Les métalloprotéinases matricielles (MMPs) jouent un rôle crucial dans le développement malin des tumeurs. Elles dégradent la matrice extracellulaire (MEC) permettant ainsi la migration des cellules cancéreuses vers d'autres foyers distants, un processus d'invasion tumorale appelé métastase. L'expression de la MMP-9, aussi appelée gélatinase B, est fortement associée à ce processus et corrèle avec l'agressivité des cellules tumorales. Son expression peut être régulée à différents niveaux via des voies de signalisation intracellulaires, notamment au niveau de l'expression du gène, de sa transcription, de la stabilité de son ARNm, de la traduction ou de la sécrétion de la protéine. Le développement d'agents anti-tumoraux pouvant cibler différentes étapes de la progression du cancer est présentement en cours. Le PCK3145, un peptide synthétique, dérivé de la PSP94, dirigé contre le cancer de la prostate avancé et métastasé est au stade d'essais cliniques en phase II. Les études cliniques jumelées à plusieurs autres travaux effectués dans des modèles in vivo murins, démontrent que ce peptide réduit la croissance et la progression tumorale en diminuant les concentrations plasmatiques de MMP-9. De par leurs diverses fonctions anti-tumorales, les catéchines du thé vert sont aussi reconnues pour leur potentiel inhibiteur des MMPs. Nos travaux visent donc à élucider in vitro les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation des fonctions de la MMP-9 par les effets anti-métastatiques du PCK3145 et des catéchines du thé vert. Dans un premier temps, nous avons étudié les processus d'interaction en surface cellulaire du PCK3145. Nos résultats montrent que l'effet anti-métastatique d'inhibition de la sécrétion de la MMP-9 par le PCK3145 est médié par les récepteurs de la laminine, particulièrement le récepteur à la laminine de 67kDa (67LR) localisé à la membrane plasmique. En second lieu, nous approfondissons le mécanisme intracellulaire par lequel l'interaction du PCK3145 avec les récepteurs de la laminine en surface cellulaire module la sécrétion de la MMP-9. Nous démontrons que cette interaction active la voie des MAPK/ERK et mène à l'inhibition de la sécrétion de la MMP-9 via une diminution de l'expression de HuR, une protéine intracytoplasmique stabilisatrice de l'ARNm de la MMP-9 liant les séquences riches en adénosine et uridine. Finalement, nous montrons que le mécanisme d'action de l'inhibition de la sécrétion de MMP-9 par les catéchines du thé vert est étroitement lié à celui du PCK3145. Les propriétés anti-métastatiques du PCK3145 et des catéchines du thé vert peuvent être dirigées contre plusieurs types de tumeurs liés à l'augmentation de l'expression de la MMP-9 et de la dégradation de la MEC associés au processus métastatique. De plus, l'identification des récepteurs de la laminine, particulièrement le 67LR pouvant moduler ces effets, permet d'envisager de cibler des cancers où l'expression ou les taux élevés de ce type de récepteur sont associés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cancer, métastase, angiogénèse, matrice extracellulaire, laminine, récepteur à la laminine de 67kDa, MMP-9, HuR, ERK, PCK3145, catéchines du thé vert.

L’exposition à l’oxygène durant la croissance de bactéries probiotiques sensibles à ce composé et les conditions rencontrées au cours de la digestion d’aliments ou de suppléments contenant ces bactéries peut causer une diminution importante de leur viabilité. Le but du présent projet était d’étudier les effets de catéchines et d’un extrait de thé vert (ETV) riche en catéchines sur la croissance de microorganismes sensibles à l’oxygène et d’une co-encapsulation bactéries-ETV sur leur survie lors d’une exposition à des conditions gastrointestinales simulées. Il ressort des résultats obtenus que les catéchines n’ont pas eu d’effet significatif sur la croissance des souches étudiées mais que l’ETV a grandement stimulé, en présence d’oxygène, la croissance de la souche Lactobacillus helveticus R0052. De plus, des populations équivalentes de cette souche ont été obtenues, en présence ou absence d’oxygène, lors de fermentations dans un milieu de culture enrichi de 2000 µg/mL d’ETV. Une réduction du potentiel d’oxydo-réduction du milieu par addition d’ETV expliquerait en partie la stimulation de la croissance en présence d’oxygène observée. Des analyses spectroscopiques et par chromatographie en phase gazeuse ont aussi montré une augmentation de l’ordre lipidique et un changement important de la composition en acides gras des lipides de cellules exposées à 2000 µg/mL d’ETV en comparaison avec ceux de cellules ayant eu une croissance dans un milieu non enrichi. Ces effets combinés de l’ETV sur le milieu de culture et directement sur les lipides bactériens auraient limité les effets de l’oxygène sur cette souche. De plus, la microencapsulation de la souche L. helveticus et de 1000 µg/mL d’ETV dans des microparticules de pectine enrobées de protéines de lactosérum a permis une amélioration notable de la survie bactérienne dans des conditions gastrointestinales simulées en comparaison avec des cellules libres. Les microparticules créées ont donc protégé de façon efficace les bactéries sensibles à l’oxygène étudiées et pourraient permettre une livraison combinée de bactéries et d’ETV à la partie inférieure du tractus gastrointestinal. / Oxygen exposure during the growth of oxygen-sensitive probiotic bacteria and the conditions encountered during their passage through the upper part of the gastrointestinal tract can have an important impact on their viability. The aim of this project was to study the effects of catechins and of a green tea extract (GTE) rich in catechins on the growth, in the presence of oxygen, of oxygen-sensitive probiotic bacteria and of a co-encapsulation bacteria-GTE on their survival under simulated gastrointestinal conditions. Results showed that medium enrichment with catechins did not have a significant effect on growth of the strains tested but that GTE stimulated the growth, under aerobic conditions, of Lactobacillus helveticus R0052. Moreover, similar populations of this strain were obtained, in the presence and absence of oxygen when the culture medium was enriched with 2000 µg/mL GTE. The growth-promoting effect of GTE in the presence of oxygen could be due, in part, to the reduction of the initial oxido-reduction (redox) potential of the medium following GTE addition. Spectroscopic and gas chromatography analyses also showed changes in the order and in fatty acid composition of lipids of cells exposed to 2000 µg/mL GTE in comparison with those of cells grown in unsupplemented culture medium. The combined effects of GTE components on the growth medium and on bacterial lipids seemed to have limited the effect of oxygen during growth of the Lactobacillus cells in media supplemented with 2000 µg/mL GTE. Moreover, the co-encapsulation of L. helveticus cells with 1000 µg/mL GTE in whey protein-coated pectin microparticles significantly increased the cell survival rates in comparison with free cells when exposed to the conditions encountered in the gastrointestinal tract. Whey-protein coated pectin microparticles could be an interesting system for the combined delivery of viable probiotic cells and of GTE to the lower part of the gastrointestinal tract.

Dans ce projet, la capacité des polyphénols du thé vert à moduler l’expression de certains gènes chez Porphyromonas gingivalis, le principal agent étiologique de la parodontite chronique, a été évaluée. Une analyse par PCR quantitative a démontré qu’à des concentrations sous-inhibitrices, l’extrait de thé vert ainsi que l’épigallocatéchine-3-gallate (EGCG) réduisent à différents degrés le niveau d’expression de gènes codant pour d’importants facteurs de virulence chez P. gingivalis. Ces facteurs participent notamment à la colonisation, l’acquisition des nutriments et la destruction tissulaire. De plus, les deux composés ont augmenté le niveau d’expression du gène codant pour la protéine de résistance au stress HtrA chez P. gingivalis. Les résultats de cette étude suggèrent que le thé vert et l’EGCG pourraient contribuer à réduire la virulence de P. gingivalis, supportant ainsi une potentielle utilisation pour la prévention et le traitement de la parodontite.

Le développement de thérapies de maintien et l’identification de nouveaux facteurs pronostiques sont des avenues pertinentes pour améliorer le pronostic des femmes atteintes d’un carcinome de l’ovaire (CO). Dans cette thèse, une revue systématique de la littérature a montré que 1) le thé vert (TVr) et ses composantes actives, les catéchines, diminuent l’expression de protéines impliquées dans le CO 2) la consommation de TVr réduirait l’incidence du CO; 3) dans une étude épidémiologique, la consommation de TVr améliorait le pronostic des femmes atteintes de CO. Un essai clinique de phase II a été mené pour évaluer l’efficacité d’un breuvage enrichi en catéchines, le TVr infusé deux fois (DBGT), comme thérapie de maintien chez les femmes avec un carcinome séreux ou endométrioïde de stade avancé (clinicaltrials.gov, NCT00721890). Cet essai clinique n’a pas démontré que le DBGT était une intervention de maintien prometteuse. Les cibles potentielles du TVr incluent la protéase de la matrice extracellulaire membranaire MMP14. Des micropuces tissulaires ont été utilisées pour évaluer si l’expression immunohistochimique de la MMP14, mesurée en microscopie virtuelle et par analyse d’image automatisée, pouvait prédire le décès et la progression chez les femmes atteintes de CO. Des niveaux élevés de MMP14 étaient associés avec des facteurs de bon pronostic et l’expression de la MMP14 était inversement associée à la progression chez les femmes avec un CO séreux (rapport de risque (HR) : 0,48; intervalle de confiance (IC) à 95% : 0,24-0,99). Un profil protéolytique associé au pronostic des femmes atteintes d’un CO (incluant les gènes des MMP9, ADAM10 et HE4) a été identifié par une micropuce d’oligonucléotides dédiée aux protéases. Dans une étude de cohorte menée pour valider l’effet de la protéine HE4 sur le pronostic des femmes atteintes de CO, les niveaux plasmatiques préopératoires élevés de HE4 étaient associés aux facteurs pronostiques standards d’agressivité du CO et prédisaient le décès (HR : 1,67; IC à 95% : 1,08-2,59). En conclusion, pour les femmes atteintes d’un CO, le DBGT ne semble pas une intervention de maintien prometteuse et les niveaux des MMP14 et HE4 ont été respectivement associés à la progression et au décès. / Developing maintenance therapies and identifying new prognostic factors are pertinent to the improvement of the poor prognostic of women diagnosed with ovarian carcinoma (OC). In this thesis, the effects of green tea on OC have been examined in a systematic review of the literature: Green tea and its active components, the catechins, decrease the expression of several proteins involved in OC; Green tea intake has been associated with a decrease in the incidence of OC and, in one epidemiologic study, has been suggested to improve of the prognosis of women with OC. A phase II study was conducted to assess the effectiveness of a catechin-enriched tea, the double-brewed green tea (DBGT), as a maintenance treatment in women with advanced stage serous or endometrioid ovarian cancer (clinicaltrials.gov, NCT00721890). In this clinical trial, DBGT supplementation does not appear to be a promising intervention. The membrane type 1-matrix metalloproteinase MMP14 is a potential target of green tea in OC. Tissue microarrays have been used to evaluate if the immunohistochemical expression of MMP14, as assessed by virtual microscopy and by digital image analysis, could predict survival and progression in women with OC. Higher levels of MMP14 expression, as evaluated by both assessment methods, were associated with favourable standard prognostic factors of OC, and MMP14 expression was inversely associated with progression in women with serous OC (hazard ratio (HR): 0.48; 95% confidence interval (CI): 0.24-0.99). Comparing tumors from women with late recurrence to tumors from women with early recurrence, a proteolytic profile associated to the prognosis of women with OC (including genes encoding for MMP9, ADAM10 and HE4) has been identified using a protease-dedicated oligonucleotide microarray. In a cohort study conducted to confirm the effect of the protein HE4 on the prognosis of women with OC, high preoperative plasmatic levels of HE4 were associated with standard prognostic factors of OC aggressiveness and were independent predictors of death (HR: 1.67; 95% CI: 1.08-2.59). In conclusion, in women with OC, DBGT supplementation does not appear to be a promising maintenance intervention and the expression levels of MMP14 and HE4 have been associated to progression and death, respectively.

La première étape de ce travail visait à caractériser l’impact du calcium sur les interactions entre la β-lactoglobuline (β-lg) et l’epigallocatéchine-3-gallate (EGCG). Il a été démontré que le calcium avait un impact important sur la taille des agrégats formés et leur potentiel-zêta (ζ). De plus, l’analyse de la composition de ces complexes a démontré un impact important du calcium sur la rétention d’EGCG par ces particules. Différents types d’interactions entre la protéine, la catéchine et le calcium (par exemple. électrostatiques, hydrophobes et hydrogènes) sont suggérés comme étant responsables des caractéristiques observées. La deuxième étape visait à déterminer l’impact de différentes concentrations de calcium sur les interactions entre la β-lg et l’EGCG. Cette deuxième étape a permis de démontrer que l’effet du calcium sur l’augmentation de la taille de particule ainsi que sur le changement de potentiel-ζ était seulement possible en présence d’EGCG. Cet effet serait principalement dû à la formation de ponts calciques (EGCG/calcium/EGCG) pouvant créer un réseau responsable de l’augmentation de la taille des particules. La troisième et dernière étape de ce travail visait à déterminer si les complexes formés par la β-lg, l’EGCG et le calcium pouvaient améliorer la réponse glycémique chez des souris C57BL/6 soumis à un test oral de tolérance au glucose. Il a pu être démontré que la β-lactoglobuline seule avait un effet bénéfique sur la glycémie postprandiale. L’ensemble de ces résultats démontre que la présence du calcium a un effet important sur les interactions entre la protéine laitière et la catéchine du thé vert et sur la taille des agrégats résultants. Par ailleurs, la protéine seule semblait avoir le plus grand effet sur la réponse métabolique indiquant que des interactions avec l’EGCG et le calcium n’avaient que peu d’effet sur l’activité métabolique de la β-lg. / The first step of this work aimed to determine the impact of calcium on the interactions between β-lactoglobulin (β-lg) and epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and it was shown that calcium had an important impact on particle size and zeta(ζ)-potential values. Moreover, the analysis of the formed complexes’ composition revealed that the presence of calcium could greatly influence the quantity of EGCG retained by the complexes. Various interactions between the protein, the catechin and calcium (eg. electrostatic, hydrophobic, and hydrogen) are suggested as being responsible for the characteristics of the complexes observed. The second step aimed to determine the impact of various calcium concentrations on the interactions between β-lg and EGCG. This second step allowed us to demonstrate that the impact of calcium on particle size and ζ-potential was only possible when in the presence of EGCG. This effect would primarily be due to the formation of calcium bridging capable of creating a large network responsible for the increased particle size. The third and last step of this work aimed to determine if the formed complexes between β-lg, EGCG and calcium reduce the glycemic response of C57BL6 mice. It was demonstrated that β-lg alone had a beneficial effect on postprandial glycaemia. Together, these results demonstrate that the presence of calcium has an important effect on the interactions between the milk protein and green tea catechins. However, these interactions do not appear to modulate the metabolic response associated with the consumption of β-lg.

Dans ce projet de recherche, les propriétés antibactériennes et le potentiel anti-destruction tissulaire des polyphénols du thé vert, plus particulièrement l’épigallocatéchine-gallate (EGCG), ont été évalués. Dans un premier temps, l’effet antibactérien d’un extrait de thé vert et de l’EGCG a été déterminé sur trois bactéries parodontopathogènes d’importance, soit Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans et Fusobacterium nucleatum. Les concentrations minimales inhibitrices se sont avérées être entre 1000 et 62,5 µg/ml. De plus, des effets synergiques et additifs des polyphénols du thé vert ont été observés lorsqu’utilisés en association avec le métronidazole ou la tétracycline, des antibiotiques couramment utilisés en thérapie parodontale. Dans un deuxième temps, un modèle de co-culture constitué de fibroblastes gingivaux intégrés dans un gel de collagène et recouvert de macrophages a été utilisé pour évaluer la capacité des polyphénols du thé vert à inhiber la sécrétion de métalloprotéinases matricielles (MMPs), notamment les MMP-3, MMP-8 et MMP-9. Il a été démontré que les polyphénols du thé vert atténuent la sécrétion des MMPs par le modèle de co-culture. En conclusion, les résultats de cette étude ont apporté des évidences supportant le potentiel des polyphénols du thé vert en vue d’une utilisation préventive et thérapeutique pour le contrôle des maladies parodontales.

La prévention nutritionnelle du syndrome métabolique dont l'incidence ne cesse d'augmenter dans les pays industrialisés, entraînant des risques accrus de diabètes et de maladies cardiovasculaires, apparaît comme un enjeu important de Santé publique. La découverte récente des relations étroites entre l'insulinorésistance, signe majeur du syndrome métabolique et le stress oxydant, nous a conduit à considérer les nutriments, à la fois antioxydants et potentiellement insulino-sensibilisateurs, comme des facteurs nutritionnels de choix dans la stratégie de prévention du syndrome métabolique. Trois microconstituants de notre alimentation ont été étudiés: les polyphénols de la cannelle et du thé vert, le chrome III, oligoélément essentiel. Sur un modèle animal de syndrome métabolique, le rat fructose, les extraits de thé vert, riches en épigallocatéchine gallate EGCG, non seulement exercent une protection antioxydante sur les principales cibles impliquées dans les complications oxydatives du diabète (lipides, protéines et acides nucléiques) mais, sont également de puissants modulateurs des métabolismes glucidiques et lipidiques. Les extraits de thé vert activent la cascade de signalisation de l'insuline et modifient l'expression des gènes impliqués dans son métabolisme, et en particulier augmente l'expression des Glut-4 ce qui pourrait expliquer l'amélioration de la glycémie sur notre modèle de syndrome métabolique. Chez l'homme comme chez l'animal, les régimes comportant des extraits aqueux de cannelle, exercent une protection antioxydante, et une corrélation avec la régulation de la glycémie a été trouvée. En ce qui concerne le chrome III, nous apportons, sur cultures cellulaires, les preuves de son absence de génotoxicité à des doses très supérieures à celles utilisées dans les supplémentations chez l'homme, ainsi que des données nouvelles sur son mécanisme d'action antioxydant, impliquant un mécanisme moléculaire d'induction de l'expression de gènes modulant la défense antioxydante et la réparation de l'ADN. Ces premiers résultats sont expérimentaux. Ils démontrent la pertinence d'une association de nutriments antioxydants et insulino potentialisateurs dans la prévention du syndrome métabolique. Cependant, les nombreuses limites dues aux conditions expérimentales imposent de poursuivre ce travail par des études d'intervention chez l'homme, associant dans une supplémentation combinée, extraits de thé vert, extraits aqueux de cannelle et histidinate de chrome.

L’hépatite C est une maladie affectant aujourd’hui 170 millions d’individus dans le monde. Cette maladie est causée par le virus de l'hépatite C (VHC). Les nouveaux traitements récemment mis sur le marché, visant à soigner l’hépatite C, sont très onéreux et donc inaccessibles pour les pays du Sud. De plus, l’utilisation de ces nouvelles molécules engendre l’apparition de mutation de résistance virale responsable de l’échec des traitements pour 5 à 10% des patients. La découverte de nouveaux antiviraux est donc toujours indispensable. Les plantes utilisées en médecine traditionnelle depuis des siècles sont une source de composés bio-actifs très intéressante. L’utilisation de ces plantes ou de composés naturels en complément des molécules utilisées en thérapie classique, permettrait de réduire significativement le coût de ces traitements et de les rendre accessibles à davantage de patients.L’epigallocatéchine-3-gallate (EGCG) et la delphinidine sont des molécules naturelles issues respectivement du thé vert et des fruits rouges. Ces deux molécules inhibent l’étape d’entrée du VHC dans les cellules hépatocytaires. Nous avons montré que l'EGCG et la delphinidine inhibent cette étape virale dans les hépatocytes en déformant les particules et bloquant ainsi leur attachement à la surface cellulaire. Nous nous sommes ensuite intéressés au processus engendrant cette déformation qui est probablement lié à l’agrégation des glycoprotéines d’enveloppe virale.Nous avons procédé au criblage d’extraits bruts de plantes extrêmophiles tunisiennes et mis en évidence que l’extrait brut de rhizome de Juncus maritimus inhibait l’étape de réplication du VHC. Le J. maritimus est une plante fortement présente dans les sols arides en Tunisie mais également sur les côtes françaises. En collaboration avec le laboratoire de Pharmacognosie de Lille et grâce à un fractionnement bioguidé, le principe actif a pu être isolé. Il s’agit du déhydrojuncusol qui inhibe la réplication virale avec une concentration effective médiane de 1,31 µM. De plus, nous avons montré que le déhydrojuncusol pouvait inhiber la réplication de virus présentant des mutations de résistance aux traitements actuels ciblant la protéine virale NS5A. Nous avons cherché à identifier la cible virale du déhydrojuncusol et il semblerait que ce soit également la protéine NS5A.Les résultats obtenus dans cette thèse confortent l’hypothèse que des molécules naturelles pourraient être utilisées dans le traitement de l’hépatite C. / Hepatitis C is a liver disease affecting 170 million people worldwide. This disease is caused by hepatitis C virus (HCV). New treatments, recently marketed, against HCV are very expensive and not really accessible for most-infected patients especially in low-income countries. Moreover, the use of these new molecules generates the emergence of HCV resistant variants responsible for treatment failure for 5 to 10% of the patients. Therefore, the discovery of new antiviral molecules is always needed. Since centuries, plants are used in traditional medicine. They are a very attractive source of bio-active compounds. Plant extracts or natural molecules used in combination with actual therapy, could significantly reduce the cost of these new treatments and render them accessible to more patients.Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and delphinidin are natural molecules derived respectively from green tea and red berries. These two molecules inhibit HCV entry into hepatocyte cells. We have shown that this inhibition is due to a deformation of viral particles by the molecules inducing a blockade of virus attachment to the cell surface. We further investigated the process leading to this deformation, and conclude that it might be related to aggregation of viral envelope glycoproteins.We screened extracts of extremophile plants from Tunisia and showed that the crude extract of Juncus maritimus rhizome inhibited HCV replication step. J. maritimus is a plant present in arid soils in Tunisia but also in French coasts. In collaboration with the Pharmacognosy laboratory of Lille and thanks to a bioguided fractionation, the active compound present in this plant could be isolated. It was identified as dehydrojuncusol, which inhibits viral replication with a half maximal effective concentration of 1.31 μM. We have also shown that dehydrojuncusol is able to inhibit replication of viruses with resistance mutations to current treatments targeting the viral protein NS5A. We have also tried to identify the viral target of dehydrojuncusol, and it seems that the target might also be the NS5A protein.The results obtained in this thesis confirm the hypothesis that natural molecules could be used in the treatment of hepatitis C.

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