Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Les agents antipsychotiques sont, depuis plus de 50 ans, les médicaments utilisés pour traiter les symptômes reliés à la schizophrénie. Malheureusement, ces drogues sont reconnues pour provoquer des effets secondaires divers importants et ont une efficacité mitigée. Même si ces médicaments font l'objet d'études intensives depuis plusieurs années, les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les effets thérapeutiques et la production d'effets secondaires indésirables sont encore mal connus. Récemment, un facteur de transcription membre de la grande famille des récepteurs nucléaires, nommé Nur77, a été identifié comme un candidat potentiellement impliqué à la fois dans les effets antipsychotiques ainsi que dans la production des effets secondaires. Cette hypothèse provient principalement de trois prémices : 1) les agents antipsychotiques induisent fortement Nur77 dans des structures cérébrales associées à l'effet antipsychotique et aux effets secondaires, 2) certains effets indésirables des antipsychotiques (e.g catalepsie) sont altérés dans les souris déficientes en Nur77 et 3) les souris déficientes en Nur77 montrent des signes suggérant une atteinte des voies cérébrales associées au développement des psychoses. À ce jour, les cascades signalétiques qui mènent à l'induction de Nur77 suite à un traitement aux antipsychotiques sont encore inexplorées. Le but de cette étude est de 1) caractériser le patron d'induction de Nur77, Nor-1 et Nurrl (récepteurs nucléaires de la famille des Nurs) suite à un traitement aux antipsychotiques typiques et atypiques et 2) identifier les sous-types de récepteurs membranaires impliqués dans l'induction de Nur77 après un traitement aux antipsychotiques. Nos travaux indiquent d'une part que les antipsychotiques typiques et atypiques modulent différemment l'expression de Nur77 dépendamment de leur affinité pour les récepteurs D2 et 5-HT2A- D'autre part, l'induction de Nur77 par les antipsychotiques semble être dépendante des récepteurs NMDA indiquant que cette induction pourrait être indirecte et ne se ferait pas par l'intermédiaire des récepteurs D2 post-synaptiques des neurones épineux moyens. Une meilleure compréhension de l'implication des Nurs dans les effets des antipsychotiques est indispensable pour éclaircir le mécanisme d'action encore inexploré de ces drogues. La caractérisation des voies signalétiques menant à l'induction de Nur77 pourrait éventuellement mener à la découverte de meilleures cibles pharmacologiques pour traiter les symptômes de la schizophrénie et améliorer la qualité de vie des patients schizophrènes. / Antipsychotic drugs have been extensively used in the treatment of schizophrenia symptoms. Unfortunately, these drugs are known to produce important side effects and their clinical efficacy is still a matter of debate. Recently, a transcription factor member of the nuclear receptors superfamily, namely Nur77, has been implicated in antipsychotic drugs action. To this day, intracellular signaling events that lead to Nur77 induction after antipsychotic drugs administration are still unexplored. The aim of the present study is to understand the implication of Nurs (Nurrl, Nur77 and Nor-1) in the action of antipsychotic drugs and to characterize signaling pathways involved in the induction of Nur77 following treatment with antipsychotic drugs. A better understanding of the molecular and cellular events leading to Nur77 induction after antipsychotic drug treatment might shed light on new pharmacological targets to treat schizophrenia symptoms.

Malgré les avancées pharmacologiques, le cancer demeure un problème de santé publique majeur, puisqu’il est responsable d‘un quart des décès en Amérique du nord. La chimiothérapie est une option thérapeutique utilisée comme traitement principal, néo-adjuvant ou adjuvant. Dans plusieurs cas, les médicaments, pas assez sélectifs, s’attaquent aux cellules cancéreuses et aux cellules normales. Ceci engendre plusieurs effets secondaires qui, en plus du cancer lui même, altèrent la qualité de vie des patients. De plus, vu les maintes récidives de cancers et leurs résistances aux agents chimiothérapeutiques, il est nécessaire de développer de nouveaux actifs médicamenteux qui offriront seuls ou en combinaison avec les médicaments déjà existants, de nouvelles options thérapeutiques aux patients. Dans la première partie de cette thèse consacrée à la chimiothérapie anticancéreuse, nous avons dans un premier temps évalué l’activité antitumorale d’un aminostéroïde (RM-133) sur deux modèles de xénogreffes de cancers agressifs à mauvais pronostic (ovaire et pancréas). Après des études de pharmacocinétique couplées à des tests de formulation, le composé RM-133 a bloqué de 63% la prolifération des tumeurs du pancréas (PANC-1) et de 100% celle des tumeurs de l’ovaire (OVCAR-3). Ce composé et 6 autres ont été testés sur 9 lignées cellulaires cancéreuses et 9 modèles cellulaires de cellules non-cancéreuses. Il s’en est dégagé une sélectivité d’action des aminostéroïdes testés vis à vis les cellules normales, dont le modèle de cellules rénales RPTEC qui est un modèle d’évaluation de la toxicité médicamenteuse. De plus, in vitro, la combinaison du RM-133 à la doxorubicine ou à la carboplatine suggère une interaction additive quant à leurs activités antiprolifératives sur les cellules OVCAR-3. L’étude mécanistique de ce composé a révélé qu’il engendre l’apoptose via la voie extrinsèque par activation de la caspase 8 et serait aussi un aggravateur du stress du réticulum endoplasmique, induisant ainsi l’apoptose par médiation de la voie intrinsèque. Une autre série d’aminostéroïdes éthynylés en position C-17 (analogues au RM-133) a été synthétisée grâce à un nouvel outil de synthèse chimique par ancrage sur support solide. Les composés des 3 librairies synthétisées ont été criblés afin d‘évaluer leur activité antiproliférative sur 2 lignées cellulaires de leucémie (HL-60 et JURKAT). De cette étude des relations structure-activité, un des composés portant le noyau azétidine s’est révélé être le plus efficace. Cette nouvelle méthodologie a alors été validée comme outil efficace pour la synthèse de nouveaux aminostéroïdes ethynylés actifs. La deuxième partie de cette thèse traite du développement d’inhibiteurs de la 17β-hydroxystéroïde déshydrogenase de type 3 (17β-HSD3). Les androgènes jouent un rôle clé dans l’évolution du cancer de la prostate hormono-sensible et l’isoforme 3 de la 17β-HSD catalyse la dernière étape dans la biosynthèse de ces androgènes actifs. Une nouvelle famille de 3-spiromorpholinone et 3-spirocarbamate, des dérivés de l’androstérone portant des groupements hydrophobes diversifiés, a été synthétisée et l’activité biologique des différents composés évaluée dans un premier temps avec une fraction microsomale d’un homogénat de testicules de rat comme source d’enzyme (17β-HSD3). Après criblage, le sulfonamide 7e21 et le carboxamide 7e22 se sont révélés comme deux candidats intéressants. Leurs activités inhibitrices 17β-HSD3 étaient de l’ordre du nanomolaire et ces composés ne présentaient pas d’activité androgénique. Cependant, l’activité inhibitrice de tous les composés a été réduite lorsque, dans un deuxième temps, nous avons utilisé un modèle cellulaire artificiel du cancer de la prostate [cellules intactes LNCaP surexprimant la 17β-HSD3 (LNCaP [17β-HSD3]). Par ailleurs, nous avons pour la première fois, évalué l’activité in vivo du composé RM-532-105 (inhibiteur de 17β-HSD3), sur deux xénogreffes de cellules du cancer de la prostate sensibles aux androgènes (LAPC-4 et LNCaP [17β-HSD3]). Ce composé n'a pas inhibé la croissance tumorale induite par le 4-androstène-3,17-dione (4-dione) et les concentrations tumorales de testostérone (T) et de dihydrotestostérone ont augmentées. Ceci traduirait l’existence de voies de contournement pour la synthèse des androgènes, sous l’action d’autres isoformes des 17β-HSDs, au sein des tumeurs. Par ailleurs, l’activité 5α-réductase a été identifiée comme celle métabolisant de façon prédominante le 4-dione en 5α-androstane-3,17-dione dans des cellules LAPC-4. Enfin, nous avons conçu et synthétisé le premier inhibiteur de la 17β-HSD3 renfermant un fluorophore, le dansyl (composé 3). Cet inhibiteur fluorescent traverse la membrane cellulaire, conserve ses propriétés fluorescentes et est distribué à l'intérieur des cellules LNCaP [17β-HSD3], où il inhibe la transformation de 4-dione en T. / Despite pharmacological improvements, cancer remains a major public health hazard, since it is responsible for a quarter of deaths in North America. Chemotherapy is often considered for primary, neoadjuvant or adjuvant cancer therapy. In many cases, due to their poor selectivity, drugs attack both the cancerous and normal cells. This causes several side effects, which, in addition to cancer itself, deteriorate patient's quality of life. In addition, due to cancer relapses and drug resistance, the development of new drugs that offer alone or in combination with existing drugs, new therapeutic options is needed. The first part of this thesis is dedicated to cancer chemotherapy. We initially evaluated the antitumor activity of an aminosteroid derivative (RM-133) on two xenograft models of aggressive cancers with poor prognosis (ovary and pancreas). Following pharmacokinetic studies coupled to formulation tests, RM-133 blocked by 63% the proliferation of pancreas (PANC-1) tumors and 100% of ovarian (OVCAR-3) tumors. This compound and 6 other were tested on nine cancer cell lines and 9 other non-cancerous cells models. A selectivity of action of aminosteroids tested against normal cells emerged, including the model of renal RPTEC cell which is used to study drug toxicity. In addition, in vitro, the combination of RM-133 with doxorubicin or carboplatin suggests an additive interaction, as far as their antiproliferative activities on OVCAR-3 cells is concerned. The mechanistic study of this compound revealed that it triggers apoptosis via the extrinsic pathway by the activation of caspase 8 and would also be an endoplasmic reticulum stress aggravator. As such, inducing apoptosis through the intrinsic apoptosis pathway. Other series of aminosteroids ethynylated at position C-17, similar to RM-133, were synthesized using a new chemical synthesis tool for anchoring on solid support. The synthesized compounds of 3 libraries were screened to assess their antiproliferative activity on two leukemia cell lines (HL-60 and JURKAT). Studying the structure-activity relationship, one of the compounds bearing the azetidine moiety was found to be the most active. This new methodology has then been validated as an effective tool for the synthesis of new ethynylated aminosteroids. The second part of this thesis deals with the development of 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 3 (17β-HSD3) inhibitors. In fact, androgens play a key role in the evolution of hormone-sensitive prostate cancer and isoform 3 of the 17β-HSD catalyzes the last step in the biosynthesis of these active androgens. A new family of androstenone derivatives (3-spiromorpholinone and 3-spirocarbamate) carrying several hydrophobic groups has been synthesized and their biological activity evaluated, in a first time with a microsomal fraction of a rat homogenated testis as source of enzyme (17β-HSD3). After screening, the compounds 7e21 (sulfonamide) and 7e22 (carboxamide) emerged as two interesting candidates. Their 17β-HSD3 inhibitory activities were in the nanomolar range and these compounds showed no androgenic activity. However, the inhibitory activity of all the libraries compounds was reduced when, in a second step, we used an artificial cellular model of prostate cancer, intact LNCaP cells overexpressing 17β-HSD3 (LNCaP [17β-HSD3]). Moreover, for the fist time, we evaluated the in vivo activity of the compound RM-532-105 (inhibitor of 17β-HSD3) on two cell xenograft models of androgen sensitive prostate cancer (LNCaP and LAPC-4 [17β-HSD3] cells). This compound did not inhibit tumor growth induced by 4-androstene-3,17-dione (4-dione) and tumor concentrations of testosterone (T) and dihydrotestosterone increased. This could reveal the existence of alternative pathways for the biosynthesis of androgens, under the action of other 17β-HSD isoforms, within tumors. Moreover, the 5α-reductase activity has been identified as predominantly metabolizing 4-dione into 5α-androstane-3,17-dione in LAPC-4 cells. Finally, we designed and synthesized the very first inhibitor of 17β-HSD3 containing a dansyl fluorophore, (compound 3). This fluorescent inhibitor passes through the cell membrane, keeps its fluorescent properties and is distributed within the LNCaP [17β-HSD3] cells, where it inhibits the conversion of 4-dione into T.

Nous avons étudié la régulation par les stéroïdes de la prolifération des cellules de la lignée de cancer du sein humain ZR-75-1. Les stéroïdes C l9~A5 surrénaliens exercent une action estrogénique chez ces cellules dont le A s-androstène-3p,17f}-diol (A5-diol) semble être l'unique agent responsable . Les stéroïdes C lg-A5 surrénaliens, et en particulier le A 5-diol, sont estérifiés à des acides gras à chaîne longue qui conduisent à la séquestration intracellulaire de ces stéroïdes, et représentent la forme majeure sous laquelle on les retrouve chez les cellules ZR-75-1. Les androgènes inhibent fortement la prolifération de cette lignée via leur interaction avec le récepteur des androgènes et antagonisent l'effet mitogénique des estrogènes. Une partie de ce dernier effet peut être attribué à la suppression observée de l'expression du récepteur des estrogènes par l'activité spécifique des androgènes. L'interaction des progestatifs avec les récepteurs de la progestérone conduit à une inhibition de l'effet mitogénique des estrogènes et à une augmentation des récepteurs de l'insuline chez les cellules ZR-75-1, et l'insuline renverse complètement ces effets à des concentrations physiologiques. Les progestatifs synthétiques exercent tous une action androgénique plus ou moins marquée sur les cellules ZR-75-1 accompagnée d'un potentiel antiandrogénique inversement proportionnel. L'activité progestative propre de ces composés est inversement proportionnelle à leur activité androgénique, possiblement à cause de la suppression du récepteur de la progestérone par la composante androgénique. Ces ‘stéroïdes exercent aussi des effets antiprolifératifs spécifiquement dûs à leur interaction avec le récepteur des glucocorticoïdes. La noréthindrone et le norgestrel, deux progestatifs synthétiques utilisés pour la contraception orale, ont en plus un potentiel estrogénique probablement dû à une activation métabolique. Chez les cellules ZR-75-1, 1'antiestrogène stéroïdien ICI164384 exerce des effets purement antagonistes alors que deux antiestrogènes non stéroïdiens différents ont une activité agoniste partielle. L'interaction de l'ICI164384 avec le récepteur des estrogènes est rapidement réversible, contrairement à celle observée avec les antiestrogènes non stéroïdiens.

Contexte: L’inactivation des androgènes est majoritairement régulée par des enzymes du métabolisme de la famille des UDP-glucuronosyltransferase (UGT). Ce procédé métabolique permet de contrôler la biodisponibilité des hormones stéroïdiennes systémiques et locales. Objectif : L’objectif était d’étudier la relation entre l’expression de l’enzyme UDP-glucuronosyltransferase 2B polypeptide 28 (UGT2B28), impliquée dans la biotransformation des hormones, avec les niveaux hormonaux circulants, et les caractéristiques clinico-pathologiques dans le cancer de la prostate (CaP). Conception et participants : Nous avons utilisé dans cette étude la technique d’immunohostochimie à grande échelle (tissue microarray) sur les tissus de 239 patients ayant un CaP localisé. L’étude des 51 patients additionnels ne possédant pas l’enzyme UGT2B28 dans leur génome, a été effectuée pour confirmer l’importance de cette enzyme sur les niveaux hormonaux circulants. Résultats : La surexpression de l’enzyme UGT2B28 a été associée à des niveaux d’antigène prostatique spécifique (APS) au diagnostic plus faibles, à un score de Gleason plus élevé, à des marges et statuts nodaux positifs, et fut associée de façon indépendante au risque de progression. La surexpression de l’enzyme fut également associée à des niveaux circulants de testostérone (T) et dihydrotestostérone (DHT) plus élevés. Les patients n’exprimant pas le gène UGT2B28 avaient des niveaux plus bas de T (19%), de DHT (17%), de métabolites glucuronidés (18-38%), et des niveaux plus élevés du précurseur surrénalien androsténédione (36%). Conclusion : L’enzyme UGT2B28 modifie les niveaux circulants de T et DHT, et sa surexpression est associée avec un CaP à plus haut grade. Notre étude a permis de découvrir un nouveau rôle d’UGT2B28, celui de régulateur de la stéroïdogenèse, et a souligné l’interconnexion entre les capacités de biotransformation hormonale des cellules cancéreuses, des niveaux hormonaux, des caractéristiques clinicopathologiques et du risque de progression. / Background : Androgen inactivation occurs mainly through the glucuronidation conjugative reaction mediated by UDP-glucuronosyltransferases (UGTs). This metabolic process is involved in the control of systemic and local androgen bioavailability. Objective : To examine the relationship among expression of the androgen-inactivating UGT2B28 enzyme, circulating steroid hormone levels, and clinical phenotype in prostate cancer (PCa). Design, setting, and participants : We conducted an analysis of a high-density prostate tumor tissue microarray consisting of 239 localized PCa cases. The study of 51 additional PCa patients with no copies of UDP glucuronosyltransferase 2B subfamily, polypeptide B28 (UGT2B28) in their genomes was performed to confirm the importance of the enzyme on circulating hormone levels. Outcome measurements and statistical analysis : Steroid hormones were measured by mass spectrometry. Multivariate Cox proportional hazard models assessed the influence of UGT2B28 on progression, and general linear model regression evaluated variations in hormone levels. Results and limitations : Tumor overexpression of UGT2B28 was associated with lower prostate-specific antigen levels at diagnosis, higher Gleason scores, margin and nodal invasion status, and it was shown to be an independent prognostic factor associated with progression. Enzyme overexpression correlated with 30% higher circulating levels of testosterone (T) and dihydrotestosterone (DHT). Patients with no copies of UGT2B28 in their genomes have lower levels of T (19%), DHT (17%), its glucuronide metabolites (18–38%), and enhanced levels of the adrenal precursor androstenedione (36%). Conclusions : The UGT2B28 steroid-inactivating pathway modifies circulating T and DHT levels, and UGT2B28 overexpression is associated with high-grade PCa. Our work has uncovered the role of UGT2B28 as a regulator of steroidogenesis and underscores the interconnectivity among the steroid-inactivation capacity of cancer cells, hormone levels, disease characteristics, and the risk of cancer progression.

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

With the object of synthesizing nucleo-hetero steroids of potential biological interest and of correlating chemical structure and biological activity in this field, we undertook a program on the synthesis of 11-oxa and 11-aza steroids... / Montréal Trigonix inc. 2018

Dans la première partie de cette thèse, nous avons démontré la faisabilité de produire des anticorps monoclonaux contre la progestérone à partir de cellules de myélome de souris et de souris immunisée contre la progestérone liée à 1'albumine sérique de boeuf. Nous avons obtenu des anticorps monoclonaux que nous avons comparé à des anticorps polyclonaux selon deux méthodes d'immunoétalonnage, le dosage radioimmunologique et le dosage immunoenzymatique par bioluminescence. Nous avons constaté que dans le dosage radioimmunologique, 1’interaction d'anticorps monoclonaux avec le marqueur iodé est différente de celle observée entre les anticorps polyclonaux et le marqueur iodé. Nous avons pour la première fois observé que la sensibilité de ce dosage avec les anticorps monoclonaux est proportionnelle à la dilution de 1’anticorps. Un dosage radioimmunologique très sensible peut donc être obtenu aussi bien avec un traceur homologue qu'avec un traceur hétérologue. Les méthodes de dosage par bioluminescence sont aussi sensibles que les dosages par radioactivité et cette méthode permet d'éliminer l'étape de séparation de la fraction liée et celle non liée. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié les conjugués stéroïdes-glucuronides dans le but de déterminer si ces métabolites pouvaient fournir une information pertinente sur les transformations des stéroïdes-C19 en périphérie. Nous avons donc mesuré les concentrations plasmatiques de stéroïdes et de leur dérivé glucuronide en fonction de l'âge et en fonction de différentes pathologies telles que 1'hirsutisme et l’hyperplasie bénigne de la prostate. De plus, nous avons déterminé l'effet du Flutamide sur les niveaux de stéroïdes-glucuronides circulants chez des patients castrés atteints d'un cancer de la prostate traités avec le Elutamide. Les 5α-stéroïdes-C19-glucuronides(androstérone-glucuronide et androstane-3α, 17β diol-glucuronide) sont présents en plus grande concentration que leur correspondant non conjugué. Les résultats obtenus ont également démontré que chez l'homme, 1'androstérone-glucuronide est le dérivé glucuronidé dont les concentrations sériques sont les plus élevées. Ces stéroïdes conjugués sont donc plus faciles à déterminer et sont un meilleur reflet du métabolisme des stéroldes-C19 surrénaliens et testiculaires. Nous constatons de plus que la mesure d'un seul stéroïde glucuronide n'est pas suffisante pour constater une anomalie métabolique. / Montréal Trigonix inc. 2018

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Plusieurs variables biologiques, psychologiques, ainsi que des différences culturelles, ont été mises en cause afin d'expliquer la différence de perception de la douleur existante entre les hommes et les femmes. Il est connu que les hormones sexuelles gonadiques influencent la réponse nociceptive chez l’animal et chez l’humain. Le cerveau a aussi la capacité de synthétiser ses propres "hormones sexuelles", les neurostéroïdes. Les objectifs étaient: 1) évaluer les facteurs influençant de perception de la douleur chez les hommes et les femmes, 2) mettre en relation les niveaux d’hormones gonadiques et adrénergiques avec les symptômes cliniques et la perception de la douleur chez des sujets fibromyalgiques et sains, et 3) évaluer l'implication des hormones gonadiques et de leurs métabolites 3?5?-réduits dans la transmission de la douleur et l'efficacité des mécanismes de contrôle descendants de la douleur (MCDD) chez les mâles et les femelles. Résultats: 1) Des analyses statistiques ont permis de conclure que bien que plusieurs facteurs psychologiques soient différents entre les hommes et les femmes, et qu'ils influencent aussi la douleur, il semble y avoir des différences physiologiques intrinsèques qui font que les hommes sont moins sensibles et plus tolérants à la douleur que les femmes. 2) Nous avons évalué l'implication des hormones gonadiques et adrénergiques chez des sujets sains et des sujets fibromyalgiques. Un déséquilibre des androgènes corrèle avec l'importance des symptômes cliniques et de la sensibilité/tolérance à la douleur expérimentale dans cette pathologie. 3) Les hormones gonadiques ont une implication à la fois sur les mécanismes de transmission et de modulation de la douleur. Leurs métabolites 3?5?-réduits, quant à eux, affectent uniquement la transmission nociceptive, mais de façon sexe-dépendante. Lors d'un paradigme de retrait de progestérone mimant la phase lutéale du cycle menstruel, la capacité d'activation des MCDD est particulièrement diminuée et cet effet semble être dû à la présence de métabolites 3?5?-réduits. Ce projet a mis en évidence la complexité de la modulation de la douleur chez les hommes et les femmes. En effet, plusieurs facteurs physiologiques et psychologiques ont été identifiés et sont impliqués dans un réseau d'interactions complexes qui déterminent la réponse douloureuse physiologique et pathologique sexe-spécifique. [symboles non conformes]