and anticancer agent melphalan was also achieved through switchable LNP in a retinoblastoma rat model. These promising results encouraged us to enlarge the applications of switchable LNP as siRNA carrier. Moreover, the mechanism whereby switchable LNP mediate acid-triggered membrane destabilization and, thus, payload release remains elusive. Understanding this mechanism is crucial to draw the advantages and limitations of switchable LNP, and to tailor their future applications and prevent their potential toxicity. In this dissertation, we aimed to further understand the potential of switchable LNP for cancer treatment. We assessed switchable LNP as a siRNA delivery carrier by targeting one of the most specific cancer protein discovered to date, survivin. Meanwhile, we investigated the biophysical behavior of switchable-lipid containing membranes in micron-sized vesicles. In the first study, we demonstrated that switchable LNP efficiently silenced survivin in a range of cancer cell line models (lung, cervical, ovary, breast, colon, retinoblastoma). In retinoblastoma (RB) cells (Y79), several clinically used cytotoxic agents were screened for their synergy with survivin silencing: melphalan, topotecan, Teniposide, and carboplatin. Pretreatment with LNP loaded with siRNA targeted against survivin synergistically enhanced the cytotoxicity of carboplatin and melphalan but in lesser extent topotecan and teniposide. This effect was specific to cancer cells since healthy cells (ARPE.19) did not express survivin. Survivin inhibition through siRNA silencing revealed more specific and less damageable for healthy cells (ARPE.19) than a molecular approach, such as YM155. In the second study, we observed by confocal microscopy that switchable lipids rapidly induced stress, fission, and positive curvature in giant unilamellar vesicles’ membranes when submitted to acidic conditions. The membrane dynamics was confirmed by dynamic light scattering and calcein leakage experiments. Remarkably, these phenomena were also observed when switchable lipids were embedded into a hybrid polymer/lipid membrane, providing pH-sensitive properties to hybrid vesicles. To the best of our knowledge, this is the first time a pH-sensitive hybrid vesicle is reported. Our findings corroborate with the applicability of switchable LNP as siRNA delivery agents for cancer treatment through survivin silencing, especially as an adjuvant to chemotherapy. The biophysical investigation revealed that the switchable lipids act on the membrane fluidity, specifically at acidic pH. This pH selectivity guarantees their biocompatibility at neutral pH as well as its efficient and quick release of their cargo at acidic pH. Their compatibility with hybrid polymer/lipid vesicles opens new applications in biomimetic vesicles and drug delivery.