La polymédication et les médicaments potentiellement inappropriés (MPI) sont fréquents et sont associés à l’augmentation du risque d’interactions médicamenteuses et d’effets indésirables chez les personnes âgées en centres d’hébergement et de soins de longue durée (CHSLD). Jusqu’à maintenant, aucune intervention ou modèle de soins universel n’a été retenu pour l’optimisation des soins pharmaceutiques chez cette clientèle. Le Projet d’Évaluation de la Personnalisation des Soins pharmaceutiques en soins de longue durée (PEPS) est un modèle de soins pharmaceutiques qui augmente l’autonomie professionnelle du pharmacien et de l’infirmière et combine une réorganisation stratégique des soins, un programme de formation pour le personnel soignant et une révision des médicaments par le pharmacien en collaboration interdisciplinaire. L’objectif de cette étude quasi expérimentale pragmatique était d’évaluer l’impact du modèle PEPS sur 1) la polymédication (le nombre moyen de médicaments et la proportion de résidents recevant 10 médicaments ou plus) et 2) l’usage de MPI (le nombre moyen de MPI et la proportion de résidents recevant au moins un MPI, selon les critères de Beers 2015) au cours de la première année d’implantation entre mars 2017 et juin 2018. Tous les individus âgés de 65 ans ou plus de deux CHSLD exposés au modèle (409 résidents) et deux CHSLD témoins (282 résidents) au Québec, Canada, ont été inclus. En 12 mois, ce modèle a significativement réduit le nombre moyen de médicaments, passant de 10,6 à 8,9 (groupe exposé) et de 13,0 à 12,5 (groupe témoin); la probabilité de recevoir ³10 médicaments, passant de 57 % à 41 % (groupe exposé) et de 76 % à 73 % (groupe témoin); et le nombre moyen de MPI, passant de 1,3 à 1,1 (groupe exposé) et de 1,6 à 1,5 (groupe témoin). Ce modèle est facilement transférable à d’autres CHSLD et se démarque comme une voie prometteuse pour une meilleure prise en charge de la pharmacothérapie chez les personnes âgées en CHSLD. / Polypharmacy and potentially inappropriate medications (PIM) are frequent and are associated with an increased risk of medication interactions and adverse medication events in older adults living in long-term care facilities (LTCF). Until now, no universal intervention or model of care has been retained for the optimization of pharmaceutical care in this vulnerable population. The PEPS model (French acronym for Project of Assessment of Personalized pharmaceutical Care in LTCF) is a new evidence-based pharmaceutical care model that increases the professional autonomy of pharmacists and nurses and combines a strategic reorganization of care, involves staff training and a pharmacist-led medication review in interdisciplinary collaboration. The objective of this pragmatic quasi-experimental study was to assess the impact of the PEPS model on 1) polypharmacy (the mean number of medications and the proportion of residents receiving 10 or more medications) and 2) the use of PIM (the mean number of PIM and the proportion of residents receiving at least one PIM, according to the 2015 Beers criteria) during its first year of implementation between March 2017 and June 2018. All individuals aged 65 years or over from two LTCF exposed to the model (409 residents) and two controls (282 residents) in Quebec, Canada, were included. In 12 months, compared to usual care, this model significantly reduced the mean number of medications per resident, from 10.6 to 8.9 (exposed group) and from 13.0 to 12.5 (control group); the probability of receiving 10 medications or over from 57% to 41% (exposed group) and from 76% to 73% (control group); and the average number of PIM from 1.3 to 1.1 (exposed group) and from 1.6 to 1.5 (control group). This model is easily transferable to other LTCF and stands out as a promising avenue for better management of pharmacotherapy in LTCF.

Les inhibiteurs de la neuraminidase (INAs) jouent un rôle central dans le contrôle des infections grippales, tant dans le cas des épidémies et des pandémies comme chez les patients immunosuprimés et d'autres patients à risque. Cependant, le développement et la dissémination de la résistance compromettent l'utilité à long terme de cette intervention. En fait, le problème de la résistance aux INAs a été mis en évidence pendant les épidémies de grippe annuelles de 2007-09, avec la dissémination globale d’une variante de la souche A(H1N1) saisonnière résistante à l'oseltamivir. Dans ce cas, les observations préliminaires ont spéculé avec l'existence d'un ensemble de mutations “permissives” qui auraient facilité cette transmission mondiale. Heureusement, l'émergence et la propagation mondiale de la souche pandémique en 2009 a mené au remplacement de la souche saisonnière A/Brisbane/59/2007 (H1N1) résistante à l'oseltamivir, par le virus A(H1N1)pdm09 naturellement sensible aux INA, et, par conséquent, l'oseltamivir a récupéré son utilité clinique. En fait, la plupart des virus A(H1N1)pdm09, A(H3N2) et B circulants à ce jour restent sensibles à l'oseltamivir, avec seulement 1-2% de souches résistantes. Néanmoins, le nombre croissant de souches résistantes récemment détectées en l’absence de traitement fait craindre que ce problème puisse encore augmenter. À cet égard, l'impact de l'émergence et la dissémination de la résistance sur le choix limité des antiviraux actuellement disponibles renforce la nécessité d’une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à ce phénomène ainsi que de nouvelles approches thérapeutiques. Les différentes études présentées dans le cadre de cette thèse convergent vers l'objectif général de mieux décrire les mécanismes de développement de la résistance aux INAs dans les virus de la grippe. En outre, nous prévoyons que les thérapies combinées pourraient induire une meilleure réponse virologique et immunologique par rapport à la monothérapie antivirale. À la fin, nous nous attendons à ce que notre travail ait un impact sur la gestion des infections grippales en guidant la surveillance mondiale des marqueurs potentiels de résistance, ainsi qu’en proposant des traitements novateurs qui minimisent le développement de souches résistantes. / Neuraminidase inhibitors (NAIs) play a central role in the control of influenza infections, with important implications in the management of outbreaks and pandemics as well as in immunocompromised and other at risk patients, with both prophylactic and therapeutic indications. However, the development and dissemination of antiviral drug resistance represents a major limitation that compromises the long-term usefulness of this intervention. Actually, the problem of resistance to NAIs was highlighted by the worldwide dissemination of the oseltamivir-resistant seasonal A(H1N1) neuraminidase H274Y variant during the 2007-09 annual influenza epidemics. In that case, preliminary observations speculated with the existence of a set of “permissive” mutations that could have facilitated this global transmission. Fortunately, the antigenic shift that enabled the emergence of and global spread of the 2009 pandemic strain meant the replacement of the oseltamivir-resistant seasonal A/Brisbane/59/2007 (H1N1) virus by the naturally NAI-susceptible A(H1N1)pdm09 virus, and, consequently, oseltamivir recovered its clinical utility. In fact, most of the circulating A(H1N1)pdm09, A(H3N2) and B viruses remain susceptible to oseltamivir with only 1-2% of tested strains exhibiting phenotypic or genotypic evidence of resistance. Nevertheless, the growing number of resistant strains recently detected in the absence of therapy raises concern that this problem could increase. In that regard, the impact of the emergence and dissemination of resistance on the limited choice of antivirals currently available underscores a better understanding of the mechanisms underlying this phenomenon as well as the necessity for innovative therapeutic approaches. The different studies presented in this thesis converge to the general objective of better describing the mechanisms underlying the development of resistance to NAIs in influenza viruses. Also, we anticipate that combination therapies will induce better virological and immunological responses compared to antiviral monotherapy. In the end, we expect that our work will have an impact on the management of influenza infections by guiding the global surveillance of potential drug resistance markers, as well as proposing innovative ways to improve the clinical outcome and minimizing the development of drug-resistant strains.

Introduction: La continuité des soins (CDS) interpersonnelle est la pierre angulaire des soins primaires. En fonction de son contexte d’application, la CDS peut prendre la forme de continuité des soins médicaux et de continuité des soins pharmaceutiques. Un épisode d’hospitalisation pourrait en revanche constituer un élément de discontinuité. Il existe de nombreuses évidences que la CDS diminue la survenue d’hospitalisations et augmente la satisfaction des patients. Cependant, les évidences concernant l’amélioration des indicateurs d’usage des médicaments restent non concluantes, plus particulièrement pour les patients atteints de maladies chroniques. Objectif: L’objectif général de cette thèse était d’évaluer : 1) l’association entre la CDS et l’usage des médicaments chez les diabétiques de type 2, 2) l’association entre l’hospitalisation et ce même usage. Méthode: À partir des bases de données administratives de la Régie de l’assurance maladie du Québec, nous avons obtenu une population d’étude constituée d’individus ayant reçu un premier antidiabétique oral entre le 1er janvier 2000 et le 31 décembre 2008. Avec cette population d’étude, nous avons réalisé trois études de cohorte. D’abord, dans la première étude, nous avons évalué l’association entre la continuité des soins médicaux et les indicateurs d’usage des médicaments chez les diabétiques de type 2. Ensuite, dans la deuxième étude, nous avons évalué l’association entre la continuité des soins pharmaceutiques, mesurée en terme de fidélité à une pharmacie, et les indicateurs d’usage des médicaments chez les diabétiques de type 2. Enfin, dans la troisième étude, en appariant les individus hospitalisés aux non-hospitalisés, nous avons évalué l’association entre l’hospitalisation et les indicateurs d’usage des médicaments chez les diabétiques de type 2. Un modèle de régression de poisson modifiée a été utilisé pour chaque indicateur d’usage des médicaments incluant : 1) la persistance au traitement antidiabétique (TA), 2) l’observance du TA, 3) l’usage des inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine ou des antagonistes des récepteurs de l’angiotensine 2 (IECA/ARA 2) et 4) l’usage des hypolipémiants. Résultats: Comparativement aux individus ayant une CDS médicaux élevée, ceux qui avaient une CDS médicaux intermédiaire et faible étaient moins susceptibles d’être persistants à leur TA (rapport de prévalences ajusté [RPA] 0,97; intervalle de confiance à 95% [IC 95%] 0,96-0,98 et 0,96; 0,95-0,97, respectivement), d’être observants de leur TA (RPA : 0,98; IC 95% 0,97-0,99 et 0,95; 0,94-0,97, respectivement) et d’utiliser un médicament hypolipémiant (RPA : 0,97; IC 95% 0,96-0,98 et 0,96; 0,94-0,98, respectivement). Par contre, la probabilité d’utiliser un IECA/ARA 2 ne différait pas selon le niveau de CDS médicaux. Les individus ayant une CDS pharmaceutiques faible étaient moins susceptibles de persister à leur TA (rapport de prévalences ajusté [RPA] : 0,98 ; intervalle de confiance à 95% [IC 95%] : 0,97-0,98), d’observer leur TA (RPA : 0,96 ; IC à 95% : 0,95-0,96), d’utiliser un IECA/ARA 2 (RPA : 0,95; IC 95% : 0,94-0,96) ou un hypolipémiant (RPA :0,94 ; IC 95%: 0,93-0,95) que ceux ayant une CDS pharmaceutiques élevée. Comparativement aux personnes non hospitalisées, les personnes hospitalisées étaient moins susceptibles d’être persistantes à leur TA (Rapport de prévalences ajusté [RPA]: 0,97; intervalle de confiance à 95% [IC 95%]: 0,97-0,98) et observantes du TA (RPA : 0,95; IC 95% : 0,95-0,96), et d’utiliser un IECA/ ARA 2 (RPA : 0,58; IC 95% : 0,54-0,61) ou un hypolipémiant (RPA : 0,80; IC 95% : 0,77-0,83) dans les 90 jours après la sortie de l’hôpital. Conclusion: Les résultats suggèrent qu’une CDS plus élevée, en particulier la CDS pharmaceutiques serait associée à un meilleur usage des médicaments chez les diabétiques de type 2. Quant à l’hospitalisation, les résultats suggèrent que cela pourrait être associé à un moins bon usage de médicaments suite à l’hospitalisation. / Introduction: Continuity of Care (CoC) is the cornerstone of primary care. Depending on its application context, interpersonal CoC could be subdivided into medical CoC, pharmaceutical CoC. An episode of hospitalization could instead be an element of discontinuity. There are many evidences that interpersonal CoC reduces the occurrence of hospitalizations and increases patient satisfaction. However, the evidence concerning the improvement of quality indicators of drug use remains inconclusive, especially for patients with chronic diseases. Objective: The general objective of this thesis was to evaluate the association between: 1) CoC and indicators of drug use in patients with type 2 diabetes, 2) hospitalization and the same indicators. Methods: Using the administrative databases of the Quebec health insurance board, we identified a study population consisting of individuals who received a first oral antidiabetes drug (AD) between 1st January 2000 and 31 December 2008. Within this study population, we conducted three cohort studies. In the first study, we assessed the association between medical CoC and indicators of drug use in patients with type 2 diabetes. In the second study, we evaluated the association between pharmaceutical CoC and indicators of drug use in patients with type 2 diabetes. In the third study, by matching hospitalized and non-hospitalized individuals, we evaluated the association between hospitalization and quality indicators of drug use in patients with type 2 diabetes. A modified poisson regression model was used for each indicator of drug use including: 1) persistence with AD, 2) compliance with AD, 3) the use of an angiotensin-converting enzyme inhibitor or an angiotensin II receptor blocker (ACEi/ARB) and 4) the use of a lipid-lowering drug. Results: Compared to individuals with a high medical CoC, those with intermediate and low medical CoC were less likely to be persistent (adjusted prevalence ratio (APR) 0.97, 95% confidence interval [CI] 0.96-0.98 and 0.96, 0.95-0.97, respectively), to be compliant with their AD (APR 0.98, 95% CI 0.97-0.99 and 0.95, 0.94-0.97, respectively) and to use a lipid-lowering drug (APR 0.96, 95% CI 0.97-0.98 and 0.96, 0.94-0.97, respectively). However, the likelihood of using an ACEi/ ARB did not differ by the level of medical CoC. Individuals with low pharmaceutical CoC were less likely to persist with their AD (APR 0.98; 95% CI 0.97-0.98), to be compliant with their AD (APR 0.96; 95% CI 0.95-0.96), to use an ACEi/ARB (APR 0.95; 95% CI 0.94-0.96) or a lipid-lowering drug (APR 0.94; 95% CI 0.93-0.95) than those with high pharmaceutical CoC. Compared to non-hospitalized individuals, those hospitalized were less likely to be persistent (APR 0.97; 95% CI: 0.97-0.98) and compliant (APR 0.95; 0.95-0.96) with their AD in the 90 days after hospital discharge. Among individuals without cardiovascular diseases, compared to non-hospitalized individuals, those hospitalized were less likely to use an ACEi/ARB (APR 0.58; 0.54-0.61) or a lipid-lowering drug (APR 0.80; 0.77-0.83) within the 90 days after discharge from hospital. Conclusion: The results suggest that higher CoC, particularly pharmaceutical CoC could be associated with better quality of drug use in patients with type 2 diabetes. Regarding hospitalization, the results suggest that it could be associated with poorer drug use after hospitalization.

Le traitement de maladies oculaires par voie topique est simple pour le patient. Il est préconisé dans plus de 90% des cas puisqu’il est généralement moins invasif que les traitements alternatifs. Cependant, l’efficacité des médicaments administrés par voie topique demeure limitée en raison de processus physiologiques qui entraînent une faible absorption. Les travaux réalisés au cours de cette maîtrise visent l’amélioration de la biodisponibilité des médicaments pour la thérapie oculaire grâce à un vecteur à base de nanoparticules d’or. L’intérêt de l’utilisation des nanoparticules d’or comme vecteur consiste à utiliser leurs propriétés mucoadhésives afin d’augmenter le temps de rétention des médicaments à la cornée, et ainsi, d’en permettre une plus grande absorption. Ce projet se divise en cinq volets. Le premier volet vise l’étude des connaissances actuelles sur les nanoparticules d’or en ophtalmologie, et souligne les caractéristiques qui mènent à la synthèse de nanoparticules non-toxiques. Le deuxième volet présente l’évaluation des propriétés mucoadhésives des nanoparticules d’or. Cela implique d’évaluer leur affinité pour les mucines, soit des protéines du film pré-cornéen. Afin d’obtenir des nanoparticules pouvant supporter les conditions nécessaires à leur usage in vivo, la synthèse et la caractérisation de nanoparticules d’or ultrastables ont été réalisées. L’optimisation de l’encapsulation de médicaments dans la couronne périphérique de la nanoparticule constitue le quatrième volet. Finalement, l’étude de la cytotoxicité des nanoparticules d’or représente le cinquième volet. Les expériences ont démontré que nos nanoparticules d’or mucoadhésives et ultrastables supportent des conditions drastiques, dont l’autoclave, permettant leur stérilisation pour des usages in vivo. Des molécules actives utilisées en thérapie oculaire peuvent y être encapsulées. De plus, les nanoparticules ne semblent pas affecter les mécanismes biologiques. Ces données suggèrent l’amélioration potentielle de la thérapie oculaire grâce aux nanoparticules d’or. / Topical ocular therapy is a simple administration route used in more than 90% of cases when a patient need ocular treatment. It is generally less invasive than other available treatments which often involve intraocular injections and puncture wounds. However, efficiency of active molecules administered topically is limited considering that less than 0.02 % is successfully absorbed by the cornea. This master’s project aims the amelioration of ocular therapy by enhancing biodisponibility of active molecules thanks to a drug vector based on gold nanoparticles. Gold nanoparticles present mucoadhesive properties, leading to the increase of the retention time of drugs at the cornea, thus enhancing their absorption. This project is divided in 5 aspects. The first aspect aims to overview the actual knowledge on gold nanoparticles in ophthalmology and to highlight synthesis parameters leading to non-toxic nanoparticles. Second part presents the evaluation of gold nanoparticles’ mucoadhesive properties, which imply the evaluation of their affinity for pre-corneal film proteins, as mucins. To be used in vivo , gold nanoparticles must support sterilization, formulation treatments as well as physiological media. Third aspect presents the synthesis and characterization of ultrastable gold nanoparticles. Their capacity to encapsulate active molecules within their polymeric crown is evaluated as the fourth aspect. Finally, as the fifth aspect, the cytotoxicity of the nanoparticles was evaluated. The mucoadhesive ultrastable gold nanoparticles support drastic conditions, as autoclave sterilization predicting their use in vivo. Active molecules were successfully encapsulated within their ligands. Furthermore, they do not seem to cause any alteration of biological mechanism in cells. These results suggest potential improvement of ocular therapy thanks to gold nanoparticles.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / La dopamine, la sérotonine et la noradrénaline sont des neurotransmetteurs dits monoaminergiques. Connus pour leur rôle dans de nombreuses fonctions cognitives, émotionnels et motrices, les récepteurs, transporteurs et autres médiateurs cellulaires des monoamines sont les cibles principales des agents pharmacologiques utilisés en psychiatrie et appelés psychotropes. Dans notre laboratoire, nous appréhendons de manière multidisciplinaire le rôle de ces neurotransmetteurs sur le comportement et la biochimie du cerveau, ainsi que l’impact des psychotropes sur les cibles cellulaires monoaminergiques susceptibles de réguler les comportements cognitifs et émotionnels chez la souris. Le test comportemental automatisé appelé H-maze, nous a permis de mesurer l’impact cognitif de plusieurs dérèglements monoaminergiques chez des souris génétiquement modifiées. Des souris déficientes en sérotonine (Tph2-KI) ou hyperdopaminergiques (DAT-KO) présentent de profondes altérations des fonctions exécutives. Grâce à la complexité du paradigme présenté dans le H-maze, nous pouvons modéliser des symptômes cognitifs observés chez l’homme (ex : persévération dans l’erreur) et restaurer de manière sélective des facultés d’apprentissage indépendamment d’autres fonctions cérébrales comme la motricité. La stimulation pharmacologique du récepteur à sérotonine 5HT2C chez la souris Tph2-KIet le blocage du transporteur de la noradrénaline NET chez la souris DAT-KO ont permis d’abolir les déficits cognitifs observés. En parallèle, nous avons étudié les fonctions de plusieurs acteurs intracellulaires régulés par les monoamines et découvert un nouveau mode d’action commun aux psychotropes appelés stabilisateurs de l’humeur. Ces derniers, le lithium, le valproate et la lamotrigine, régulent plusieurs comportements émotionnels chez la souris via une voie de signalisation dopaminergique appelée Akt/GSK3 sous la dépendance de la protéine βArrestine 2. De plus, nous montrons pour la première fois que cette voie est orchestrée par la formation d’un complexe protéique entre le récepteur D2 et le canal sodique Nav1.6, et que cette interaction serait un mécanisme cellulaire directement ciblé par le valproate et la lamotrigine. Enfin, nous avons découvert un nouveau substrat de GSK3, la protéine du X-fragile FXR1, qui pourrait participer aux effets antidépresseurs et anxiolytiques des stabilisateurs de l’humeur. Nous espérons que ces découvertes pourront contribuer au développement d’agents pharmacologiques plus efficaces et dénués d’effets secondaires. / Dopamine, serotonin and norepinephrine are monoaminergic neurotransmitters. Receptors, transporters and others monoamines compounds are involved in several brain functions such as cognition, emotions and locomotion, and are targeted by psychotropic drugs. In our research center, we focus on multidisciplinary approaches to better understand the role of monoamines on brain-regulated behavioral and biochemical processes, and on the impact of these agents on the monoamine cellular targets involved in the regulation of cognitive and emotional behaviors in mice. Using the automated behavioral test named olfactory H-maze, we measured the cognitive impact of several monoaminergic metabolic changes in mutant mice. Serotonin deficient (Tph2-KI) or hyperdopaminergic (DAT-KO) mice showed severe cognitive deficits. Thanks to the complexity of the H-maze, we were able to rescue learning and cognitive flexibility in these mice independently from others brain functions like motricity, and by targeting several extracellular monoaminergic substrates, like the serotonin 5HT2C receptor and the norepinephrine transporter. Furthermore, we investigate the cellular functions of several monoamines-regulated intracellular compounds and identified a new common action mode of psychotropic drugs mood stabilizers. We showed that lithium, valproate and lamotrigine may regulate several emotional behaviors by involving the Akt/GSK3 signaling pathway and the multifunctional scaffolding protein βarrestin 2. Thus, we show for the first time that this signaling cascade may be regulated by the formation of a protein complex composed by the D2 receptor and the voltage-gated sodium channel Nav1.6. This interaction would be a mechanism targeted by mood stabilizers valproate and lamotrigine. Finally, we found a new common substrate of GSK3 for these three mood stabilizers, the fragile X-related protein 1 (FXR1), which may participate to the regulation of mood by these agents. We hope that our works will lead to new research avenues and, in the future, to the development of more efficacy psychotropic drugs without aversive side effects.

La leucémie lymphoblastique aigüe à lymphocyte T (T-ALL) est un cancer découlant de la transformation des progéniteurs lymphoïdes T. La chimiothérapie reste le traitement privilégié pour cette pathologie, mais le taux de récidive dû au développement de la chimiorésistance demeure important. Le site principal de développement des cellules T-ALL est la moelle osseuse, où le collagène représente la protéine de la matrice extracellulaire la plus abondante. Le collagène, via ses récepteurs, notamment les intégrines, est un acteur majeur dans la progression tumorale, et ses interactions avec les cellules cancéreuses sont associées à la chimiorésistance dans divers types de cancer. Notre laboratoire a précédemment démontré que le collagène favorise la chimiorésistance des cellules T-ALL via l'intégrine α2β1. Récemment, un autre récepteur du collagène, le récepteur à domaine discoïdine 1 (DDR1), a été décrit comme pouvant jouer un rôle dans plusieurs cancers. Cependant, son rôle dans la chimiorésistance des T-ALL n'a pas encore été étudié. Dans ce projet de maîtrise, nous avons étudié la contribution de DDR1 in vitro dans la chimiorésistance des cellules T-ALL induite suite à leur adhésion sur des matrices de collagène. Nous avons pu démontrer que DDR1 est exprimé sur les cellules T-ALL et que son inhibition permet de sensibiliser les cellules T-ALL à l'apoptose induite par la chimiothérapie. L'inhibition de DDR1 réduisait l'adhésion des cellules T-ALL au Matrigel et au collagène, mais pas à la fibronectine, montrant son action spécifique pour ces ligands. Ces résultats suggèrent que DDR1 participe à la chimiorésistance des T-ALL en partie en favorisant l'adhésion des cellules T-ALL au collagène, et pourrait donc représenter une cible thérapeutique intéressante pour le développement de thérapies combinatoires afin de réduire la chimiorésistance dans ce type de leucémie.

Le parasite Leishmania est un protozoaire de l’ordre des Kinetoplastidae et de la famille des Trypanosomatidae, responsable de maladies appelées leishmanioses. En tant qu’eucaryote unicellulaire, Leishmania possède de nombreux mécanismes d’adaptation aux stress environnementaux. En effet, plusieurs mécanismes de résistance peuvent être développés par le parasite pour répondre au stress et sont basés sur la modulation du génome, comme l’amplification génique ou l’introduction de mutations. De fait, l’étude de l’intégrité génomique et des mécanismes sous-jacents l’acquisition de la résistance sont des éléments clés de la compréhension du fonctionnement de ce parasite. L’amplification génique est rendue possible par la présence de nombreuses séquences répétées distribuées à travers le génome de Leishmania et qui permettent la formation d’amplicons circulaires et linéaires contenant des gènes essentiels à l’acquisition de la résistance. Les mécanismes sous-jacents la formation des amplicons restent encore à élucider mais les protéines de réparation de l’ADN semblent jouer un rôle majeur dans l’amplification génique. Dans le laboratoire, il a été démontré que l’amplification circulaire reposait essentiellement sur la protéine de réparation de l’ADN RAD51. Cependant, les acteurs impliqués dans la formation d’amplicon linéaire restaient inconnus. Les travaux de cette thèse ont permis de caractériser les fonctions de la protéine MRE11 chez Leishmania, protéine majeur de la réparation de l’ADN par recombinaison homologue, et qui possède une activité de liaison à l’ADN ainsi qu’une activité nucléase. MRE11 semble impliquée dans l’amplification linéaire puisque son inactivation conduit à une diminution du nombre d’amplicons linéaires dans la cellule. De plus, inhiber l’activité nucléase de MRE11 conduit à une augmentation de l’amplification circulaire, suggérant ainsi un rôle prépondérant de cette activité nucléase dans la formation d’amplicons. Cette étude a également permis d’étudier l’implication des protéines de réparation de l’ADN dans le maintien de l’intégrité du génome. / Nous avons pu établir un lien entre MRE11 et RAD50, deux protéines agissant au sein d’un même complexe MRN (MRE11-RAD50-NBS1), et l’instabilité génomique. En effet, l’inactivation de MRE11 et RAD50 a conduit à des réarrangements chromosomiques qui semblent être survenus par micro-homologie. Ces travaux ont donc permis de mettre en lumière qu’en l’absence des protéines majeures de la recombinaison homologue, un mécanisme de réparation par micro-homologie indépendant de MRE11 se met en place dans la cellule. De plus, l’inactivation du gène RAD50 dans une souche sauvage s’est révélée impossible alors qu’elle l’était dans une souche préalablement inactivée pour MRE11, suggérant une certaine hiérarchie dans le complexe MRN. Cette thèse présente également l’étude de l’acquisition de mutations ponctuelles dans le gène du transporteur de miltéfosine qui conduit à la résistance des parasites à cette drogue. La technologie de séquençage à profondeur élevée (« deep-sequencing ») nous a permis de séquencer ce gène à différents stades intermédiaires de la résistance, afin de déterminer la fréquence d’acquisition et la stabilité de ces mutations. Nous avons pu observer que les mutations ponctuelles dans le gène du transporteur de miltéfosine ne sont pas présentes dans les premiers stades de la résistance mais acquises à des concentrations plus élevées. L’analyse du gène a également démontré un plus grand nombre de mutations au fur et à mesure que la pression de sélection s’intensifie ainsi qu’une certaine stabilité des mutations après retrait de la pression de drogue, laissant entrevoir un maintien de la résistance. Ces résultats mettent en évidence l’implication des protéines de réparation de l’ADN dans la stabilité génomique chez Leishmania, mais surtout un rôle dans l’amplification extra-chromosomique liée à la résistance. L’utilisation des nouvelles technologies de séquençage nous a également permis d’étudier la dynamique d’acquisition de mutations ponctuelles impliquées dans la résistance.

Le développement de la résistance aux drogues chimiothérapeutiques ou la chimiorésistance est un obstacle majeur dans les thérapies anti-cancer et représente un facteur important dans la rechute des patients. L'un des mécanismes majeurs impliqués dans la chimiorésistance est la capacité des cellules cancéreuses à adhérer aux cellules stromales et à la matrice extracellulaire de leurs microenvironnements. Dans ce contexte, les cellules leucémiques lymphoblastiques aiguës de type T (T-ALL) sont connues pour interagir avec la matrice extracellulaire via les molécules d'adhésion de la sous-famille des intégrines β1. Cependant, le rôle et l'importance de ces intégrines dans la chimiorésistance des cellules T-ALL restent encore mal compris. Dans ce travail, nous avons montré que l'adhésion des lignées cellulaires T-ALL humaines et des cellules T-ALL primaires aux matrices extracellulaires tridimensionnelles comme le matrigel et le gel de collagène de type I, favorise leurs résistances à la doxorubicine via l'intégrine β1. De plus, le blocage de l'intégrine β1 avec un anticorps bloquant spécifique sensibilise les xénogreffes de cellules T-ALL CEM à la doxorubicine. En effet, l'utilisation de l'anticorps AIIB2 bloquant l'intégrine β1 combiné à la doxorubicine diminue la charge leucémique dans la moelle osseuse et prolonge la survie des souris. En analysant les mécanismes impliqués, nous avons trouvé que l'adhésion au matrigel induisait la chimiorésistance des cellules T-ALL en favorisant l'efflux de doxorubicine via l'activation du transporteur de drogue ABCC1 (ATP Binding Cassette Subfamily C Member 1). Par ailleurs, le matrigel induit la phosphorylation de la tyrosine kinase d'adhésion focale PYK2 (FAK-related proline-rich tyrosine kinase 2) et l'inhibition de PYK2 avec l'inhibiteur VS-6063 ou un siRNA spécifique a montré que cette dernière était impliquée dans l'efflux de doxorubicine et la chimiorésistance induite par le matrigel. En plus des intégrines qui lient la matrice extracellulaire, nous avons également montré que l'intégrine α4β1 ou VLA-4 (Very late antigen 4) qui lie la molécule d'adhésion VCAM-1 (Vascular cell adhesion molecule 1) induisait également la chimorésistance des cellules T-ALL et ce, en activant l'efflux de doxorubicine qui est dépendante de PYK2 et non de la tyrosine kinase d'adhésion focale FAK. En conclusion, l'ensemble des résultats de cette thèse indique que la voie des intégrines β1 joue un rôle majeur dans la chimiorésistance des T-ALL. Nous avons également identifié un nouveau mécanisme de chimiorésistance activé par les intégrines et qui consiste dans l'activation de la tyrosine kinase PYK2 qui augmente la fonction du transporteur des drogues ABCC1. Finalement, nos résultats suggèrent que le ciblage thérapeutique de la voie intégrine β1/PYK2/ABCC1 dans les cellules T-ALL pourrait réduire la chimiorésistance des cellules T-ALL et la rechute des patients.

Le microbiote intestinal humain est un important réservoir de gènes de résistance aux antibiotiques qui demeure toutefois méconnu. Dans cette étude, nous avons exploré les gènes de résistance du microbiote intestinal de participants sains avant et après une exposition à l’antibiotique cefprozil. Trois approches ont été utilisées pour caractériser ces gènes et examiner leur altération par les antimicrobiens : la métagénomique, la culturomique et la sélectomique recombinante. Le séquençage métagénomique et la culturomique ont permis d’identifier plusieurs gènes de résistance aux β-lactamines et à d’autres antibiotiques. Cependant, la culturomique a permis d’identifier ces gènes chez un plus grand nombre de participants. La culturomique a mis en évidence la présence de gènes de résistance à la vancomycine de type vanD dans les microbiotes de 46% des participants comparativement à 8% avec le séquençage métagénomique. La culturomique a aussi montré que l’exposition in vitro et in vivo à une β-lactamine stimule l’émergence des gènes vanD. La sélectomique recombinante, qui repose sur la construction de banques d’expression à partir de l’ADN des bactéries, a été utilisée pour caractériser de manière fonctionnelle les gènes de résistance aux β-lactamines chez les bactéries cultivables de l’intestin. Elle a permis d’identifier et caractériser cinq β-lactamases différentes dont deux montrant une activité à spectre étendu. La majorité des gènes de β-lactamases étaient associés à d’autres gènes de résistance et/ou des éléments mobiles. Ces travaux ont montré que la culture favorise l’identification de gènes non détectés par le séquençage métagénomique et que la sélectomique recombinante est un outil puissant pour caractériser les fonctions des gènes. Cette étude a aussi révélé que la prise d’une β-lactamine communément utilisée peut influencer l’abondance des bactéries qui contiennent des gènes de résistance à un antibiotique d’une autre classe, comme la vancomycine, un antibiotique de dernier recours dans l’arsenal des antimicrobiens. / The human intestinal microbiota is an important and poorly known antibiotic resistance genes reservoir. In this study, we explored resistance genes from the microbiota of healthy volunteers before and after exposure to the β-lactam cefprozil antibiotic. Three approaches were used to characterise resistance genes in the human microbiota and examine alteration by antimicrobials: metagenomics, culturomics and recombinant selectomics. Metagenomic and culturomic sequencing of intestinal microbiota enabled identification of several genes for resistance to β-lactams and other antibiotics. However, culturomics allowed identification of these genes in more participants than metagenomics. Culturomics highlighted the presence of the clinically important vancomycin resistance vanD-like genes in the microbiota of about 46% of participants compared to 8% with metagenomics. Culturomics also showed that in vitro and in vivo β-lactams exposition stimulates the emergence of vanD genes. Recombinant selectomics, which is based on the construction of expression libraries made with bacterial DNA, was also used to functionally characterise β-lactam resistance genes from the cultivable intestinal bacteria. It allowed identification and characterisation of five different β-lactamases including two with an extended-spectrum activity. The majority of β-lactamases genes was associated with other resistance genes and/or mobile elements. This study demonstrated that culture favors the identification of genes undetected by direct metagenomic sequencing and selectomics was a powerful tool to characterise gene functions. It also demonstrated that intake of a commonly used antibiotic of the β-lactam family can influence the abundance of bacteria containing resistance genes to an antibiotic from another class, such as vancomycin, which is a last resort antibiotic.

Les protozoaires du genre Leishmania sont responsables de différentes pathologies présentant des taux importants de morbidité et de mortalité à travers le monde. En l'absence de vaccin efficace, le contrôle de ces infections repose sur l'utilisation d'agents chimiothérapeutiques. Ce parasite étant dépourvu de promoteurs classiques, la régulation génique repose essentiellement sur des mécanismes post-transcriptionnels, ce qui rend l'étude des protéines primordiale. Toutefois, les protéines peu abondantes sont souvent sous-représentées avec les méthodes protéomiques classiques et le fractionnement protéique est donc à privilégier. L'étude des protéines exprimées de manière préférentielle chez l'un des deux stades de vie, soit les promastigotes présents chez l'insecte-vecteur et les amastigotes présents dans les macrophages de l'hôte mammifère infecté, peut mener à l'élaboration de vaccins et/ou de nouveaux traitements. Il est également essentiel de mieux caractériser les mécanismes de résistance aux médicaments actuels. Les objectifs de cette thèse étaient i) de mieux caractériser le protéome des deux stades de vie du parasite en étudiant les protéines basiques, membranaires et de haut poids moléculaire par la mise au point de méthodes protéomiques innovantes et ii) d'étudier les mécanismes de résistance de Leishmania à l'antimoine trivalent et l'amphotéricine B par protéomique quantitative et par séquençage à haut débit du génome complet. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont permis l'élaboration de méthodes de fractionnement protéique permettant une meilleure représentation des protéines peu abondantes chez Leishmania. Les analyses protéomiques subséquentes des protéines basiques, membranaires et de haut poids moléculaire ont permis l'identification de nombreuses protéines impliquées dans la différenciation entre les deux formes de vie du parasite. Des études de protéomique quantitative ont également permis de découvrir des protéines impliquées dans la résistance à l'antimoine trivalent et à l'amphotéricine B. De plus, l'aneuploïdie a également été impliquée dans la résistance à ces deux molécules. La formation d'amplicons circulaires extrachromosomiques a été observée en lien avec la résistance à l'antimoine trivalent. Finalement, deux nouvelles mutations ponctuelles ont été impliquées dans la résistance aux médicaments chez Leishmania, soit LinJ.33.1810-E629K dans le cas de l'antimoine trivalent et LinJ.13.1590-G433S dans le cas de l'amphotéricine B.