Le fipronil, insecticide largement utilisé, est un perturbateur thyroïdien chez le rat modulant le catabolisme hépatique des hormones thyroïdiennes. Ses effets chez le mouton, considéré comme un modèle plus pertinent que le rat pour étudier une régulation de la fonction thyroïdienne chez l'Homme, sont plus limités. Le but de cette thèse était de caractériser au niveau hépatique le mode d'action du fipronil sur la fonction thyroïdienne en s'intéressant 1) au rôle potentiel du principal métabolite du fipronil formé in vivo, le fipronil sulfone, et 2) aux différences interspécifiques de métabolisme du fipronil et/ou de sensibilité à la perturbation thyroïdienne qui peuvent préjuger de la pertinence des différents modèles animaux pour l'analyse du risque du fipronil pour la santé humaine. L'efficacité du fipronil sulfone à induire l'expression et/ou l'activité d'enzymes responsables du métabolisme hépatique des hormones thyroïdiennes ou du fipronil était la même que celle du fipronil autant in vivo chez le rat que in vitro sur hépatocytes. L'utilisation d'un modèle de souris déficientes pour des récepteurs nucléaires xénosenseurs suggérait fortement une implication des récepteurs nucléaires Constitutive Androstane Receptor et/ou Pregnane X Receptor dans la perturbation thyroïdienne induite par le fipronil / The widely used insecticide fipronil is a thyroid disruptor in rat acting on thyroid hormone hepatic metabolism. In sheep, a more relevant species for the human thyroid regulation, fipronil-induced thyroid-disruption is much more limited. The goal of this thesis was to characterize the mode of action of fipronil on thyroid function at the hepatic level focusing on 1) the potential role of fipronil sulfone, the main fipronil metabolite formed in vivo, and on 2) interspecific differences in terms of fipronil metabolism and/or sensitivity to thyroid disruption that can prejudge of the relevance of the different animal models for the risk assessment of fipronil for human health. Fipronil sulfone was as efficient as fipronil to induce the expression and/or activity of enzymes involved in thyroid hormone or fipronil hepatic metabolism both in vivo in rat and in vitro on hepatocytes. The use of knock-out mice for xenosensors nuclear receptors strongly suggested an implication of the nuclear receptor Constitutive Androstane Receptor and/or Pregnane X Receptor on fipronil-induced thyroid disruption

Le récepteur CAR, Constitutive Androstane Receptor, appartient à la-famille NR1 des récepteurs nucléaires. Initialement décrit comme un récepteur orphelin, CAR est en fait activé par un grand nombre de molécules exogènes et une des fonctions principales de CAR est celle de xénosenseur. L’activation CAR par ses différents ligands stimule la transcription des enzymes de phase I, II et III nécessaires à la détoxification et à l’élimination des xénobiotiques. Parallèlement, CAR a fait l’objet de nombreux travaux indépendants qui ont démontré son implication dans le métabolisme de molécules endogènes comme les acides biliaires, la bilirubine et les hormones thyroïdiennes. Plus récemment un impact de CAR sur des voies métaboliques fondamentales comme la néoglucogenèse, la lipogenèse et le métabolisme des lipoprotéines a été mis en évidence faisant de CAR au même titre que les récepteurs du groupe NR1 (LXR et FXR) une cible potentielle pour l’étude et le traitement du syndrome métabolique et des maladies cardio-vasculaires. Dans le cadre de ce mémoire nous avons étudié l’impact d’une stimulation chronique de CAR par un agoniste spécifique le TCPOBOP sur le transport reverse du cholestérol, le métabolisme des lipoprotéines et la susceptibilité à l’athérosclérose dans un contexte de surcharge alimentaire en cholestérol. Chez les souris dyslipidémiques déficientes pour le gène du récepteur aux lipoprotéines de faible densité (Ldlr-/-) ou bien déficientes pour l’apoprotéine E l’activation spécifique de CAR par l’agoniste TCPOBOP (3,3’,5,5’-Tétrachloro-1,4-bis (pyridyloxy )benzene), 1) diminue la lipogenèse via l’induction du facteur Insig1 et la répression du facteur de transcription Srebp1c et de ses gènes cibles. Cela se traduit par une diminution de la triglycéridémie plasmatique associée à une diminution du contenu hépatique en triglycérides et une diminution de la sécrétion de lipoprotéines riches en triglycérides, 2) stimule la conversion et l’élimination fécale du cholestérol sous forme d’acides biliaires ce qui se traduit par une élimination accrue du cholestérol dérivé des HDL dans les fèces, dernière étape du transport reverse du cholestérol, 3) diminue le taux de cholestérol associé aux LDL chez les souris Ldlr-/- probablement par stimulation de l’expression hépatique du récepteur aux lipoprotéines de très basse densité. La diminution de l’athérogénicité du profil lipoprotéique et la stimulation du transport reverse du cholestérol sont associées à une réduction des lésions athéromateuses au niveau des valves et de la crosse aortique chez les souris Ldlr-/-. Une diminution des lésions athéromateuses uniquement au niveau de la crosse aortique est également observée chez les souris ApoE-/- L’ensemble des travaux présentés et les récentes études publiées suggèrent que CAR peut être considéré comme un acteur central du métabolisme lipidique et font de ce récepteur nucléaire une nouvelle cible potentielle pour l’étude et le traitement des désordres métaboliques comme le diabète, l’obésité, la stéatose hépatique et l’athérosclérose / The Constitutive Androstane Receptor (CAR) belongs to the subfamily of nuclear receptors NR1. Initially described as an orphan receptor, CAR is activated by a large number of exogenous molecules and acts as a xenosensor. The activation of CAR by these ligands stimulates transcription of phase I, II and III enzymes required for the detoxification and elimination of xenobiotics. Furthermore CAR is also involved in the metabolism of endogenous molecules such as bile acids, bilirubin or thyroid hormones. CAR has recently been the subject of numerous independent studies that have highlighted his involvement in major metabolic pathways including gluconeogenesis, lipogenesis and lipoprotein metabolism, making CAR as well as others NR1 nuclear receptors potential targets for the study and the treatment of metabolic syndrome and cardiovascular diseases. The goal of our work was to determine the impact of a chronic CAR activation on reverse cholesterol transport, lipoprotein metabolism and susceptibility to atherosclerosis in a context of dietary cholesterol overload. In dyslipidemic mice deficient for the low density lipoprotein receptor (Ldlr-/-) or for apolipoprotein E (ApoE-/-), pharmalogical activation of CAR by its specific agonist TCPOBOP (3,3',5,5'-Tetrachloro-1, 4-bis (pyridyloxy) benzene) 1) reduces lipogenesis through the induction of Insig1 and the repression of the transcription factor Srebp1c (meaning..) and its target genes. This results in a decrease in plasma triglyceride levels associated with a reduced hepatic triglycerides concentration and a decreased secretion of triglyceride-rich lipoproteins, 2) stimulates the conversion and fecal cholesterol elimination as bile acids and consequently the last step of reverse cholesterol transport, 3) in Ldlr-/- mice, CAR activation decreases LDL-cholesterol probably through the stimulation of hepatic expression of very low density lipoprotein receptor.Reduction in the atherogenicity of the lipoprotein profile and increase of reverse cholesterol transport lead to a reduction in the size of atherosclerotic lesions in heart valves and aorta in Ldlr-/- mice. Reduction of aortic lesions in aortic arches only was also observed in apoE-/- mice. The present work as well as recent studies suggests that CAR is as central player in lipid metabolism. CAR appears therefore to be a new potential target for the study and the treatment of metabolic disorders like diabetes, obesity, fatty liver and atherosclerosis

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Le cancer est l'une des maladies les plus répandues au Canada étant responsable de plus d'un quart de tous les décès. En effet chaque personne sera un jour ou l'autre touchée par cette maladie, soit personnellement ou par la souffrance d'un proche. Il y a de nombreux types de cancer, mais ils sont tous associés par la prolifération anarchique de cellules anormales dans le corps. Le cancer de la prostate et la leucémie sont deux types de cancer très fréquents dans la population. Le cancer de la prostate est un cancer androgéno-sensible, c'est-à-dire son développement et sa croissance sont stimulés par la liaison des androgènes actifs au récepteur. L'utilisation d'un antiandrogène capable de bloquer cette interaction permet de diminuer la taille du cancer. Cependant, il n'existe présentement aucun antiandrogène capable de lier fortement le récepteur afin de traiter le cancer par sa seule utilisation. Pour cela, plusieurs agents thérapeutiques potentiels ont été synthétisés à l'aide de plusieurs réactions dont une métathèse utilisant le catalyseur de Grubbs. Parmi cet éventail de produits, le meilleur antiandrogène était un noyau 5a-androstane-3a,17P-diol avec, en positition 16a, une chaîne de 3 méthylènes avec un chlorure à son extrémité. Ce type de produit a de plus été modélisé afin de déterminer son interaction avec le récepteur. La leucémie est le type de cancer le plus fréquent chez les enfants, mais peut aussi affecter les adultes. La majorité des traitements présentement utilisés induisent de nombreux effets secondaires pouvant parfois être fatals pour les patients. À l'aide de la chimie combinatoire ou de la chimie en solution, plusieurs librairies de dérivés 2P-amino5a-androstane-3a,17(3-diol ont été synthétisées. L'analyse de l'activité biologique de tout ces composés a permis d'en identifier six ayant une activité antiproliférative sur les cellules leucémiques HL-60 avec des IC50 variant de 0.58 à 6.4 uM. La plupart de ces produits affectent le cycle cellulaire en bloquant les cellules leucémiques dans la phase G[ du cycle, tandis que d'autres induisent aussi la différenciation. De plus, quelques candidats ont démontré une sélectivité pour les cellules cancéreuses puisqu'ils n'ont aucun effet sur les cellules humaines normales.

En el camp dels brassinoesteroides, promotors del creixement vegetal, es pretén, d'una banda, aprofundir en el coneixement de la seva interacció amb el receptor (on la formació de ponts d'hidrogen dels diferents hidroxils sembla jugar un paper fonamental) i, de l'altra, obtenir anàlegs amb bona relació cost sintètic-activitat. En aquest sentit, es creu interessant abordar l'estudi dels brassinoesteroides androstànics.Concretament en aquesta tesi, s'han desenvolupat estratègies sintètiques per a l'obtenció, de forma sistemàtica i eficient, d'anàlegs androstànics amb diferents cadenes laterals. S'ha estudiat computacionalment la semblança tridimensional de tots els anàlegs proposats amb la de brassinoesteroides actius de referència, emprant alineaments flexibles amb el programa MOE. Les estratègies desenvolupades per tal d'aconseguir diverses modificacions a l'anell A han permès observar com la introducció de les funcionalitats 2,3-diol és més senzilla i eficient que d'altres a priori interessants com 2,3-difluor o 2,3-dicetona.S'han desenvolupat estratègies i aproximacions per a la síntesi de l'anàleg androstànic que millor simularia la cadena lateral de la brassinolida (brassinosteroide natural més actiu conegut fins el moment). De tota manera, degut a la dificultat sintètica de l'àcid carboxílic 3S,4-dimetil-2R-hidroxipentanoic (cadena lateral) no s'ha aconseguit la síntesi de l'anàleg d'interès. S'han dissenyat, sintetitzat i avaluat una sèrie d'androstans per tal d'estudiar la influència de la part hidrofòbica terminal i de la posició de les funcionalitats polars de la cadena lateral, així com també el paper que juga el grup protector d'aquestes en l'activitat.Amb la finalitat de validar la metodologia SHOP aplicada prèviament en l'equip, s'han sintetitzat i avaluat diversos brassinoesteroides androstànics amb cadenes d'àcids carboxílics comercials escollits emprant aquesta metodologia. La síntesi i avaluació d'activitat d'anàlegs androstànics amb diferents funcionalitats en  de carbonil de la cadena lateral (fluor, carbonil, azida, amina.) així com també la dels anàlegs escollits de forma sistemàtica (metodologia SHOP) ha permès concloure que és necessària la presència d'una funcionalitat donadora de ponts d'hidrogen en aquesta regió per tal que un brassinoesteroide expressi activitat com a promotor del creixement vegetal. / Most of the efforts made nowadays in the field of brassinosteroids, plant growth promoting regulators, are focused on going in depth in the knowledge of the brassinosteroid-receptor interaction (where hydrogen bonding seems to play an important role) and on synthesizing analogs with good cost-activity ratio. In this way, it was considered interesting to study androstane brassinosteroid analogs.In this phD thesis, some synthetic strategies have been developed to obtain androstane analogs with different side chains in a systematic and efficient way. Moreover, the 3D similarity between these analogs and some active brassinosteroids has been studied through flexible alignments using MOE program.The strategies developed to achieve A ring modifications have allowed us to observe how the,3-diol functionality introduction is much more easy and efficient than others such as ,3-difluoro or 2,3-diketone.Lots of trials to synthesize the most similar androstane analog to brassinolide have been made. Unfortunately, due to the synthetic difficulty to obtain 3S,4-dimethyl-2R-hydroxipentanoic acid (side chain) this analog synthesis has been unsuccessful.A group of more than ten brassinosteroid androstane analogs have been designed, synthesized and bioactivity evaluated in order to study the influence of the hydrophobic side chain region, the polar functionality position and the role of some protective groups.With the aim to validate the SHOP methodology, previously applied in our team, some androstane analogs with commercially available side chain have been obtained and bioactivity evaluated.The synthesis and activity evaluation of some analogs with different 2'-functionalities (fluorine, azide, amine...) and of those selected by molecular modeling techniques (SHOP methodology) have let conclude that a hydrogen bond donor group / En el campo de los brasinosteroides, promotores del crecimiento vegetal, se pretende, por un lado, profundizar en el conocimiento de su interacción con el receptor (donde la formación de puentes de hidrógeno de los distintos hidroxilos parece jugar un papel fundamental) y, de otra, obtener análogos con una buena relación coste sintético-actividad. En este sentido, se consideró interesante abordar el estudio de los brasinoesteroides androstánicos.Concretamente en esta tesis, se han desarrollado estrategias sintéticas para la obtención, de forma sistemática y eficiente, de análogos androstánicos con distintas cadenas laterales. Se han estudiado computacionalmente la semejanza tridimensional de todos los análogos propuestos con brasinoesteroides activos de referencia, utilizando alineamentos flexibles con el programa MOE.Las estrategias desarrolladas para conseguir diversas modificaciones en al anillo A han permitido observar como la introducción de las funcionalidades 2,3-diol es más sencilla y eficiente que otras a priori interesantes como 2,3 -difluor o 2,3-dicetona.Se han desarrollado estrategias y aproximaciones para la síntesis del análogo androstánico que mejor simularía la cadena lateral de la brasinolida (brasinoesteroide natural más activo conocido hasta el momento). De todas formas, debido a la dificultad sintética del ácido 3S,4-dimetil-2R-hidroxipentanoico (cadena lateral) no se ha conseguido la síntesis del análogo de interés.Se han diseñado, sintetizado y evaluado una serie de androstanos para estudiar la influencia de la parte hidrofóbica terminal y de la posición de las funcionalidades polares de la cadena lateral, así como también el papel que juega el grupo protector de estas en la actividad.Para validar la metodología SHOP, aplicada previamente en el equipo, se han sintetizado y evaluado diversos brasinoesteroides androstánicos con cadenas de ácidos carboxílicos comerciales escogidos utilizando esta metodología.La síntesis y evaluación de la actividad de análogos androstánicos con distintas funcionalidades en  de carbonilo de la cadena lateral (fluor, azida, carbonilo, amina.) así como también la de análogos escogidos de forma sistemática (metodología SHOP) ha permitido concluir que es necesaria la presencia de una funcionalidad dadora de puente de hidrógeno en esta región para que un brasinoesteroide exprese actividad como promotor del crecimiento vegetal.

<p>Steroidna jedinjenja spadaju u grupu supstanci sa &scaron;irokim spektrom biolo&scaron;kog delovanja i predstavljaju dobru polaznu osnovu za sintezu mnogih derivata sa željenim biolo&scaron;kim potencijalom. Organskim sintezama se do&scaron;lo do velikog broja steroidnih derivata, od kojih su neki pokazali značajnu biolo&scaron;ku aktivnost, kao &scaron;to je citotoksičnost prema različitim ćelijskim linijama kancera. Karakterizacija novosintetisanih jedinjenja može se izvesti eksperimentalnim i računarskim (in silico) metodama. U ovoj doktorskoj disertaciji predstavljeno je eksperimentalno određivanje lipofilnosti 17&alpha;-pikolil i 17(E)-pikoliniliden androstanskih derivata primenom visokopritisne tečne hromatografije na obrnutim fazama, a potom hemometrijska analiza hromatografskog pona&scaron;anja (hromatografske lipofilnosti) QSRR pristupom. Hemijska struktura analiziranih derivata opisana je numerički, pomoću izračunatih molekulskih deskriptora. U drugom delu doktorske disertacija predstavljena je QSAR analiza citotoksične aktivnosti 17&alpha;-pikolil i 17(E)-pikoliniliden androstanskih derivata prema ćelijama androgen-receptor negativnog kancera prostate (AR-neg. PC-3). Odabir najkvalitetnijih QSRR i QSAR modela obavljen je na osnovu izračunatih statističkih parametara, a njihovo rangiranje izvedeno je primenom metode sume razlika rangova (SRD). Pored regresionih QSRR i QSAR hemometrijskih metoda, primenjene su i klaster analiza i analiza glavnih komponenata sa ciljem utvrđivanja sličnosti ili razlika između analiziranih derivata na<br />osnovu izračunatih molekulskih deskriptora.</p> / <p>Steroidal compounds belong to the group of substances with wide spectrum of biological activity and represent the basic material for synthesis of many derivatives<br />with preferred biological potential. A grate number of steroidal derivatives have been<br />obtained through organic syntheses, many of which have demonstrated significant<br />biological activity, such as cytotoxicity toward various cancer cell lines. Characterization of newly synthesized compounds can be achieved experimentally<br />and by computational approach (in silico). This doctoral dissertation describes<br />experimental determination of lipophilicity of 17&alpha;-picolyl and 17(E)-picolinylidene<br />androstane derivatives applying reversed-phase high pressure liquid chromatography followed by quantitative structure-retention relationship (QSRR)<br />chemometric analysis of chromatographic behaviour (chromatographic lipophilicity).<br />Chemical structure of the analyzed derivatives was described numerically by in silico<br />molecular descriptors. The second part of this dissertation describes quantitative<br />structure-activity relationship (QSAR) analysis of cytotoxic activity of 17&alpha;-picolyl and<br />17(E)-picolinylidene androstane derivatives toward androgen-receptor negative<br />prostate cancer cell line (AR-neg. PC-3). Selection of the best QSRR and QSAR<br />models was carried out based on their statistical parameters, and their ranking was<br />done by sum of ranking differences (SRD) method. Besides the regression QSRR and QSAR chemometric methods, cluster analysis and principal components analysis were conducted in order to reveal possible similarities and dissimilarities among the studied derivatives on the basis of calculated molecular descriptors.</p>

Le récepteur CAR, Constitutive Androstane Receptor, appartient à la-famille NR1 des récepteurs nucléaires. Initialement décrit comme un récepteur orphelin, CAR est en fait activé par un grand nombre de molécules exogènes et une des fonctions principales de CAR est celle de xénosenseur. L'activation CAR par ses différents ligands stimule la transcription des enzymes de phase I, II et III nécessaires à la détoxification et à l'élimination des xénobiotiques. Parallèlement, CAR a fait l'objet de nombreux travaux indépendants qui ont démontré son implication dans le métabolisme de molécules endogènes comme les acides biliaires, la bilirubine et les hormones thyroïdiennes. Plus récemment un impact de CAR sur des voies métaboliques fondamentales comme la néoglucogenèse, la lipogenèse et le métabolisme des lipoprotéines a été mis en évidence faisant de CAR au même titre que les récepteurs du groupe NR1 (LXR et FXR) une cible potentielle pour l'étude et le traitement du syndrome métabolique et des maladies cardio-vasculaires. Dans le cadre de ce mémoire nous avons étudié l'impact d'une stimulation chronique de CAR par un agoniste spécifique le TCPOBOP sur le transport reverse du cholestérol, le métabolisme des lipoprotéines et la susceptibilité à l'athérosclérose dans un contexte de surcharge alimentaire en cholestérol. Chez les souris dyslipidémiques déficientes pour le gène du récepteur aux lipoprotéines de faible densité (Ldlr-/-) ou bien déficientes pour l'apoprotéine E l'activation spécifique de CAR par l'agoniste TCPOBOP (3,3',5,5'-Tétrachloro-1,4-bis (pyridyloxy )benzene), 1) diminue la lipogenèse via l'induction du facteur Insig1 et la répression du facteur de transcription Srebp1c et de ses gènes cibles. Cela se traduit par une diminution de la triglycéridémie plasmatique associée à une diminution du contenu hépatique en triglycérides et une diminution de la sécrétion de lipoprotéines riches en triglycérides, 2) stimule la conversion et l'élimination fécale du cholestérol sous forme d'acides biliaires ce qui se traduit par une élimination accrue du cholestérol dérivé des HDL dans les fèces, dernière étape du transport reverse du cholestérol, 3) diminue le taux de cholestérol associé aux LDL chez les souris Ldlr-/- probablement par stimulation de l'expression hépatique du récepteur aux lipoprotéines de très basse densité. La diminution de l'athérogénicité du profil lipoprotéique et la stimulation du transport reverse du cholestérol sont associées à une réduction des lésions athéromateuses au niveau des valves et de la crosse aortique chez les souris Ldlr-/-. Une diminution des lésions athéromateuses uniquement au niveau de la crosse aortique est également observée chez les souris ApoE-/- L'ensemble des travaux présentés et les récentes études publiées suggèrent que CAR peut être considéré comme un acteur central du métabolisme lipidique et font de ce récepteur nucléaire une nouvelle cible potentielle pour l'étude et le traitement des désordres métaboliques comme le diabète, l'obésité, la stéatose hépatique et l'athérosclérose