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Microsomes obtained from different groups or rats, following pretreatment with different dosages or 3,4-benzpyrene (BP), aflatoxin Bl (Bl), ethionine (ET) and/or a combination of these, were used to obtain initial velocity data for BP disappearance. The values for Km, Vmax and K/v for different groups were obtained by the computer analysis of initial velocity data. Vmax and Km values were used to assess the quantitative and qualitative changes of microsomal B:2 hydroxylase, respectively, caused pretreatment. BP pretreatment greatly enhanced the V and also decreased the Km values. The increase in Vmax paralleled the increase in the dosage of BP from BP(lX) to BP(3X). When ET, a protein inhibitor, was given in conjunction with BP it blocked the increase in Vmax but did not block the effect of BP on the Km. The effect of BP on the qualitative properties (Km) of enzyme was observed to be a slow time dependent phenomenon which required the simultaneous presence of both the enzyme and the inducer. / Ph. D.

In the characterization of many diseases, the tissues involved tend to have different chemical compositions when compared to those of normal tissues. For example, in certain types of cancer, metabolites or small peptides may be overproduced by the cancerous cells. If this difference can be measured, using bio-sensor technology, early on in disease progression and development, it may mean the difference between life and death for the patient suffering from the disease. Because of their substrate specificities and chemical recognition properties, Redox enzymes make ideal test subjects for studying the potential of enzymes for use in bio-sensing equipment. In this research, a target set of redox enzymes was cloned from the hyperthermophilic organism, Sulfolobus solfataricus. Many of the cloned enzymes were expressed and purified, so that biophysical characterizations, kinetic enzyme assays, and crystallization trials can be performed in the future.

Les cellules de l’organisme réagissent au danger en relâchant des substances dont les nucléotides, qui sont à l’origine de l’inflammation et/ou fibrose notamment au niveau du foie. Ceux-ci activent leurs récepteurs P2 disséminés sur la plupart des cellules de l’organisme. Il existe des enzymes parmi lesquelles les NTPDases, habilitées à hydrolyser ces nucléotides, limitant ainsi leur activité pro¬inflammatoire. Notre laboratoire a identifié, cloné et localisé la NTPDase8, au niveau des canalicules biliaires du foie. Predisant une fonction dans l’inflammation hépato-biliaire in vivo, nous avons généré une lignée de souris déficiente en cette enzyme et des anticorps dirigés contre celle-ci. Durant ma maitrise, j’ai confirmé la déficience de l’enzyme (ADN, ARN et protéine) dans cette lignée de souris Entpd8-/-. Les souris déficientes se sont révélées plus inflammées sans traitement, mais moins atteintes par l’inflammation et la fibrose que les souris sauvages à la suite de deux modèles distincts de fibrose hépatique. / Body cells react, to danger signals by releasing in the external environment, substances such as nucleotides that are responsible for inflammation and/or fibrosis. Nucleotids activate their P2 receptors spread throughout the body. There are enzymes such as the NTPDases, which are empowered to hydrolyze these nucleotides thus limiting their P2 receptor-induced activation. Our laboratory has identified, cloned and located one of those enzymes referred as NTPDase8 at the level of the liver bile canaliculi. This location may lead to a particular function in liver inflammatory attacks. So, we generated NTPdase8 knock-out mice and antibodies against this protein. During my Master degree, I characterized NTPDase8-deficient mice to the level of DNA, RNA and protein. I then developed two models of liver fibrosis to assess the role of this enzyme in vivo. The knock-out mice which started more inflamed were found little less inflamed and fibrotic after the experiments than wild-type mice.

Le syndrome de détresse respiratoire du nouveau-né (SDR) est l’une des pathologies les plus fréquentes dont souffrent les bébés prématurés. Le SDR est causé par un déficit dans la synthèse du surfactant pulmonaire en raison de l’immaturité du poumon lors d’une naissance prématurée. Plusieurs éléments régulent le développement pulmonaire notamment les stéroïdes sexuels et les corticostéroïdes. Le sexe est aussi un élément régulateur du développement pulmonaire. En effet, les garçons sont plus atteints que les filles par le SDR. Ce dimorphisme sexuel est attribué aux androgènes. Le traitement anténatal aux glucocorticoïdes est prescrit aux femmes qui sont à risque d’accoucher prématurément. En effet, les corticostéroïdes favorisent la maturation pulmonaire anténatale. Également, il a été démontré que les microARNs sont primordiaux pour le développement pulmonaire. Ceci nous a conduit à étudier l’impact des androgènes sur le profil d’expression des microARNs lors de la transition du stade canaliculaire au stade sacculaire (jour gestationnel (JG)17.0 au JG18.0), période qui coïncide avec la montée de la synthèse et de la sécrétion du surfactant chez la souris. Tout d’abord, nous avons étudié la stabilité des gènes de normalisation (snoRNAs) afin de quantifier les microARNs par qPCR. Cette analyse a été effectuée avec 3 logiciels différents et sur plusieurs stades du développement notamment de la période pseudoglandulaire jusqu’au stade alvéolaire chez les deux sexes. On a identifié les meilleures combinaisons de gènes de normalisation les plus stables pour chaque stade du développement étudié ainsi que pour la période couvrant tous les stades étudiés. Ensuite nous avons analysé à GD17.0 et GD18.0 le profil d’expression des microARNs chez des fœtus mâles dont les mères ont été traitées au flutamide (anti-androgènes pure). Les résultats ont montré que 43 microARNs matures sont modulés par les androgènes à GD17.0 et 35 microARNs à GD18.0. Pour certains microARNs, nous avons identifié des cibles potentielles qui sont inversement modulées par les androgènes par rapport aux microARNs. Ces cibles sont impliquées dans plusieurs processus biologiques tels que le métabolisme des lipides et la prolifération cellulaire ainsi que dans des fonctions moléculaires tels que la liaison des facteurs de transcription. Des expériences de validation ont été effectuées par qPCR. Nos résultats ont montré que les androgènes régulent des processus qui peuvent être impliqués dans la maturation pulmonaire via la régulation des microARNs. En plus de l’intérêt porté aux androgènes dans la maturation pulmonaire, nous avons analysé l’expression d’enzymes de synthèse des corticostéroïdes dans le poumon fœtal humain. L’expression de l’enzyme 21-hydroxylase a été étudiée par qPCR et par immunobuvardage. Également la localisation de l’ARNm de cette enzyme clé de la synthèse des glucocorticoïdes, a été effectuée par hybridation in situ. L’ARNm de CYP21A2 a été détecté par qPCR dans les 34 échantillons analysés et dont les âges variaient entre 17 et 40 semaines de grossesse. Aucune corrélation, avec l’âge gestationnel ou le sexe, n’a été observée. Des niveaux significatifs de la protéine 21-hydroxylase ont été détectés dans nos échantillons. Nous avons investigué l’expression d’autres enzymes impliquées dans la voie de synthèse des glucocorticoïdes notamment CYP11B1, CYP11B2 et CYP17A1. Les ARNm des gènes CYP11B1, CYP11B2 n’ont pas été détectés dans nos échantillons, contrairement à CYP17A1 dont l’ARNm a été détecté dans tous nos tissus fœtaux analysés. La protéine de la 17α-hydroxylase a été détectée à de faibles niveaux. Nos résultats d’hybridation in situ ont montré que l’expression de CYP21A2 est localisée presqu’exclusivement dans l’épithélium pulmonaire distal. Nos résultats suggèrent que les produits de la 21-hydroxylase agiront via une action intracrine sur l’épithélium distal en activant le récepteur des glucocorticoïdes (GR). L’activation du récepteur des minéralocorticoïdes (MR) ne semble pas dépendre de produits de la 21-hydroxylase en raison des quantités importantes d’aldostérone circulante. / Respiratory distress syndrome of the newborn (RDS) is one of the most common diseases affecting preterm babies. RDS is caused by a deficiency in the synthesis and secretion of pulmonary surfactant as a result of lung immaturity caused by a premature birth. Several elements and factors regulate lung development including sex steroids and corticosteroids and the sex of the infant. In fact, boys are more affected than girls by RDS. This sexual dimorphism is attributed to the presence of androgens in male lungs. In contrast, corticosteroids are given to mother at higher risk to deliver prematurely to promote antenatal lung maturation of the fetuses. As other factors, it has been shown that microRNAs are essential to lung development. This led us to study the impact of androgen on the expression profile of microRNAs in the transition period between canalicular and saccular stages (gestational day (GD)17.0 and GD18.0). This period overlap the surge of surfactant synthesis in the mouse. First, we studied the stability of normalization genes (snoRNAs) to quantify microRNAs by qPCR. This analysis was performed by 3 methods of calculation at several stages of lung development from the pseudoglandular to the alveolar stages and this for both sexes. We identified the best combinations of the most stable normalization genes for each individual developmental stage studied as well as for the period covering all the studied stages. Then, we analyzed the expression profile of microRNAs on GD17.0 and GD18.0 in male fetuses whose mothers were treated with flutamide (pure anti-androgen). The results showed that 43 mature microRNAs are modulated by endogenous androgens on GD17.0 whereas 35 microRNAs on GD18.0. We have identified some microRNAs and potential targets that are inversely modulated by androgens compared with microRNAs. These targets are involved in several biological processes such as lipid metabolism and cell proliferation as well as in molecular functions such as transcription factor binding. Validation experiments were performed by qPCR. Our results showed that androgens regulate processes that may be involved in lung maturation via the regulation of microRNAs. In addition to the interest in the impact of androgens on lung maturation, we analyzed the expression of corticosteroid synthesis enzymes in the human fetal lung. Expression of the CYP21A2 and the presence of its corresponding 21-hydroxylase enzyme have been studied by qPCR and immunoblot. Also mRNA localization of this key enzyme in the synthesis of glucocorticoids has been also assessed by in situ hybridization. CYP21A2 mRNA was detected by qPCR in all the 34 analyzed samples, whose ages ranged between 17 and 40 weeks of pregnancy. No correlation with gestational age or sex was observed. Significant levels of 21-hydroxylase protein were detected in our samples. We investigated the expression of other enzymes involved in the pathway of glucocorticoid synthesis including CYP11B1, CYP11B2 and CYP17A1. CYP11B1, CYP11B2 mRNA were not detected in our samples, unlike CYP17A1 whose mRNA was detected in all our analyzed fetal tissues. CYP17A1 protein was detected at low levels. In situ hybridization data showed that CYP21A2 expression is localized almost exclusively in the distal epithelium of human fetal lung. Our results suggest that 21-hydroxylase products act via an intracrine action on the distal epithelium by activating the glucocorticoid receptor (GR). Activation of the mineralocorticoid receptor (MR) at this site does not seem to depend on the 21-hydroxylase products due to the large amounts of circulating aldosterone.