Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Nouveaux polymères avec une structure arborescente unique, les dendrimères suscitent un grand intérêt auprès des chercheurs de tous les domaines scientifiques confondus et spécialement auprès des biologistes. Théoriquement synthétisés de façon à ce qu’ils soient parfaitement mono disperses en taille et en masse et de forme sphérique, les dendrimères PAMAM ont des propriétés structurales qui pourraient donner de bons résultats lors de leur utilisation comme vecteurs de médicaments ou d’acides nucléiques.De récentes études biologiques ont montré que les dendrimères PAMAM pouvaient transfecter un grand nombre de cellules de différente nature. Les propriétés structurales et physicochimiques du dendrimère joueraient un rôle essentiel dans l’efficacité de cette transfection et pouvoir prédire ces propriétés permettraient de mieux contrôler le comportement de ces«vecteurs-médicaments» dans l’organisme / In the context of securing clinical gene transfer, new strategies are developed with the creationof synthetic gene vectors based on cationic polymers to replace commonly used viral vectors ingene therapy. PAMAM dendrimers are highly branched macromolecules with controlled nearmonodisperse three-dimensional architecture emanating from a central core. Polymer growthstarts from a central core molecule and growth occurs in an outward direction by a series ofpolymerisation reactions. Hence, precise control over size can be achieved by the extent ofpolymerisation, starting from a few nanometers. Cavities in the core structure and folding of thebranches create cages and channels. The surface groups of dendrimers are amenable tomodification and can be tailored for specific applications. Therapeutic and diagnostic agents areusually attached to surface groups on dendrimers by chemical modification.Recent biological studies have shown that PAMAM dendrimers could transfect a large numberof cells of different nature. The structural properties and physico-chemical properties ofdendrimer play a key role in the efficiency of transfection and to predict these properties wouldbetter control the behavior of these "drug delivery systems in the body.

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

Pour améliorer la compétitivité de l'industrie porcine, le porc canadien doit être attrayant et présenter un avantage unique qui permettrait à cette industrie de se démarquer des autres produits alimentaires. La carnosine pourrait offrir un tel avantage et ainsi aider l'industrie porcine à obtenir une plus grande part de marché, tout en modifiant les perceptions négatives liées à la consommation de viande. La carnosine fut, en 1900, le premier peptide jamais isolé à partir de matériel biologique. Chez l'homme, certaines propriétés curatives ont été associées à la consommation de carnosine. Ces propriétés peuvent être expliquées, en partie, par la capacité de la carnosine à inhiber la glycation non enzymatique des protéines et leurs agrégations au cours du vieillissement. Mais son potentiel d'améliorer la qualité de la viande de porc est tout aussi intéressant à développer. En effet, la carnosine musculaire agirait comme tampon de pH, ce qui permettrait de ralentir l’acidification dans le muscle squelettique. La carnosine présente également des propriétés antioxydantes, ce qui peut aussi contribuer à améliorer la qualité de la viande. Ce projet de maîtrise fait partie d’un programme de recherche plus large ayant pour objectif d'augmenter la teneur en carnosine musculaire chez le porc en croissance afin de différencier et de donner une valeur ajoutée au porc canadien. Dans cette étude, nous avons supposé qu’un contenu élevé en carnosine musculaire serait associé à de meilleurs paramètres de qualité de la viande chez le porc en croissance et que l'expression des gènes liés au métabolisme de la carnosine serait modulée chez les porcs ayant différents niveaux de carnosine musculaire, de même que dans les muscles de porcs de différentes races. En second lieu, nous avons supposé que des polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP), observés sur les gènes liés au métabolisme de la carnosine, pourraient aussi affecter le dépôt de carnosine musculaire chez le porc. Un total de 282 porcs de race pure a été utilisé pour ce projet, incluant 85 Duroc, 92 Landrace et 105 Yorkshire, lesquels provenaient de 16 producteurs différents à travers le Canada. Ces porcs sont entrés à la station de Deschambault (Québec, Canada) entre 10 à 16 jours d’âge, ont tous été élevés dans des conditions similaires et abattus à 120 kg de poids vif. Les carcasses ont été suivies individuellement à l’abattoir pour permettre l’échantillonnage du muscle longissimus thoracis immédiatement après la mort de l’animal et de prendre les mesures de qualité de la viande, 24 h postmortem. Les valeurs de qualité de la viande et de carnosine musculaire étaient disponibles au début de ce projet de maîtrise (projet de recherche antérieur). Dans un premier temps, les niveaux d’expression génique de gènes du métabolisme de la carnosine ont été mesurés par la méthode de PCR en temps réel. Les gènes sélectionnés incluent des enzymes (ABAT, 4-aminobutyrate aminotransferase; CARNS1, carnosine synthase 1; CNDP1, CNDP dipeptidase 1; CNDP2, CNDP dipeptidase 2; HDC, histidine decarboxylase) et des transporteurs (SLC6A6, solute carrier family 6, member 6; SLC15A1, solute carrier family 15, member 1; SLC15A2, solute carrier family 15, member 2; SLC15A3, solute carrier family 15, member 3; SLC15A4, solute carrier family 15, member 4; SLC36A1, solute carrier family 36, member 1) reliés au métabolisme de la carnosine. Les gènes ABAT, CDNP1, HDC, SLC15A1 et SLC15A2 ont été abandonnés puisque leurs transcrits étaient indétectables ou présents à de très faibles quantités. En ce qui concerne les autres gènes, l’analyse des résultats a révélé un effet de race pour l’expression génique de CARNS1, CNDP2 et SLC36A1, les valeurs les plus élevées étant observées chez les porcs de race Duroc, lesquels présentent également des niveaux plus élevés en carnosine musculaire. Pour chaque race, les animaux ont été regroupés en trois catégories selon leur teneur en carnosine musculaire (Bas, Moyen et Élevé). Pour les Duroc, l'abondance en ARNm de la CARNS1 est plus élevée pour le groupe Bas que pour les groupes Moyen et Élevé en carnosine. Ce résultat laisse croire à un possible rétrocontrôle de la carnosine musculaire sur la transcription de la CARNS1, l’enzyme responsable de sa synthèse. Pour les gènes SLC15A3 et SLC15A4, nous observons des niveaux d’ARNm plus élevés chez les animaux à haute teneur en carnosine. Ainsi, des niveaux plus élevés de carnosine musculaire pourraient entrainer une augmentation de la transcription de SLC15A3 et SLC15A4, deux gènes impliqués dans le transport de la carnosine. Dans un deuxième temps, l’effet de la quantité de carnosine musculaire sur différents caractères de qualité de la viande a aussi été étudié. Ces résultats nous démontrent que les porcs ayant des niveaux de carnosine élevés, présentent également une meilleure qualité de la viande, tel que démontré par un pH à 24h plus élevé, une meilleure capacité de rétention d’eau et une diminution des indices de couleur b* (couleur jaune) et L* (luminance).Enfin, une recherche de polymorphismes d’ADN a aussi été effectuée sur quatre gènes cibles (CARNS1, SLC6A6, SLC15A3 et SLC15A4) ayant un fort potentiel d’affecter les niveaux de carnosine musculaire. Les séquences codantes et 3’UTR de chacun de ces gènes ont tout d’abord été séquencées sur une population restreinte de 28 Duroc, 27 Landrace et 30 Yorkshire, incluant des porcs présentant de faibles et de hauts niveaux de carnosine musculaire. Un total de 27 SNPs ont été identifiés pour ces quatre gènes. De ce nombre, quatre SNPs furent sélectionnés pour effectuer le génotypage de la population entière (n = 590). De ces SNPs, deux entrainent un changement d’acide aminé dans le gène SLC15A4 (SNP c.658A>G : Ile220Val; SNP c.818G>A : Ser273Asn)) et deux autres SNPs dans le gène SLC15A3 se retrouvent sur un site reconnu par un micro-ARN (c.*35C>T and c.*52C>T). Des analyses d’association ont ensuite été effectuées afin de déterminer l’effet des différents SNPs et diplotypes sur les caractères de qualité de la viande et sur les niveaux de carnosine et d’ansérine (analogue méthylé de la carnosine). Nos résultats démontrent qu’une sélection en faveur du génotype c.658AA ou du diplotype AA/GG pour le gène SLC15A4 résulterait en une augmentation de carnosine musculaire et une amélioration de certains paramètres de qualité de la viande tels que la couleur, la rétention d’eau et le pH à 24 h. Collectivement ces résultats montrent que les porcs présentant de hauts niveaux de carnosine musculaire présentent également une meilleure qualité de la viande. De plus, les niveaux d’expression de certains gènes du métabolisme de la carnosine sont modulés selon la race de porc (influence génétique possible) et aussi selon le contenu de carnosine musculaire. Enfin, une amélioration générale de la qualité de la viande serait possible par la sélection d’allèles favorables du gène SLC15A4. Cependant, les fréquences observées pour les allèles mineures du SNP c.658A>G (i.e. Duroc, 0.01; Landrace, 0.09) suggèrent une amélioration génétique limitée chez les Duroc et les Landrace.

L’Ostéoarthrose (OA) est une maladie articulaire entrainant une dégénérescence du cartilage et une ossification de l’os sous-chondral. Elle touche un Canadien sur 10 et pourtant l’origine de cette pathologie est encore inconnue. Dans le cadre de ce projet, la contribution de deux facteurs de transcription, NFAT1 et PITX1, dans la régulation transcriptionnelle du promoteur d’IHH a été examiné compte tenu de l’implication potentielle de la voie hedgehog (Hh) et de ces facteurs dans la pathogenèse de l’OA. La voie de signalisation Hh régule la croissance et la différenciation des chondrocytes. Indian hedgehog (IHH), l’un des trois membres de la famille Hh, contrôle leur prolifération et leur différenciation. / Osteoarthritis (OA) is the most common joint disorder and is characterized by cartilage degradation and endochondral ossification. One in every ten Canadians is affected, yet its aetiopathogenesis remains unknown. In this present study, two new regulators of the IHH promoter, NFAT1 and PITX1, were studied. The downregulation of IHH expression by these factors could contribute to the OA pathogenesis. The Hedgehog (Hh) signaling pathway regulates chondrocyte growth and differentiation in the growth plate. Indian hedgehog (IHH), one of its members, stimulates chondrocyte proliferation and osteoblast differentiation. IHH is essential in skeletogenesis, osteoblastogenesis and cartilage growth.

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