Dans le cadre de la sécurité routière, les essais de choc ne permettent pas la prédiction des blessures internes, notamment aux organes abdominaux. La simulation numérique apparaît comme un outil prometteur pour évaluer le risque lésionnel d'une configuration d'impact en permettant de décrire les sollicitations relatives aux différents organes. Afin de quantifier le risque de blessure, il est nécessaire de connaître le comportement à rupture des tissus du corps humain. L'objet de cette étude est le foie, dont les blessures sont souvent graves. L'attention s'est portée sur les lacérations surfaciques, qui impliquent le parenchyme et la capsule hépatiques. L'objectif de cette thèse est de caractériser et modéliser le comportement et la rupture de ces deux tissus. L'étude expérimentale s'est progressivement focalisée sur les tissus impliqués dans la lacération surfacique. Un protocole de compression de foie entier pressurisé a mis en évidence le mécanisme d'apparition des lésions, liées à une sollicitation de traction biaxiale. Une série d'essais de traction uniaxiale sur parenchyme et capsule a permis la quantification des propriétés à rupture de ces tissus. Enfin, les essais de gonflement de capsule ont permis la caractérisation indépendante de celle-ci sous une sollicitation plus réaliste. La mesure de champ par corrélation d'images 2D puis 3D a été utilisée dans ces deux derniers protocoles, révélant les phénomènes locaux tels que la localisation de la déformation avant rupture. Le module élastique du parenchyme a été évalué ; un modèle linéaire puis hyperélastique a été identifié pour le comportement de la capsule. Lors de ces campagnes d'essais, les influences de l'origine biologique -porc ou humain - et de la congélation sur les propriétés mécaniques des tissus ont été évaluées par des tests statistiques. Le travail de modélisation s'est porté sur l'endommagement et la rupture d'un tissu fibreux membranaire initialement isotrope. Les fibres sont supposées élastiques linéaires fragiles. L'endommagement est modélisé comme le résultat de la rupture des fibres à l'échelle microscopique. Deux méthodes d'homogénéisation issues de la littérature sont utilisées et comparées. Le modèle obtenu permet de décrire l'endommagement par deux variables scalaires macroscopiques. Plusieurs phénomènes observés expérimentalement - dépliement progressif des fibres, fibres endommageables, propriétés variables d'une fibre à l'autre - constituent des extensions au modèle. Construit dans un cadre très général, ce modèle est identifié sur les essais de gonflement de la capsule hépatique. La simulation des essais est réalisée en appliquant les conditions aux limites expérimentales ; le module élastique et la déformation à rupture des fibres sont identifiés par un algorithme d'optimisation. Les modèles et propriétés mécaniques à rupture ainsi définis peuvent être inclus dans un modèle de foie entier en vue de la simulation d'un choc.

L’hépatite autoimmune (HAI) résulte d’une perte de tolérance du système immunitaire envers des antigènes de l’hépatocyte. Elle peut se présenter sous forme d’hépatite aiguë, parfois fulminante, ou comme une maladie chronique menant progressivement à une cirrhose hépatique. En absence de traitement, cette maladie est fatale. La pathogenèse de l’HAI et les mécanismes responsables de sa progression restent inconnus à ce jour. L’objectif global de ce projet est d’examiner les facteurs prédisposants et les mécanismes immunologiques responsables de l’apparition et de la progression de l’HAI. Pour permettre l’étude de la pathogenèse de l’HAI, nous avons développé un modèle murin expérimental d’hépatite autoimmune de type 2. Celui-ci est basé sur la xénoimmunisation de souris C57BL/6 avec les deux antigènes ciblés dans l’HAI de type 2 chez l’homme (CYP2D6 et FTCD). Par mimétisme moléculaire, le système immunitaire de ces souris réagit contre les protéines murines homologues et une HAI s’ensuit. Ce modèle expérimental présente la plupart des caractéristiques histologiques, biochimiques et sérologiques d’une HAI de type 2. Les souris développent une inflammation autoimmune chronique avec présence d’hépatite d’interface et d’infiltrations intralobulaires, un infiltrat composé majoritairement de lymphocytes T CD4+ mais aussi de lymphocytes T CD8+ et B, d’une élévation des ALT sériques, des niveaux d’immunoglobulines G circulantes augmentés ainsi que d’autoanticorps anti-LKM1 et anti-LC1. L’étude de l’influence du bagage génétique a permis de définir l’importance relative des gènes du CMH et des gènes non-CMH sur le développement d’une HAI. Les gènes du locus CMH sont essentiels mais insuffisants pour mener au développement d’une HAI et donc, la susceptibilité génétique à l’HAI est comme chez l’homme, multigénique. Les patients atteints d’HAI de type 2 sont généralement des jeunes filles. L’étude des influences de l’âge et du sexe dans ce modèle a permis de montrer que les souris femelles avant et au début de leur maturité sexuelle sont plus susceptibles au développement d’une HAI de type 2. De plus, les femelles ont un nombre réduit de lymphocytes T régulateurs, ce qui leur confère une susceptibilité accrue comparé aux mâles. L’ensemble de ces travaux nous a conduits à proposer un mécanisme où le développement d’une HAI chez les femelles d’un âge particulier résulterait de l’activation de cellules T CD4+ autoréactives ayant échappé aux mécanismes de tolérance centrale, via un mécanisme de mimétisme moléculaire avec un antigène exogène. En présence d’une tolérance périphérique réduite due à un faible nombre de cellules T régulatrices, les cellules T autoréactives proliféreraient et activeraient des cellules B autoréactives entraînant la sécrétion d’autoanticorps. L’activation subséquente de cellules T CD8+ cytotoxiques spécifiques amènerait la lyse des hépatocytes et la relâche d’autoantigènes permettant la perpétuation de l’autoimmunité. / Autoimmune hepatitis (AIH) is an autoimmune disease resulting from a loss of immunological tolerance against hepatocyte antigens. It can present itself as an acute hepatitis, sometime fulminant, or as a chronic disease leading to progressive liver cirrhosis. In absence of treatment, this disease is fatal. The pathogenesis of AIH and the mechanisms responsible for its progression remain unknown. The overall objective of this project is to examine predisposing factors and immunological mechanisms responsible for the onset and progression of HAI. To study the pathogenesis of AIH, we developed a mouse model of experimental autoimmune hepatitis type 2. This model is based on xenoimmunization of C57BL/6 wild type mice with human type 2 AIH autoantigens (CYP2D6 and FTCD). Molecular mimicry between the xenoantigens and their homologous murine proteins results in the development of an autoimmune response followed by liver inflammation. This experimental mouse model shows most histological, biochemical and serological features of human type 2 AIH. Mice develop autoimmune chronic liver inflammation characterized by the presence of interface hepatitis and intralobular inflammation, infiltrates composed predominantly of CD4+ but also of CD8+ T and B cells, elevated ALT serum levels, increased serum immunoglobulin G and circulating anti-LC1 and anti-LKM1 autoantibodies. Studies of the influence of genetic background on AIH susceptibility have defined the relative importance of MHC and non-MHC genes. Specific MHC haplotype are necessary but not sufficient to lead to the development of AIH and therefore, the genetic susceptibility to HAI is, as in humans, multigenic. In humans type 2 AIH is found predominantly in young women. In our experimental models, female mice before or at beginning of sexual maturity are more susceptible to AIH. Females at this age have reduced numbers of regulatory T cells, conferring an increased susceptibility compared to males. Based on these results, we propose a mechanism in which the development of AIH results from the activation, through a mechanism of molecular mimicry with an exogenous antigen, of autoreactive CD4+ T cells that have escaped central tolerance. In presence of reduced peripheral tolerance due to low number of regulatory T cells, autoreactive T cells proliferate and activate autoreactive B cells leading to secretion of autoantibodies. The subsequent activation of specific cytotoxic CD8+T cells results in hepatocytes lysis and autoantigens release, leading to perpetuation of autoimmunity.

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

L'Uranium (U) est un métal lourd radioactif dispersé dans l'environnement. Du fait de cette présence naturelle mais aussi de ses applications civiles et militaires, la population générale peut être exposée à l'U par ingestion d'eau de boisson ou d'aliments contaminés. Le système pro/anti-oxydant est un système de défense fréquemment impliqué lors d'une exposition aiguë à l'uranium. L'objectif de cette thèse est d'étudier le rôle du système pro/anti-oxydant après contamination chronique à l'U dans le foie et les reins. Après contamination chronique de rats à différentes concentrations d'U, une accumulation dose dépendante de l'U dans les organes -jusqu'à 6 µg/g dans les reins- ainsi qu'une localisation préférentielle de l'U dans le noyau des cellules du tube contourné proximal sont observées. L'absence de néphrotoxicité observée, même à la plus forte concentration, pourrait s'expliquer par le renforcement du système anti-oxydant et notamment l'augmentation du taux de glutathion. L'étude des effets de la contamination à l'U chez un modèle déficient pour Nrf2, facteur de transcription cytoprotecteur impliqué dans la défense anti-oxydante, a mis en évidence une accumulation d'U plus importante chez les animaux Nrf2 -/-. Néanmoins, les effets biologiques de l'U sur le système pro/anti-oxydant ne semblent pas impliquer Nrf2. Par ailleurs, il existe une corrélation entre la localisation de l'U dans des cellules HepG2 en culture et les effets biologiques sur ce système après exposition à de faibles concentrations d'U. Ce radionucléide se localise dans les noyaux sous forme soluble et l'apparition de précipités est corrélée à la mise en place de mécanismes d'adaptation qui sont ensuite débordés au cours du temps et de la concentration, laissant apparaître une toxicité cellulaire. L'ensemble de ces résultats suggèrent que le renforcement du système anti-oxydant serait un mécanisme d'adaptation après exposition chronique à faible concentration d'U.

L’Imagerie et la Spectroscopie par Résonance Magnétique du proton (IRM et ¹H SRM) sont des méthodes innovantes en toxicologie. Ces outils permettent l’évaluation de l’impact des xénobiotiques in vivo au niveau structural et métabolique respectivement. Dans cette perspective, les travaux de cette thèse ont été réalisés sur deux modèles murins : (i) des injections répétées de gadodiamide chez le rat entrainant une accumulation de gadolinium dans les noyaux profonds cérébelleux (NCP) ; (ii) une exposition à faible dose(20 μg/kg/jour) pendant la gestation et la lactation au bisphénol A (BPA) et à ses dérivés chlorés qui sont des perturbateurs endocriniens.L’étude des effets des injections répétées du gadodiamide a montré un rehaussement du signal des NCP sur des images pondérées T1 à 6 et 11 semaines post-injections. De manière inédite, il a été mis en évidence que le rehaussement du signal des NCP se maintient jusqu’à 1 an post-injections. Il a été également mesuré une augmentation prolongée de la concentration de créatine totale dans les NCP par la méthode de quantification ERETIC digital. Néanmoins, cette variation n’a pas été confirmée par les autres méthodes de quantification conventionnelles (jMRUI et LCModel). Une comparaison des méthodes de quantification en ¹H SRM (ERETIC digital, jMRUI et LCModel) a été réalisée afin de mettre en évidence l’influence de la correction de la ligne de base dans le traitement des spectres ¹H in vivo.Des perturbations précoces des dérivés chlorés du BPA ont été quantifiés chez les jeunes souris mâles et femelles exposées pendant la période périnatale : (i) des modifications de la composition lipidique hépatique, et cela préalablement à tout changement structural ; (ii) des altérations microstructurales et métaboliques au niveau de l’hippocampe. Une méthode de diffusion spectroscopique a été optimisée puisdes expériences in vivo ont été effectuées afin de caractériser ces anomalies de l’intégrité intracellulaire dans le cerveau des souris mâles. / Magnetic Resonance Imaging and Spectroscopy (MRI and ¹H MRS) are new methods in toxicology. These tools allow the assessment of the impact of xenobiotics at structural and metabolic levels respectively. In this perspective, this thesis presents two studies in animal models: (i) repeated administrations of linear gadolinium-based contrast agent (gadodiamide) in rat leading to a deposition of gadolinium in deep cerebellar nuclei (DCN); (ii) gestational and lactational exposure to bisphenol A (BPA) and its chlorinated derivatives at low dose (20 μg/kg/day) which are endocrine disruptors.The study of repeated injections of gadodiamide showed a hypersignal of DCN on T1-weighed images at 6and 11 weeks post-injections. In an unprecedented way, it was demonstrated that the hypersignal of DCN persisted for 1 year post-injections. A prolonged increase of total creatine concentration in DCN was also measured by the quantitation ERETIC digital method. Nevertheless, this variation was not confirmed by other conventional quantitation methods (jMRUI and LCModel). A comparison of quantitation methods in ¹H MRS (ERETIC digital, jMRUI and LCModel) was performed in order to elucidate the influence of baseline correction in the processing of in vivo ¹H spectra.Early disturbances caused by chlorinated derivatives of BPA were quantified in young male and female mice perinatally exposed: (i) modifications of hepatic lipid composition which precedes any structural change; (ii)microstructural and metabolic alterations in the hippocampus. A spectroscopic diffusion method was optimized, leading to in vivo experiments in order to characterize those abnormalities of intracellular integrity in the brain of male mice.

Le foie est un organe clef dans la régulation du métabolisme énergétique de l’organisme. La superfamille des récepteurs nucléaires y joue un rôle primordial de senseur de l’environnement métabolique. Parmi ces récepteurs nucléaires, le récepteur des acides biliaires FXR participe aux mécanismes de régulation de l’activité du foie à travers son action sur les métabolismes des acides biliaires, des glucides et des lipides. FXR est devenu ainsi une cible thérapeutique potentielle dans le traitement de nombreuses maladies impliquant un désordre métabolique comme les cholestases, le diabète de type 2 ou la stéatohépatite non-alcoolique. Malgré des résultats prometteurs dans le traitement de la stéatohépatite non-alcoolique, le traitement de patients avec un agoniste de FXR, le INT747, semble augmenter la concentration plasmatique du LDL-Cholestérol et diminue la concentration du HDL-Cholestérol suggérant un risque accru de développement d’athérosclérose. Ces effets sur le profil lipidique sont le frein majeur du développement clinique de ses agonistes. Les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation par FXR de nombreuses voies comme le métabolisme des lipides et du cholestérol sont peu explorés et peu compris. Compte-tenu de ces informations, il est d’autant plus intéressant d’approfondir les connaissances de ces mécanismes et d’identifier des facteurs ou de nouveaux partenaires capables de moduler l’activité transcriptionnelle de FXR plus spécifiquement dans le cadre du contrôle du métabolisme des lipides et du cholestérol. L’un des facteurs de transcription connu comme régulateur majeur de ces voies métaboliques dans le foie est le facteur de transcription de la famille forkhead FOXA2. Ce facteur de transcription, dont l’activité est dépendante des conditions physiologiques, est activé par le glucagon et inhibé par l’insuline. De plus, c’est également un régulateur du métabolisme des acides biliaires, du cholestérol et des lipides.L’objectif de cette thèse a été d’étudier l’interaction entre les voies de signalisation de FXR et de FOXA2 dans différentes lignées cellulaires d’hépatocytes humains ou murins et dans le foie. Nous avons établi que FOXA2 et FXR sont colocalisés sur la chromatine des cellules HepG2 et dans le foie de souris à proximité de gènes impliqués dans la régulation du métabolisme des lipides et du cholestérol. Ces zones de cofixation de FXR et de FOXA2 présentent très peu de motifs de fixation de FOXA2 suggérant l’implication d’autres motifs de fixation non connus ou un mécanisme de type « tethering ». Nous avons montré que la fixation de FOXA2 à ces zones de cofixation avec FXR est augmentée par l’activation de FXR par son agoniste, le GW4064, évoquant une potentielle interaction entre ces deux facteurs. Nous avons démontré que ces deux facteurs interagissaient physiquement et que FOXA2 est un répresseur de l’activité transcriptionnelle de FXR à travers l’utilisation de différentes approches et modèles cellulaires. Finalement, dans les hépatocytes primaires de souris, FOXA2 est impliqué dans la répression de l’activité transcriptionnelle de FXR par le glucagon sur le gène Shp.L’ensemble de ce travail met en évidence pour la première fois la répression de l’activité de FXR par le facteur de transcription caractéristique du jeûne FOXA2 à travers un mécanisme moléculaire suggérant une transrépression de type «tethering». Ces résultats présentent un mécanisme inédit par lequel l’activité de FXR peut être modulée par le statut nutritionnel de façon gène-spécifique. / The liver is a key regulator of whole-body energy metabolism. The nuclear receptor super-family plays a leading role in the metabolic sensing of the liver. Among the nuclear receptors, the bile acid nuclear receptor FXR contribute to the modulation of liver activity in particular through the regulation of bile acid, lipids and glucose homeostasis. Consequently, FXR became a potential therapeutic target for many diseases implicated metabolic disorder such as cholestasis, type 2 diabete or Non-Alcoholic Steatohepatitis (NASH). Despite promising results especially on NASH, patient treatment with FXR agonist the INT747 seems to increase LDL-Cholesterol plasma concentrations together with a decreased concentration of HDL-Cholesterol suggesting a higher risk to develop atherosclerosis. These effects on plasma lipid profile are the major break against the development of agonists in clinics. Giving the poor understanding and knowledge of the molecular mechanisms which govern FXR regulation of activity on various signaling pathways, it is of major interest to find new partners and regulators of FXR and especially on lipid and cholesterol homeostasis. One of the transcription factor known to be active in the control of these signaling pathways in the liver is the forkhead box transcription factor FOXA2. This transcription factor whose activity is dependent of physiological conditions is activated by glucagon and inhibited by insulin. In addition, this factor is known to regulate bile acid, cholesterol and lipid metabolism, functions very close from FXR activities in the liver.The objective of this PhD was to study the interaction between FXR and FOXA2 signaling pathways in different hepatic cells lines from human or mouse origin and in the liver. We established that FOXA2 and FXR are colocalised in HepG2 cells and liver chromatin near genes implicated in the lipid and cholesterol metabolism. These FXR/FOXA2 cobinding zones present few consensus FOXA2 response elements suggesting the implication of non consensus binding motifs or a “tethering” mechanism. We show that FOXA2 binding to FXR/FOXA2 cobinding zones is increased when FXR is activated and/or more present in the chromatin evoking a potential interaction between these two factors. We demonstrate that FXR and FOXA2 interact physically and that FOXA2 is a repressor of FXR transcriptional activity using different approaches and cellular models. Finally, we show that FOXA2 is implicated in glucagon-induced repression of FXR transcriptional activity on Shp gene.To conclude, our results show for the first time that the fasting key regulator of lipid and cholesterol homeostasis FOXA2 is a repressor of FXR transcriptional activity through a plausible mechanism involving “tethering” process. This work gives a novel mechanism by which FXR activity can be modified by nutritional status in a gene-specific manner.

L'infection par le virus de l'hépatite C implique des processus d'interaction complexe entre l'hôte et le virus. Plusieurs facteurs de l'hôte incluant des polymorphismes génétiques et les réponses immunitaires influent sur l'infection et les réponses au traitement. Aussi, il est important d'identifier en amont les facteurs pour prédire la réponse au traitement. L'objectif de la thèse est d'étudier l'influence de certains polymorphismes génétiques de l'hôte sur la réponse à la bithérapie et sur le statut immunitaire du foie dans l'infection chronique par le VHC. L'étude a porté sur les polymorphismes des gènes de l'interféron lambda 3 et 4, l'interféron gamma, l'interleukine 10, et l'interleukine 17, conjointement à la réponse au traitement avec le peg-IFNα et la RBV et aux réponses immunitaires du foie chez les patients. Nous avons établi une méthode PCR-RFLP simple et fiable pour le typage de deux polymorphismes de l'IFNL3. En utilisant les enzymes de restriction BstUI et BrsDI permet le génotypage de deux variantes de IFNL3 (rs12979860 C/T et rs8099917 T/G, respectivement). Les résultats indiquent que cette méthode PCR-RFLP donne des résultats similaires à ceux des méthodes standard et présente un intérêt pour des analyses de routine en laboratoire clinique car elle est peu coûteuse. Nous avons analysé l'association des polymorphismes avec la réponse au traitement antiviral sur une cohorte de 108 patients infectés par le VHC de génotype 1 traités par la bithérapie. Nous avons ainsi démontré que le génotype de l'IFNL4 TT/TT de ss469415590 et une réponse virologique rapide sont des facteurs prédictifs indépendants pour atteindre un taux de réponse virologique soutenue (OR = 3,93, p = 0,004 et OR = 6,74, p = 0,021). D'autre part, une charge virale initiale haute est associée à l'échec au traitement (OR = 0,34, p = 0,023). Ainsi, ces paramètres sont utiles pour la définition d'un traitement personnalisé. Pour expliquer l'influence de ces polymorphismes dans l'infection chronique par le VHC, nous avons étudié l'association des polymorphismes IFNL3 et 4 avec la réponse immunitaire du foie chez les patients atteints d'une infection chronique par le VHC. En utilisant l'expression de CD107a comme marqueur de l'activité sécrétoires des lymphocytes, nous avons observé une activité de dégranulation des lymphocytes du foie plus importante les patients porteurs des génotypes de IFNL4 favorables en comparaison avec les patients porteurs de l'allèle défavorable. En utilisant des analyses de régression, les taux d'ALT sont en corrélation avec la fréquence des cellules NKT CD107a+ dans le foie. Enfin, chez les patients traités par la bithérapie, une forte activité de dégranulation est observée chez les patients avec les génotypes favorables IFNL3 et 4. Nous suggérons que les polymorphismes des gènes de l'interféron lambda sont associés à l'activité de la dégranulation des lymphocytes intra-hépatiques et contribuent à un mécanisme de clairance du VHC sous la bithérapie. Nous avons également étudié l'impact de plusieurs polymorphismes génétiques sur la gravité de l'hépatite C chronique. Les résultats montrent une association significative observée entre le polymorphisme de l'IFN-γ et la gravité de l'hépatite C chronique. Pour l'analyse de régression logistique, l'allèle T et la présence d'une stéatose sont des facteurs prédictifs indépendants de la sévérité de la maladie hépatique chronique associée au VHC. L'utilisation du génotypage de l'IFN-γ pourrait être utile dans la prise en charge des patients. En conclusion, nous avons montré que les polymorphismes des gènes des IFNL3 et 4 et de l'IFN-γ de l'hôte jouent un rôle important dans l'efficacité du traitement et les réponses immunitaires hépatiques. Ces résultats aident à définir un traitement personnalisé pour le contrôle de l'infection chronique par le VHC, en particulier dans les régions aux ressources limitées où les nouveaux traitements ne sont pas accessibles. / Hepatitis C virus (HCV) infection is a complex interaction process between the host and viral factors. The host immune responses and genetic polymorphisms have been shown to be associated with the outcome of HCV infections and the responses to treatments. Thus, it is very important to identify pre-treament factors to predict treatment outcomes. The overall aim of the thesis study is to investigate the role of host genetic polymorphisms on response to combination therapy and immune response in the liver in chronic HCV infection. The study has focused on polymorphisms in the interferon lambda (IFNL) genes, interferon gamma, interleukin 10, and interleukin 17 in relation to response to therapy with peg-IFNα and Ribavirin (RBV) and liver immune responses in patients with chronic HCV infection.First, we have established a simple and reliable method for genotyping of the IFNL3 polymorphisms. We designed primers and selected restriction enzymes BstUI and BrsDI for genotyping 2 variants rs12979860 C/T and rs8099917 T/G, respectively. The results indicate that this PCR-RFLP method yields to identical data than standard sequencing method and commercial kit. We suggest that PCR-RFLP method could be used routinely in conventionally clinical laboratory for genotyping of IFNL3 polymorphisms. Next, we analysed the association of these variants with response in combination therapy of peg-IFNα and RBV. Among 108 treated patients infected with HCV genotype 1, by using logistic regression model analyses, we showed that patients who had favorable IFNL4 genotype (genotype TT/TT of ss469415590) and presented a rapid virological response (RVR) were independent predictors of achieving sustained virological response rate (OR = 3.93, CI = 1.53 -10.08, p = 0.004 and OR = 6.74, CI = 1.33 - 34.06, p= 0.021), whereas patients with high baseline viral load level were associated with failure to treatment (OR = 0.34, CI = 0.13 - 0.87, p = 0.023). We suggest that patients had favorable IFNL4 genotype and achieved RVR should benefit an individualized treatment of combination therapy of peg-IFNα and RBV. To explain the influence of these polymorphisms in chronic HCV infection, we investigated the association of IFNL4 polymorphisms with immune response in the liver in patients with chronic HCV infection. By using marker CD107a, a marker expressing degranulation activity of cytotoxic lymphocytes, we indicated that degranulation process was found in liver lymphocytes in patients carrying favourable IFNL4 genotypes compared with patients with unfavourable genotypes. By using multiple regression analyses, we demonstrated that ALT levels correlate with frequency of CD107a+ NKT cells in the liver. Finally, in patients treated by peg-IFNα and RBV, high degranulation activity observed in patients with favourable genotypes of IFNL3 and IFNL4 (CC of rs12979860 and TT/TT of ss469415590). We suggest that polymorphisms in the interferon lambda genes associated with intrahepatic lymphocyte degranulation activity and contribute to clearance mechanism of HCV under combination treatment of peg-IFNα and RBV.We investigated the impact of several genetic polymorphisms on the severity of chronic hepatitis C. We showed a significant association observed between polymorphism of IFN-γ and the severity of chronic hepatitis C. By using logistic regression analysis, T allele of IFN-γ and the presence of steatosis are independent predictive factors of severity of HCV-1 - related liver disease. This suggests we can use genetic variant of IFN-γ in classification and management of chronic hepatitis C. In conclusion, we indicated that host genetic polymorphisms play critical roles both in responses to treatment and in the immunopathogenesis of chronic HCV infection. This study can help to reach a closer step to individualized medicine for the control of chronic HCV infection in resource-limited regions when new treatment regimens are not available.

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

Ce travail de thèse a consisté en la synthèse et l’étude de dérivés du macrocycle pyclen (3,6,9,15-tétrazabicyclo[9.3.1]pentadéca-1(15),11,13-triène) pour la complexation de l’90Y3+ et du Gd3+ pour le traitement et le diagnostic du cancer du foie par les techniques respectives de radiothérapie interne et d’IRM. Notre objectif a été de développer des chélates stables et inertes répondant aux critères imposés par le milieu biologique. La lipophilie et la neutralité de ces composés ont également été recherchées en raison des applications visées. Nous avons synthétisé des dérivés du pyclen N-fonctionnalisés par des groupements phosphonate puis développé une série de quatre ligands diversement N-fonctionnalisés par des groupements picolinate et acétate. Ces derniers ont été synthétisés grâce au développement de nouvelles voies de N-fonctionnalisation régiospécifiques. Ces synthèses ont été optimisées et les complexes d’Y3+ et Gd3+ étudiés. Les résultats obtenus nous ont amené à synthétiser un analogue lipophile qui forme avec l’yttrium 90 un excellent chélate pour le traitement du cancer du foie. Enfin, ces études ont mis en évidence le potentiel de certains chélates de Gd3+ à être utilisés comme agents de contraste hépatobiliaires. / This work consisted in the synthesis and study of Y3+ and Gd3+ pyclen derivatives for liver cancer’s treatment and diagnosis by means of internal radiotherapy and MRI techniques. For these applications, the chelates of interest must fulfill numerous criteria: being thermodynamically stable and kinetically inert but also being lipophilic and neutral. In this work, we have synthesized a pyclen derivative N-functionalized by three phosphonate pendant arms and developed four new pyclen derivatives N-functionalized by either picolinate or acetate moities arranged in various way, thanks to the development of new synthetic pathways leading to regiospecific N-functionalization. These syntheses were optimized and the properties of Y3+ and Gd3+ chelates were studied. The good results we have obtained encouraged us to synthesize a lipophilic analogue which forms with yttrium 90 a very promising chelate, suitable for liver cancer’s internal radiotherapy. The gadolinium(III) chelates also show good properties for a use as a liver-specific MRI contrast agent.

L’actine est impliquée dans de nombreuses fonctions cellulaires physiologiques et pathologiques. Au cours de ma thèse j'ai analysé le rôle de l'actine i) lors de l’invasion tumorale et ii) dans la formation des fenêtres des cellules endothéliales sinusoïdales hépatiques. i) Les cellules tumorales forment des structures d’actine permettant la dégradation de la matrice extracellulaire (MEC) nommés invadosomes. Mes travaux ont permis de démontrer que la RhoGTPase Cdc42 régule la formation de la structure d’actine qu’est l’invadosome, tandis que la protéine d’échafaudage Tks5 est requise pour l’activité de dégradation aboutissant à un invadosome fonctionnel. Ces deux molécules constituent la signature moléculaire minimale des invadosomes. Nous avons établi que le collagène de type I qui est surexprimé dans le microenvironnement tumoral induit la formation d’invadosomes linéaires (Lis). Nous avons identifié le récepteur à domaine discoïdine 1 (DDR1) comme spécifiquement responsable de la formation des Lis. Son interaction avec le collagène fibrillaire permet le recrutement du facteur d’échange des RhoGTPases, Tuba et l’activation de la Cdc42 conduisant à la formation d’un Li. DDR1 est impliqué dans l’invasion tumorale et sa surexpression est de mauvais pronostic dans plusieurs cancers comme le poumon ou encore le sein. Le récepteur DDR1 est également impliqué dans la cohésion cellulaire au cours de la migration collective des cellules tumorales. Nous avons démontré que dans un contexte riche en collagène de type I, DDR1 a une double localisation et donc différents rôles associés dans la migration collective. D’une part un rôle de cohésion cellulaire et d’autre part un rôle dans la dégradation de la MEC. Nous tentons de démontrer que ces différentes fonctions impliquent différentes isoformes de DDR1. Nous souhaitons par la suite déterminer les mécanismes moléculaires qui régulent l’expression, la localisation et la signalisation associées aux différentes isoformes de DDR1. ii) Dans un contexte physiologique, les capillaires sanguins du foie présentent des pores transcellulaires ou fenêtres, qui permettent les échanges bidirectionnels entre le sang et les hépatocytes pour assurer la fonction de filtration de cet organe. Au cours du processus de fibrose ces fenêtres sont perdues, réduisant les échanges. Nous avons démontré le caractère réversible de la perte des fenêtres mais aussi que l’actine n’était pas impliquée dans la formation de ces structures. Nous avons développé une méthode de visualisation en microscopie haute résolution STED de ces structures, permettant pour la première fois une analyse sur cellule vivante. Par une approche de spectrométrie de masse couplée à notre nouvelle méthode d’observation en STED, nous voulons valider la co-localisation des fenêtres avec des marqueurs potentiels identifiés. / Actin is involved in many physiological and pathological cellular functions. In my thesis I analyzed the role of actin i) during tumor invasion and ii) in the formation of fenestrae in liver sinusoidal endothelial cells. i) Tumor cells form actin-based structures, invadosomes, involved in extracellular matrix (ECM) degradation. My work has demonstrated that the RhoGTPase Cdc42 regulates the formation of invadosomes, while the Tks5 scaffold protein is required for the matrix degradation activity. These two molecules form a minimum molecular signature for invadosomes. We found that type I collagen, which is overexpressed in the tumor microenvironment, induces the formation of linear invadosomes (Lis). We have identified the discoidin receptor 1 (DDR1) to be specifically responsible for Lis formation. Its interaction with the fibrillar collagen allows the recruitment of GEF Tuba and the activation of Cdc42 RhoGTPase leading to Li formation. DDR1 is implicated in tumor invasion and its overexpression is a poor prognosis in many cancers like lung or breast. The DDR1 receptor is also involved in cell cohesion in the collective migration of tumor cells. We have demonstrated that in a context rich in type I collagen, DDR1 has a dual location and therefore possesses different roles in the collective migration of tumor cells: a role in cell cohesion and a role in ECM degradation. We are analyzing the role of the different DDR1 isoforms in this process. We wish subsequently to determine the molecular mechanisms that regulate the expression, localization and signaling associated with these different isoforms. ii) In a physiological context, the liver capillaries have transcellular pores that allow bidirectional exchanges between the blood and the hepatocytes to ensure the proper filtering function of that organ. During the fibrosis process, these pores are lost thus decreasing the exchanges. We have demonstrated that the loss of these “fenestrae” is reversible and also that actin does not play a role in their formation. We have developed a novel method to analyze these structures in living cells using high resolution STED microscopy. Now, by using mass spectrometry approach coupled to our new observation methods in STED, we want to validate the fenestrae co-localisation with potential markers identified.