La polyarthrite rhumatoïde (PR) est le plus fréquent des rhumatismes inflammatoires et représente un problème de santé publique majeur. A l'heure actuelle, les biothérapies anti-TNF sous forme de protéines recombinantes constituent une avancée considérable dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde (PR). Néanmoins, il convient de développer des approches thérapeutiques alternatives pour traiter les 40% de patients non-répondeurs ainsi queceux qui échappent à plusieurs années de traitement. La recherche de nouvelles cibles thérapeutiques est indispensable pour proposer des approches alternatives à ces biothérapies. Par ailleurs, les techniques de transfert de gène offrent une alternative thérapeutique possible pour pallier aux limitations des biothérapies actuelles, à condition de les adapter aux contraintes du tissu cible de la PR, les articulations. Les projets ont consisté à développer et valider dans des modèles expérimentaux d'arthrite de nouvelles stratégies anti-inflammatoires basées sur l'utilisation de l'ARN interférence comme outil thérapeutique. En effet, la possibilité d'interférer au niveau des mécanismes responsables de l'expression des protéines,la régulation de la stabilité des ARNm et de l'efficacité de la machinerie traductionnelle, présente un intérêt thérapeutique supérieur aux biothérapies actuelles basées sur l'inhibition des protéines sécrétées (anticorps ou récepteurs solubles) mais nécessite cependant de posséder un vecteur qui transduit efficacement les cellules productrices de la molécule ciblée. / Rheumatoid arthritis (RA) is the most frequent chronic inflammatory systemicautoimmune disease that remains a major medical challenge as the exact causes of the disease are not completely elucidated. The principal treatment strategies arebased on the inhibition of TNF-α, one of the major inflammatory cytokine in RA.Although risk and benefit analyses are in favour of the use of monoclonal antibodiesagainst TNF-α, the most currently used biotherapy, they are not devoid from multipleside effects. The search for new therapeutic targets is essential to proposealternative approaches to non responders to such biotherapies. The possibility to interfere in the mechanisms responsible for regulating mRNA stability andeffectiveness of the translational machinery also present a therapeutic benefitsuperior to current biologic therapies based on inhibition secreted proteins(antibodies or soluble receptors). Such approach however requires developingvectors that efficiently transduced the specific cell type producing the targeted gene.Projects of my PhD fellowship have included both the development of gene therapyvehicles for RNAi-based intervention in experimental mouse models of arthritis andevaluation of novel candidate genes for alternative anti-inflammatory therapy in RA.

L’arthrite est l’une des causes principales de douleur et d’incapacité auprès de la population canadienne. Les gens atteints d’arthrite rhumatoïde (AR) devraient être évalués par un rhumatologue moins de trois mois suivant l’apparition des premiers symptômes et ce afin de débuter un traitement médical approprié qui leur sera bénéfique. La physiothérapie et l’ergothérapie s’avèrent bénéfiques pour les patients atteints d’ostéoarthrite (OA) et d’AR, et aident à réduire l’incapacité. Notre étude a pour but d’évaluer les délais d’attente afin d’obtenir un rendez-vous pour une consultation en rhumatologie et en réadaptation dans le système de santé public québécois, et d’explorer les facteurs associés. Notre étude est de type observationnel et transversal et s’intéresse à la province de Québec. Un comité d’experts a élaboré trois scénarios pour les consultations en rhumatologie : AR présumée, AR possible, et OA présumée ; ainsi que deux scénarios pour les consultations en réadaptation : AR diagnostiquée, OA diagnostiquée. Les délais d’attente ont été mesurés entre le moment de la requête initiale et la date de rendez-vous fixée. L’analyse statistique consiste en une analyse descriptive de même qu’une analyse déductive, à l’aide de régression logistique et de comparaison bivariée. Parmi les 71 bureaux de rhumatologie contactés, et pour tous les scénarios combinés, 34% ont donné un rendez-vous en moins de trois mois, 32% avaient une attente de plus de trois mois et 34% ont refusé de fixer un rendez-vous. La probabilité d’obtenir une évaluation en rhumatologie en moins de trois mois est 13 fois plus grande pour les cas d’AR présumée par rapport aux cas d’OA présumée (OR=13; 95% Cl [1.70;99.38]). Cependant, 59% des cas d’AR présumés n’ont pas obtenu rendez-vous en moins de trois mois. Cent centres offrant des services publics en réadaptation ont été contactés. Pour tous les scénarios combinés, 13% des centres ont donné un rendez-vous en moins de 6 mois, 13% entre 6 et 12 mois, 24% avaient une attente de plus de 12 mois et 22% ont refusé de fixer un rendez-vous. Les autres 28% restant requéraient les détails d’une évaluation relative à l’état fonctionnel du patient avant de donner un rendez-vous. Par rapport aux services de réadaptation, il n’y avait aucune différence entre les délais d’attente pour les cas d’AR ou d’OA. L’AR est priorisée par rapport à l’OA lorsque vient le temps d’obtenir un rendez-vous chez un rhumatologue. Cependant, la majorité des gens atteints d’AR ne reçoivent pas les services de rhumatologie ou de réadaptation, soit physiothérapie ou ergothérapie, dans les délais prescrits. De meilleures méthodes de triage et davantage de ressources sont nécessaires. / Arthritis is a leading cause of pain and disability in Canada. Persons with rheumatoid arthritis (RA) should be seen by a rheumatologist within three months of symptom onset to begin appropriate medical treatment and improve health outcomes. Early physical therapy (PT) and occupational therapy (OT) are beneficial for both osteoarthritis (OA) and RA and may prevent disability. The objectives of the study are to describe wait times from referral by primary care provider to rheumatology and rehabilitation consultation in the public system of Quebec and to explore associated factors. We conducted a cross-sectional study in the province of Quebec, Canada whereby we requested appointments from all rheumatology practices and public rehabilitation departments using case scenarios that were created by a group of experts. Three scenarios were developed for the rheumatology referrals: Presumed RA; Possible RA; and Presumed OA and two scenarios for the rehabilitation referrals: diagnosed RA and diagnosed OA. Wait times were evaluated as the time between the initial request and the appointment date provided. The statistical analysis consisted primarily of descriptive statistics as well as inferential statistics (bivariate comparisons and logistic regression). Seventy-one rheumatology practices were contacted. For all scenarios combined, 34% were given an appointment with a rheumatologist within three months of referral, 32% waited longer than three months and 34% were refused services. The odds of getting an appointment with a rheumatologist within three months was 13 times greater for the Presumed RA scenario versus the Presumed OA scenario (OR=13; 95% Cl[1.70;99.38]). However, 59% of the Presumed RA cases did not receive an appointment within three months. One hundred rehabilitation departments were also contacted. For both scenarios combined, 13% were given an appointment within 6 months, 13% within 6 to 12 months, 24% waited longer than 12 months and 22% were refused services. The remaining 28% were told that they would require an evaluation appointment based on functional assessment prior to being given an appointment. There was no difference with regards to diagnosis, RA versus OA, for the rehabilitation consultation. RA is prioritized over OA when obtaining an appointment to a rheumatologist in Quebec. However, the majority of persons with RA are still not receiving rheumatology or publicly accessible PT or OT intervention in a timely manner. Better methods for triage and increased resource allocation are needed.

L’arthrite est l’une des causes principales de douleur et d’incapacité auprès de la population canadienne. Les gens atteints d’arthrite rhumatoïde (AR) devraient être évalués par un rhumatologue moins de trois mois suivant l’apparition des premiers symptômes et ce afin de débuter un traitement médical approprié qui leur sera bénéfique. La physiothérapie et l’ergothérapie s’avèrent bénéfiques pour les patients atteints d’ostéoarthrite (OA) et d’AR, et aident à réduire l’incapacité. Notre étude a pour but d’évaluer les délais d’attente afin d’obtenir un rendez-vous pour une consultation en rhumatologie et en réadaptation dans le système de santé public québécois, et d’explorer les facteurs associés. Notre étude est de type observationnel et transversal et s’intéresse à la province de Québec. Un comité d’experts a élaboré trois scénarios pour les consultations en rhumatologie : AR présumée, AR possible, et OA présumée ; ainsi que deux scénarios pour les consultations en réadaptation : AR diagnostiquée, OA diagnostiquée. Les délais d’attente ont été mesurés entre le moment de la requête initiale et la date de rendez-vous fixée. L’analyse statistique consiste en une analyse descriptive de même qu’une analyse déductive, à l’aide de régression logistique et de comparaison bivariée. Parmi les 71 bureaux de rhumatologie contactés, et pour tous les scénarios combinés, 34% ont donné un rendez-vous en moins de trois mois, 32% avaient une attente de plus de trois mois et 34% ont refusé de fixer un rendez-vous. La probabilité d’obtenir une évaluation en rhumatologie en moins de trois mois est 13 fois plus grande pour les cas d’AR présumée par rapport aux cas d’OA présumée (OR=13; 95% Cl [1.70;99.38]). Cependant, 59% des cas d’AR présumés n’ont pas obtenu rendez-vous en moins de trois mois. Cent centres offrant des services publics en réadaptation ont été contactés. Pour tous les scénarios combinés, 13% des centres ont donné un rendez-vous en moins de 6 mois, 13% entre 6 et 12 mois, 24% avaient une attente de plus de 12 mois et 22% ont refusé de fixer un rendez-vous. Les autres 28% restant requéraient les détails d’une évaluation relative à l’état fonctionnel du patient avant de donner un rendez-vous. Par rapport aux services de réadaptation, il n’y avait aucune différence entre les délais d’attente pour les cas d’AR ou d’OA. L’AR est priorisée par rapport à l’OA lorsque vient le temps d’obtenir un rendez-vous chez un rhumatologue. Cependant, la majorité des gens atteints d’AR ne reçoivent pas les services de rhumatologie ou de réadaptation, soit physiothérapie ou ergothérapie, dans les délais prescrits. De meilleures méthodes de triage et davantage de ressources sont nécessaires. / Arthritis is a leading cause of pain and disability in Canada. Persons with rheumatoid arthritis (RA) should be seen by a rheumatologist within three months of symptom onset to begin appropriate medical treatment and improve health outcomes. Early physical therapy (PT) and occupational therapy (OT) are beneficial for both osteoarthritis (OA) and RA and may prevent disability. The objectives of the study are to describe wait times from referral by primary care provider to rheumatology and rehabilitation consultation in the public system of Quebec and to explore associated factors. We conducted a cross-sectional study in the province of Quebec, Canada whereby we requested appointments from all rheumatology practices and public rehabilitation departments using case scenarios that were created by a group of experts. Three scenarios were developed for the rheumatology referrals: Presumed RA; Possible RA; and Presumed OA and two scenarios for the rehabilitation referrals: diagnosed RA and diagnosed OA. Wait times were evaluated as the time between the initial request and the appointment date provided. The statistical analysis consisted primarily of descriptive statistics as well as inferential statistics (bivariate comparisons and logistic regression). Seventy-one rheumatology practices were contacted. For all scenarios combined, 34% were given an appointment with a rheumatologist within three months of referral, 32% waited longer than three months and 34% were refused services. The odds of getting an appointment with a rheumatologist within three months was 13 times greater for the Presumed RA scenario versus the Presumed OA scenario (OR=13; 95% Cl[1.70;99.38]). However, 59% of the Presumed RA cases did not receive an appointment within three months. One hundred rehabilitation departments were also contacted. For both scenarios combined, 13% were given an appointment within 6 months, 13% within 6 to 12 months, 24% waited longer than 12 months and 22% were refused services. The remaining 28% were told that they would require an evaluation appointment based on functional assessment prior to being given an appointment. There was no difference with regards to diagnosis, RA versus OA, for the rehabilitation consultation. RA is prioritized over OA when obtaining an appointment to a rheumatologist in Quebec. However, the majority of persons with RA are still not receiving rheumatology or publicly accessible PT or OT intervention in a timely manner. Better methods for triage and increased resource allocation are needed.

L’arthrose et l’arthrite rhumatoïde sont deux pathologies articulaires caractérisées par la dégradation du cartilage articulaire, subséquente à la production de divers médiateurs inflammatoires. Le traitement de ces pathologies se limite généralement à soulager le patient des épisodes douloureux et inflammatoires et à améliorer sa qualité de vie. Dans le cas de l’arthrose, peu de traitements permettent d’enrayer significativement l’évolution de la dégradation du cartilage et donc de la maladie. Par contre, l’arthrite rhumatoïde peut être efficacement ralentie grâce à l’administration de certaines molécules. Néanmoins, ces traitements n’ont généralement montré qu’une efficacité à court-terme, requérant une administration fréquente. L’objectif de ce travail repose donc sur l’élaboration de nouvelles options thérapeutiques permettant de réduire la fréquence d’administration ainsi que les effets indésirables des traitements actuels. La délivrance de molécules en intra-articulaire associée à une libération prolongée offre l’avantage d’exposer les sites directement impliqués dans l’évolution de la maladie à une ou plusieurs molécules efficaces contre l’inflammation et la douleur, et aidant à la régénération du cartilage, durant plusieurs semaines, voire des mois.<p>Des microparticules de PLGA chargées en clonidine ou en bétaméthasone ont donc été optimisées afin d’obtenir des efficacités d’encapsulation appréciables (clonidine HCl :EE ≈ 20% ;dipropionate de bétaméthasone :EE ≈ 70%), une taille adaptée à l’administration intra-articulaire (12 – 38 µm) et une libération de la molécule s’échelonnant sur 5 à 8 semaines. La libération prolongée de la clonidine implique des mécanismes de diffusion de la molécule ainsi que de dégradation/érosion du polymère. Au vu de l’absence de réaction inflammatoire, les microparticules développées sont correctement tolérées par les chondrocytes, synoviocytes, PBMC et neutrophiles, principales cellules impliquées dans les mécanismes inflammatoires de l’arthrose et de l’arthrite rhumatoïde. L’évaluation de l’efficacité anti-inflammatoire des microparticules vides et chargées en clonidine ou en bétaméthasone via l’étude de l’expression et de la sécrétion de différents médiateurs de l’inflammation a permis d’aboutir à plusieurs conclusions :(i) les microparticules vides sont associées à un effet anti-inflammatoire, (ii) les microparticules chargées en clonidine n’ont pas montré d’activité anti-inflammatoire propre pouvant être attribuée à la clonidine, et (iii) les microparticules de bétaméthasone ont confirmé l’effet anti-inflammatoire de la bétaméthasone. Enfin, l’étude de la toxicité des principes actifs et microparticules vides ou chargées a montré une toxicité significative de la clonidine sur les synoviocytes. Néanmoins, l’encapsulation des principes actifs dans les microparticules de PLGA a permis d’éliminer cette toxicité, protégeant donc efficacement les cellules articulaires.<p>Les microparticules développées permettent alors d’envisager l’encapsulation d’autres molécules anti-inflammatoires ou une combinaison de molécules ayant des effets complémentaires (anti-inflammatoire et antidouleur). L’utilisation de la clonidine dans ces indications devra être réévaluée en étudiant de façon approfondie son efficacité dans la douleur. / Both osteoarthritis and rheumatoid arthritis are articular diseases characterized by the degeneration of the joint cartilage, resulting from the production of various inflammatory mediators. The current treatment of these diseases is restricted to alleviate the painful and inflammatory episodes of the patients and to improve its quality of life. In osteoarthritic patients, few treatments allow to significantly stop the evolution of the degradation of the cartilage and, consequently, the disease. In rheumatoid arthritis, the evolution can be slowed down following the administration of some drugs. Nevertheless, these treatments are often associated to a short-term efficacy. The objective of this work is to develop new therapeutic options that allow to reduce the frequency of administration and the side effects of the current treatments. The intraarticular delivery combined to controlled-release presents the advantage to expose the sites directly involved in the evolution of the disease to one or more molecules effective to relieve the pain, inflammation and to help the regeneration of the cartilage.<p>Clonidine or betamethasone-loaded PLGA microparticles were optimized to reach suitable encapsulation efficiencies (clonidine HCl: EE ≈ 20%; betamethasone dipropionate: EE ≈ 70%), an appropriate size for an intraarticular delivery (12 – 38 µm) and a controlled-release of the molecule over 5 to 8 weeks. The release of clonidine implies mechanisms of diffusion and degradation/erosion of the polymer. Given the absence of an inflammatory reaction, the developed microparticles were properly tolerated by the chondrocytes, synoviocytes, PMBC and neutrophils, which are the main cells involved in the inflammatory reaction of osteoarthritis and rheumatoid arthritis. The assessment of the anti-inflammatory efficacy of the drug-free and drug-loaded microparticles through the evaluation of the expression and the secretion of various inflammatory mediators allowed to draw several conclusions: (i) drug-free microparticles were associated to an anti-inflammatory effect, (ii) clonidine-loaded microparticles did not show any anti-inflammatory activity that could be attributed to clonidine, and (iii) betamethasone- loaded microparticles confirmed the anti-inflammatory effect of betamethasone. Finally, the evaluation of the toxicity of the drugs and microparticles showed a significant toxicity of clonidine against synoviocytes. Nevertheless, the encapsulation of the drugs in PLGA microparticles induced the suppression of this toxicity, protecting in this way the articular cells. <p>Entrapping other anti-inflammatory molecules or a combination of molecules with complementary effects (anti-inflammatory and anti-nociceptive drugs) in the PLGA microparticles developed has to be considered. Moreover, the use of clonidine in these indications has to be reassessed by a thorough study of its anti-nociceptive potential.<p><p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le costimulateur inductible (ICOS) est un récepteur costimulatoire des cellules T crucial pour l’immunité humorale. Chez l’humain, une déficience de ICOS est associée à des infections récurrentes dû à des défauts de différentiation des lymphocytes T auxiliaires folliculaires (Tfh) et un manque d’anticorps protecteurs. Paradoxalement, certains patients déficients en ICOS développent des signes d’autoimmunité causés par des autoanticorps. Ces observations sont en accord avec des résultats suggérant que ICOS joue un double rôle dans la promotion des fonctions de cellules T effectrices et de cellules T régulatrices. L’arthrite rhumatoïde (RA) est une maladie autoimmune caractérisée par l’inflammation articulaire et la destruction progressive des os. Dans la première étude présentée au Chapitre 2, nous avons démontré que ICOS est requis pour l’initiation et la maintenance de l’arthrite induite par le collagène (CIA), un modèle murin de la RA. Nous avons démontré que des événements clés de l’initiation de la CIA incluant la production d’anticorps contre le collagène et la prolifération de cellules T inflammatoires sont dépendants de la voie de signalisation ICOS-PI3K. Aussi, nous avons trouvé que la signalisation par ICOS-PI3K promouvoit le maintien de la CIA. De plus, nous avons établi que l’inhibition de la glycolyse réduit la sévérité de la CIA, ce qui suggère un chevauchement entre la signalisation ICOS-PI3K et le métabolisme du glucose dans la pathogenèse de l’arthrite autoimmune. Dans la deuxième étude présentée au Chapitre 3, nous avons utilisé des souris dont les cellules T régulatrices sont déficientes en ICOS (ICOS FC) pour évaluer l’impact de ICOS dans les cellules Tfr. Nous avons trouvé que les souris ICOS FC possèdent un taux réduit de cellules Tfr, mais aucune diminution des cellules T régulatrices (Treg) précurseurs. De plus, les souris ICOS FC ont un taux élevé de cellules B du centre germinatif (GC) non-spécifiques ainsi qu’une production accrue d’anticorps anti-nucléaires. Nous avons aussi observé une perturbation des réponses anti-virales et de la production d’anticorps spécifiques dans les souris ICOS FC ce qui suggère des rôles non-régulateurs pour les cellules Tfr. Nous avons effectué une analyse de transcriptome de cellule unique avec des Tregs et nous avons observé une accumulation de précurseurs de Tfr dans les souris ICOS FC, ce qui suggère un défaut de la transition Treg à Tfr. Nos données suggèrent que ICOS participe à la différentiation des cellules Tfr en régulant KLF2 et NFAT2, ce qui contribue à l’établissement de traits folliculaires. En résumé, nous avons démontré que ICOS promouvoit le développement de l’arthrite autoimmune en soutenant les fonctions des cellules T inflammatoires par la voie de signalisation ICOS-PI3K. De plus, nos résultats prouvent que ICOS peut prévenir la production d’autoanticorps en supportant la différentiation des cellules Tfr. Notre travail contribue à l’avancement des connaissances en ce qui concerne le rôle double de ICOS dans l’immunité cellulaire et humorale et fournit des paramètres importants à considérer lors de la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques. / The inducible costimulator (ICOS) is a T cell costimulatory receptor crucial for humoral immunity. In humans, ICOS deficiency is associated with recurrent infections due to defects in T follicular helper (Tfh) differentiation and lack of protective antibodies. Paradoxically, some ICOS-deficient patients were found to exhibit signs of antibody-mediated autoimmunity. These observations are congruent with findings suggesting that ICOS plays a dual role in promoting T effector and T regulatory cell functions. Due to this ambivalence, the role of ICOS in autoimmunity remains unresolved. Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease characterized by joint inflammation and progressive bone destruction. The number of ICOS+ T cells in the synovial tissues of RA patients was found to be elevated, suggesting a potential involvement of ICOS signaling in the pathogenesis of RA. In the first study presented in Chapter 2, we showed that ICOS is required for the initiation and maintenance of collagen-induced arthritis (CIA), a murine model of RA. We found that key CIA initiation events such as anti-collagen antibody production and inflammatory T cell proliferation were dependent on ICOS-PI3K signaling. Further, we found that ICOS-PI3K signaling promotes maintenance of established CIA. Additionally, we show that glycolysis inhibition ameliorates CIA, thus suggesting potential overlaps between ICOS-PI3K signaling and glucose metabolism in the pathophysiology of autoimmune arthritis. The initiation of autoimmunity depends on the action of autoimmune effector cells, but also on a failure of regulatory cells. Amongst the latter, T follicular regulatory (Tfr) cells are thought to prevent autoantibody production. In the second study presented in Chapter 3, we used regulatory T cell-specific ICOS knockout (ICOS FC) mice to investigate the impact of ICOS signaling in Tfr cells. We found that ICOS FC mice display a significant reduction in Tfr cell numbers, but no depletion of their T regulatory (Treg) precursors. Further, ICOS FC mice exhibited a rise of extraneous germinal center (GC) B cells numbers and increased production of anti-nuclear antibodies. We also observed disruptions of anti-viral responses and antigen-specific antibody production in ICOS FC mice, suggesting non-regulatory roles for Tfr cells. We performed single-cell transcriptome analysis of regulatory T cells and observed an accumulation of Tfr precursors in ICOS FC mice suggestive of a Treg-to-Tfr transition defect. Mechanistically, we found that ICOS participates in Tfr differentiation by regulating KLF2 and NFAT2, thereby contributing to the establishment of follicular T cell traits. In sum, we demonstrate that ICOS promotes the development of autoimmune arthritis by fostering inflammatory T cell responses in a PI3K-dependent manner. In addition, our work shows that ICOS can prevent autoantibody production by supporting Tfr differentiation. Thus, we contribute insights into the dual role of ICOS in the cellular and humoral arms of autoimmunity, providing important parameters to be considered when searching for novel therapeutic targets.

La thérapie génique représente l'un des défis de la médecine des prochaines décennies dont la réussite dépend de la capacité d'acheminer l'ADN thérapeutique jusqu'à sa cible. Des structures non virales ont été envisagées, dont le chitosane, polymère cationique qui se combine facilement à l’ADN. Une fois le complexe formé, l’ADN est protégé des nucléases qui le dégradent. Le premier objectif de l'étude est de synthétiser et ensuite évaluer différentes nanoparticules de chitosane et choisir la mieux adaptée pour une efficacité de transfection sélective in vitro dans les cellules carcinomes épidermoïdes (KB). Le deuxième objectif de l'étude est d'examiner in vivo les effets protecteurs du gène de l'IL-1Ra (bloqueur naturel de la cytokine inflammatoire, l’Interleukine-1β) complexé aux nanoparticules de chitosane sélectionnées dans un modèle d'arthrite induite par un adjuvant (AIA) chez le rat. Les nanoparticules varient par le poids moléculaire du chitosane (5, 25 et 50 kDa), et la présence ou l’absence de l’acide folique (FA). Des mesures macroscopiques de l’inflammation seront évaluées ainsi que des mesures de concentrations de l’Interleukine-1β, Prostaglandine E2 et IL-1Ra humaine secrétés dans le sérum. Les nanoparticules Chitosane-ADN en présence de l’acide folique et avec du chitosane de poids moléculaire de 25 kDa, permettent une meilleure transfection in vitro. Les effets protecteurs des nanoparticules contenant le gène thérapeutique étaient évidents suite à la détection de l’IL-1Ra dans le sérum, la baisse d'expressions des facteurs inflammatoires, l’Interleukine-1 et la Prostaglandine-E2 ainsi que la diminution macroscopique de l’inflammation. Le but de cette étude est de développer notre méthode de thérapie génique non virale pour des applications cliniques pour traiter l’arthrite rhumatoïde et d’autres maladies humaines. / Considered to be one of the medical challenges of the coming decade, the success of gene therapy depends on the ability to deliver therapeutic DNA to target cells. Non-viral polymers, such as chitosan (Ch), a cationic polymer, can be easily combined with DNA. Once a complex is formed, DNA is protected from degradation by nucleases. The first objective of this study was to define the characteristics of the best-suited Ch nanoparticle for maximum selective transfection in human epidermoid carcinoma (KB) cells in vitro. Nanoparticles varied by the presence or absence of folic acid (FA) and Ch’s molecular weight (MW 5, 25 and 50 kDa). They were then selected and combined with interleukin-1 receptor antagonist (IL-1Ra) gene, a natural blocker of the inflammatory cytokine interleukin-1beta (IL-1β). The second objective was to inject these carriers by the hydrodynamic method in a rat model of adjuvant-induced arthritis and to evaluate the inhibitory effects of IL-1Ra against inflammation in vivo. Ch-DNA nanoparticles with FA and Ch25 demonstrated selective transfection and significantly increased it in KB cells in vitro. The inhibitory effects of IL-1Ra gene therapy in vivo were evident from lower expression levels of inflammatory factors (IL-1 and prostaglandin E2) and decreased macroscopic limb inflammation. The results also revealed the presence of human recombinant IL-1Ra protein in rat sera. Non-viral gene therapy with Ch-PEG-FA-DNA nanoparticles containing the IL-1Ra gene appears to significantly decrease inflammation in this experimental model of arthritis.

La thérapie génique représente l'un des défis de la médecine des prochaines décennies dont la réussite dépend de la capacité d'acheminer l'ADN thérapeutique jusqu'à sa cible. Des structures non virales ont été envisagées, dont le chitosane, polymère cationique qui se combine facilement à l’ADN. Une fois le complexe formé, l’ADN est protégé des nucléases qui le dégradent. Le premier objectif de l'étude est de synthétiser et ensuite évaluer différentes nanoparticules de chitosane et choisir la mieux adaptée pour une efficacité de transfection sélective in vitro dans les cellules carcinomes épidermoïdes (KB). Le deuxième objectif de l'étude est d'examiner in vivo les effets protecteurs du gène de l'IL-1Ra (bloqueur naturel de la cytokine inflammatoire, l’Interleukine-1β) complexé aux nanoparticules de chitosane sélectionnées dans un modèle d'arthrite induite par un adjuvant (AIA) chez le rat. Les nanoparticules varient par le poids moléculaire du chitosane (5, 25 et 50 kDa), et la présence ou l’absence de l’acide folique (FA). Des mesures macroscopiques de l’inflammation seront évaluées ainsi que des mesures de concentrations de l’Interleukine-1β, Prostaglandine E2 et IL-1Ra humaine secrétés dans le sérum. Les nanoparticules Chitosane-ADN en présence de l’acide folique et avec du chitosane de poids moléculaire de 25 kDa, permettent une meilleure transfection in vitro. Les effets protecteurs des nanoparticules contenant le gène thérapeutique étaient évidents suite à la détection de l’IL-1Ra dans le sérum, la baisse d'expressions des facteurs inflammatoires, l’Interleukine-1 et la Prostaglandine-E2 ainsi que la diminution macroscopique de l’inflammation. Le but de cette étude est de développer notre méthode de thérapie génique non virale pour des applications cliniques pour traiter l’arthrite rhumatoïde et d’autres maladies humaines. / Considered to be one of the medical challenges of the coming decade, the success of gene therapy depends on the ability to deliver therapeutic DNA to target cells. Non-viral polymers, such as chitosan (Ch), a cationic polymer, can be easily combined with DNA. Once a complex is formed, DNA is protected from degradation by nucleases. The first objective of this study was to define the characteristics of the best-suited Ch nanoparticle for maximum selective transfection in human epidermoid carcinoma (KB) cells in vitro. Nanoparticles varied by the presence or absence of folic acid (FA) and Ch’s molecular weight (MW 5, 25 and 50 kDa). They were then selected and combined with interleukin-1 receptor antagonist (IL-1Ra) gene, a natural blocker of the inflammatory cytokine interleukin-1beta (IL-1β). The second objective was to inject these carriers by the hydrodynamic method in a rat model of adjuvant-induced arthritis and to evaluate the inhibitory effects of IL-1Ra against inflammation in vivo. Ch-DNA nanoparticles with FA and Ch25 demonstrated selective transfection and significantly increased it in KB cells in vitro. The inhibitory effects of IL-1Ra gene therapy in vivo were evident from lower expression levels of inflammatory factors (IL-1 and prostaglandin E2) and decreased macroscopic limb inflammation. The results also revealed the presence of human recombinant IL-1Ra protein in rat sera. Non-viral gene therapy with Ch-PEG-FA-DNA nanoparticles containing the IL-1Ra gene appears to significantly decrease inflammation in this experimental model of arthritis.