La déstabilisation de la plaque d’athérosclérose reste de nos jours un problème majeur, malgré les progrès récents dans sa compréhension. Les neutrophiles sont des acteurs puissants de l’immunité innée capables d’altérer les plaques. Un chimio-attractant majeur des neutrophiles, le leucotriène B4, pourrait être un des contributeurs potentiels de la déstabilisation des plaques en particulier dans l’endotoxémie, elle-même associée aux accidents cardiovasculaires. L’objectif de ce travail a été de définir le rôle du leucotriène B4 dans l’attraction des neutrophiles dans la plaque au cours de l’endotoxémie et de déterminer si les neutrophiles peuvent basculer l’équilibre qui maintient les plaques stables. Nous avons montré que le recrutement des neutrophiles médié par le leucotriène B4 a un impact délétère sur la stabilité des plaques au cours de l’endotoxémie en favorisant l’apoptose et la dégradation de fibres matricielles. En conclusion, cette étude ouvre la voie vers de nouvelles approches thérapeutiques visant à cibler l’axe leucotriène-neutrophiles dans la maladie athérosclérotique. / Atherosclerotic plaque destabilisation remains an important issue, in spite of the recent advances in its comprehension. Neutrophils are powerful innate immune actors capable of altering plaques. In this context, the leukotriene B4, one of the main chemoattractants of neutrophils, has been proposed as a potential contributor to plaque destabilisation. A particular context in which these two actors are closely linked is endotoxemia, itself associated with plaque destabilisation This work was aimed at determining whether leukotriene B4 plays a role in the chemoattraction of neutrophils in plaques during endotoxemia and at assessing whether neutrophils can tip the balance which maintains plaques stable. We have herein evidenced that the recruitment of neutrophils mediated by leukotriene B4 has a deleterious impact upon plaque stability during endotoxemia by promoting apoptosis and degrading matrix fibres. In conclusion, this study paves the way to novel therapeutic approaches aimed at targeting the axis leukotriene-neutrophil in atherosclerotic disease.

L'asthme est une maladie chronique caractérisée par un remodelage bronchique. Les cystéinyl-leucotriènes (CysLT), comme le leucotriène D4 (LTD4), contribuent à l'inflammation, mais peu d'études démontrent un lien avec ce remodelage. Des antagonistes des récepteurs des CysLT (CysLTR) ont été développés, comme le Montélukast (MK), pour contrer leurs effets inflammatoires. Nous avons postulé que le fibroblaste bronchique exprime les CysLTR et que les CysLT contrôlent la synthèse du procollagène I(a1). Nous avons utilisé une culture primaire de fibroblates bronchiques isolés de sujets sains ou asthmatiques. Chez les fibroblastes des sujets asthmatiques, il y a surexpression des CysLTR. De plus, le LTD4 induit l'expression du procollagène I(a1). Cette induction est inhibée par MK. Le LTD4 augmente l'expression du transforming growth factor-B1 (TGF-B1) et l'inhibition de TGF-B1 bloque la modulation de procollagène I(a1). Cette étude suggère que les CysLT peuvent jouer un rôle dans la régulation du collagène dans l'asthme.

L’inflammation est un processus normal de défense du corps humain contre les pathogènes. Bien que la réponse immunitaire soit normalement favorable au corps humain, elle peut être aussi très néfaste. En fait, une réponse inflammatoire excessive non contrôlée (ex : inflammation chronique) contribue à la persistance de pathologies chroniques, telles que l’asthme, l’athérosclérose et l’arthrite rhumatoïde. Une enzyme qui joue un rôle important dans ces maladies inflammatoires est la 5 lipoxygénase (5-LO). La 5-LO est responsable de la biosynthèse de puissant médiateurs lipidiques nommés leucotriènes. Le rôle biologique des leucotriènes implique la chimiotaxie, la brochoconstriction ainsi que l’augmentation de la perméabilité vasculaire. Cette thèse cette thèse a pour but de mieux comprendre certains aspects de la régulation physiologique et pharmacologique de la 5-lipoxygénase, soit par l’entremise de molécules endogènes ou de nouveaux composés pharmacologiques. Un aspect intéressant du génome humain est le phénomène de l’épissage alternatif. Il est très impressionnant de constater qu’environ 70-80% de tous les gènes humains peuvent subir de l’épissage alternatif. Nous avons donc évalué si le gène ALOX5, qui code pour la protéine 5-LO, est susceptible à l’épissage alternatif. Nous avons identifié et caractérisé la présence de nouvelles isoformes protéiques de la 5-LO chez les neutrophiles humains ainsi que chez les lignées cellulaires leucocytaires Raji (lymphocytes B), THP-1 (cellules monocytaires), Reh (lymphocytes non B et non T) et TA (lymphocytes B). Dans la seconde partie de mes études, nous avons évalué les propriétés anti-inflammatoires d’un composé actif provenant de la propolis de ruches d’abeille, soit l’ester d’acide caféique phénéthyle (CAPE). Nous avons aussi synthétisé de nouveaux analogues de CAPE dont certains ont démontré une activité anti-inflammatoire. Certains de ces composés, tels que le CAPE et son analogue amide, ont démontré une capacité inhibitrice de la 5-LO équipotente ou supérieur au seul inhibiteur actuellement utilisé en clinique, soit le zileuton. Il est important de continuer la recherche de nouveaux inhibiteurs de la 5-LO, car le zileuton, bien qu’il soit très efficace dans le traitement de l’asthme, peut causer une certaine toxicité au niveau du foie. / Inflammation is a natural process of the human body’s defence against pathogens. Although the immune response is primarily favourable to the human body, it can also be very harmful. In fact, an uncontrolled and excessive inflammatory response (e.g. chronic inflammation) can result in chronic pathologies such as asthma, atherosclerosis and rheumatoid arthritis. One enzyme that plays an important role in certain chronic inflammatory pathologies is the 5-lipoxygenase (5-LO), which is responsible for the biosynthesis of powerful lipid mediators called leukotrienes. The biological role of leukotrienes includes chemotaxis, bronchoconstriction and vascular permeability. The present thesis focuses at better understanding the physiological and pharmacological regulation of 5-LO, either with natural endogenous molecules or with novel anti-inflammatory drugs. One particularly intriguing aspect of the human genome is the alternative splicing phenomenon. Indeed, it is estimated that between 70-80% of all human genes undergo alternative splicing. Therefore, we investigated if the ALOX5 gene, which codes for the 5 LO protein, underwent alternative splicing. We identified novel isoforms of the 5-LO protein in leukocyte Raji (B cells), THP-1 (monocytes), Reh (non B non T) and TA (B cells). In the second part of my studies, we investigated the anti-inflammatory and antioxidant properties of an active component from propolis of honeybee hives, known as caffeic acid phenethyl ester (CAPE). We also synthesized analogues of CAPE, some of which possess anti-inflammatory properties. Some of these compounds such as CAPE and its amid analogue, are novel 5-LO inhibitors that are either equipotent or more potent than the only clinically approved and commercially available 5-LO inhibitor zileuton. Since some adverse effects result from the clinical use of zileuton in some patient (liver toxicity), it is clear that there is room for improvement in regards to current 5-LO inhibitors.

Chez les individus infectés par le VIH-1, nous retrouvons des particules virales dans le système nerveux central dès la phase aiguë de l'infection. De ce fait, plusieurs complications neurologiques peuvent émerger chez ces individus tels que des troubles neurocognitifs modérés, certaines déficiences neurocognitives asymptomatiques et même de la démence. De nombreuses recherches démontrent que la neuropathogénèse du VIH-1 est surtout reliée à la neuroinflammation plutôt qu'à la charge virale dans le système nerveux central. Plusieurs molécules proinflammatoires sont produites par les cellules neurologiques lorsqu'il y a infection par le VIH-1. Parmi celles-ci, nous retrouvons les eicosanoides tels que les leucotriènes (LTs) qui sont souvent présents dans le liquide cérébrospinal d'individus infectés. À ce jour, le rôle que peut jouer ces médiateurs lipidiques inflammatoires dans la pathogénèse du VIH-1 est méconnu. Nous nous sommes donc intéressés à mieux comprendre comment les LTs peuvent affecter l'infection du système nerveux central par le VIH-1. Dans une première étude, nous avons tenté de caractériser les interactions entre les LTs, les cellules microgliales et le VIH-1. Nous montrons que les LTs inhibent non seulement l'entrée virale, mais aussi les étapes précoces de l'infection qui suivent la fusion membranaire du VIH-1 dans les microglies. En effet, lorsque ces cellules sont traitées aux LTs, on observe une diminution significative du niveau d'ADN proviral dans les cellules microgliales résultant d'un blocage d'étapes de la replication virale après l'importation nucléaire de façon protéine kinase C (PKC)-dépendante. Dans le cadre d'un deuxième projet, nous avons étudié l'effet des LTs sur les astrocytes. Ainsi, nous avons pu mettre en évidence la capacité des astrocytes stimulés par le leucotriène C₄(LTC₄) à induire la transmigration de lymphocytes T CD4+ infectées par le VIH-1 au travers d'un modèlew vitro de barrière hémato-encéphalique. De plus, nos résultats démontrent l'implication de la CX3CL1 à cet effet. Ainsi, cette étude décrit comment les LTs produits dans le système nerveux central peuvent contribuer à la neuroinvasion et l'infection du VIH-1 dans ce compartiment. Globalement, nos travaux permettent une mise en perspective du rôle des LTs dans la neuropathogénèse du VIH-1 et ouvre la voie vers de nouvelles stratégies thérapeutiques.

"Le recrutement des neutrophiles est une étape critique de la réaction inflammatoire. L'AMP cyclique (AMPc) est une molécule reconnue pour ses effets pro-inflammatoires à de très faibles concentrations intracellulaires mais aussi pour ses effets anti-inflammatoires à fortes concentrations intracellulaires, et ce au niveau de plusieurs de types cellulaires. Des résultats obtenus dans notre laboratoire ont montré que les agents qui augmentent la concentration intracellulaire d'AMPc, comme l'histamine et l'adénosine, inhibent la biosynthèse du leucotriène B₄ (LTB₄) chez le neutrophile humain en bloquant la libération de son substrat, l'acide arachidonique. D'autres études en cours montrent que le LTB₄ est essentiel à la migration transendothéliale du neutrophile humain. Nous démontrons dans cette étude in vitro que l'inhibition par l'AMPc de la migration transendothéliale du neutrophile humain est due, du moins en partie, à l'inhibition de la biosynthèse du LTB₄."

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

Résumé : Les anomalies de la contractilité utérine induisent des complications majeures. Il a été décrit que les facteurs inflammatoires et hormonaux déterminent la qualité des contractions utérines. FACTEURS INFLAMMATOIRES : Lors de prématurité spontanée, un statut inflammatoire est présent dans 60 % des cas où des médiateurs lipidiques inflammatoires (leucotriènes, prostaglandines) jouent un rôle majeur. Cette étude évalue l’effet du Montélukast, un antagoniste des récepteurs aux cys-leucotriènes, sur l’activité myométriale humaine in vitro. L’effet du Montélukast anténatal a été quantifié en condition inflammatoire sur l’activité contractile in vitro et sur la prolongation de la grossesse. Deux modèles sont utilisés. Le premier modèle est basé sur le prélèvement de biopsies utérines humaines, lors de césariennes. Le deuxième modèle est basé sur l’induction d’inflammation chez des rates gestantes suivie par des prélèvements utérins. En condition basale, les résultats montrent que le Montélukast a un effet tocolytique significatif sur l’activité contractile in vitro humaine et que son effet est additif à celui de la Nifédipine, le tocolytique de référence. Par ailleurs, l’effet du Montélukast est maximal en condition de prématurité spontanée. Lors de l'ajout d'agent pharmacologique bien caractérisé in vitro dans le modèle inflammatoire, la réactivité contractile à l'ocytocine des biopsies utérines des rates traitées au Montélukast est abolie alors que la sensibilité à la niféfipine était augmentée. Finalement, 3 des 9 rates traitées au Montélukast présentaient une prolongation anormale de la gestation. FACTEURS HORMONAUX : Lors d’une observation fortuite, une modification du patron de contractions utérines a été observée in vitro chez des femmes enceintes présentant une hypothyroïdie et traitées à la T[indice inférieur 4]. Des anomalies de contractilité peuvent conduire à des césariennes avec les risques chirurgicaux associés. Cette partie évalue si cette modification de la contractilité utérine est causée par l’hypothyroïdie sous-jacente ou l’administration de T[indice inférieur 4]. Par des biopsies utérines de rates, nous avons démontré que l’hypothyroïdie réduit la durée et augmente significativement la fréquence des contractions tandis qu’à forte dose de T[indice inférieur 4], une augmentation de la durée et une fréquence diminuée sont quantifiées. Ces résultats miment le patron anormal de contractions observé chez les femmes enceintes traitées à la T[indice inférieur 4]. Nos données suggèrent donc que la modification de la réactivité myométriale est due au traitement à la T[indice inférieur 4]. Cette approche originale montre que ces deux facteurs influencent la contractilité utérine et que des prises en charge plus personnalisées et mieux adaptées permettront de revenir à une contractilité utérine physiologique. / Abstract : Abnormalities of uterine contractility result in major complications. It has been described that inflammatory and hormonal factors determine the quality of uterine contractions. INFLAMMATION FACTORS: In spontaneous prematurity, inflammatory status is present in 60 % of preterm birth cases, where inflammatory lipid mediators (leukotrienes, prostaglandins) play a key role. This section aims to evaluate the effect of montelukast, a cysteinyl-leucotrienes receptor antagonist, on in vitro human myometrial activity. Then, the effect of antenatal montelukast on contractile activity will be quantified under an inflammatory condition in vitro and on the prolongation of the pregnancy. Two models have been used. The first model is based on human uterine biopsies recovered from c-sections. The second model is based on the induction of inflammation in pregnant rats, in which hysterectomies were performed. In the basal condition, montelukast has a tocolytic effect in vitro on human uterine contractile activity and its effect is additive to the effect of nifedipine, the reference tocolytic. Moreover, the effect of montelukast is maximal under spontaneous preterm birth. When adding in vitro pharmacological agent s well characterized to pregnant rats from the inflammatory model, uterine reactivity to oxytocin is abolished after antenatal montelukast treatment while the uterine sensitivity to nifedipine was increased. Finally, three of the nine rats treated with montelukast had an abnormal delay of gestation. HORMONAL FACTORS: After a fortuitous observation, an abnormal pattern of uterine contraction was observed in pregnant women with hypothyroidism and treated with T[subscript 4]. Contractile abnormalities can lead to c-sections with associated surgical risks. This section assesses whether this change in uterine contractility is caused by an underlying hypothyroid condition or the administration of T[subscript 4]. In uterine biopsies from a female rat hypothyroid model, we have demonstrated that hypothyroidism significantly shortens and increases the contractions, while with high doses of T[subscript 4] an increased duration and a decreased frequency were quantified. These results mimic the abnormal pattern of contractions observed in pregnant women treated with T[subscript 4]. Thus, our data suggest that this change in myomterial reactivity is due to T[subscript 4] treatment. This original approach shows that these two factors influence uterine contractility and that appropriate management will allow their uterine contractile activity to return to physiological values.

Les leucotriènes sont les métabolites de l'acide arachidonique formés via la voie de la 5-lipoxygénase. De par leurs propriétés pro-inflammatoires, vasoconstrictrices, chimiotactiques et prolifératives, ils sont impliqués en physiopathologie cardiovasculaire. Nous avons, dans cette thèse, mis en évidence la contribution des cystéinyl leucotriènes aux effets vasoconstricteurs de l'angiotensine II et de la noradrénaline sur l'aorte de plusieurs modèles de diabète et d'hypertension artérielle essentielle chez le rat. De plus, la 5-lipoxygenase a été localisée au niveau vasculaire. Enfin, nous avons constaté une activation de la voie de synthèse des leucotriènes dans ces conditions pathologiques, qui a été confirmée chez des patients diabétiques de type 1. L'ensemble de ces données suggère l'interêt potentiel de l'inhibition de la voie de la 5-lipoxygénase dans la prise en charge des pathologies cardiovasculaires.

Le mémoire concerne l'utilisation de complexes butadiène fer-tricarbonyle fonctionnels ainsi que des diènes correspondants pour une approche originale à des molécules de type leucotriène. Le rôle biologique extrêmement important de cette nouvelle famille de composés a été largement démontré dans la littérature récente. Outre les synthèses de leucotriènes, dont certains ont fait l'objet de tests biologiques, ce travail a nécessité : - une étude systématique de la réactivité de nucléophiles variés vis à vis de groupes formyles en α du complexe butadiène-fer tricarbonyle : diastéréosélectivité des réactions, compatibilité des réactifs avec le motif complexe, protection de fonctions alcools notamment. - La mise au point de méthodes de décomplexation efficaces et chimiosélectives . - Une étude préliminaire de la réactivité de cations pentadiényles complexés au motif fer-tricarbonyle : elle permet en particulier une synthèse hautement stéréosélective d'alcools ou d'éthers diéniques E, Z fonctionnalisés.

Le rejet chronique se manifeste dans le poumon par la bronchiolite oblitérante (BO), une pathologie inflammatoire et fibrotique menant à l’oblitération des bronchioles. L’étiologie exacte de cette maladie demeure inconnue. Certaines études suggèrent qu'un déséquilibre des leucotriènes (LT) sur les prostaglandines (PG) favorise la fibrose pulmonaire. Les taux des LT et des PG dans le poumon humain post-transplantation sont inconnus. Nous proposons qu'un déséquilibre de cystéinyl leucotriènes (CysLT) sur la PGE2 existe dans le poumon transplanté et pourrait être impliqué dans la pathogenèse de la BO. Aussi, les leucotriènes contribueraient à la fibrose par la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). Afin de vérifier ces hypothèses, nous avons déterminé les taux de CysLT et de PGE2 dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA) provenant de poumons transplantés chez l'homme ainsi que leurs corrélations cliniques. Nous avons également déterminé la capacité des CysLT à induire l’expression des marqueurs de la TEM in vitro. Nous avons découvert des taux de CysLT et PGE2 supérieurs à la normale dans les LBA des greffés. Un pic prédominant de CysLT sur PGE2 est observée à 52 semaines postgreffe et deux facteurs de risque de la BO, les infections au CMV et à l’Aspergillus, sont associés au ratio CysLT/PGE2> 1. In vitro, les CysLT induisent une répression des marqueurs épithéliaux mais n’induisent pas l’expression de marqueurs mésenchymateux chez les cellules épithéliales bronchiolaires. / Chronic rejection occurs, in the lung, in the form of bronchiolitis obliterans (BO), an inflammatory and fibroproliferative disease that leads to the obliteration of the bronchioles. A concept of the pathogenesis of BO has been suggested and several risk factors are associated to it, however, the exact etiology of this disease remains unknown. Studies have suggested that an imbalance of leukotrienes (LT) over prostaglandins (PG) promotes pulmonary fibrosis. The levels of LT and PG in the human lung post-transplantation are unknown. We propose that an imbalance of cysteinyl leukotrienes (CysLT) on PGE2 exists in the transplanted lung and may be implicated in the pathogenesis of BO. We also suggest that leukotrienes contribute to fibrosis through epithelial-mesenchymal transition (EMT). In order to test these hypotheses, we have determined the levels of CysLTs and PGE2 in human transplanted lung bronchoalveolar lavage fluid (BALf) samples and their clinical correlations. We have also determined the capacity of CysLT to induce the expression of EMT markers in vitro. We found high average levels of CysLT and PGE2 in the BAL of transplant patients. A predominant peak of CysLT over PGE2 was observed at 52 weeks post-transplantation and two risk factors for BO, CMV infections and Aspergillus were associated with CysLT/PGE2 ratio> 1. According to our experimental parameters, CysLT can induce the repression of epithelial markers but do not induce the expression of mesenchymal markers in vitro in small airway epithelial cells.