Le criblage des interactions protéine-protéine représente une approche thérapeutique prometteuse et novatrice qui est encore sous-exploitées par l’industrie pharmaceutique et la recherche biomédicale. Par contre, la nature étendue de la surface d’interaction complique le développement d’inhibiteurs par les méthodes classiques de criblage avec des chimiothèques de petites molécules. En effet, l’espace chimique couvert par les structures moléculaires retrouvées au sein des chimiothèques disponibles est peu adapté à la réalité des interactions protéine-protéine. Dans le but de développer des structures privilégiées et mieux adaptées, le chimiste médicinal doit comprendre la nature de ces interactions et s’éloigner du dogme traditionnel des molécules dites « drug-like ». Les peptides sont d’excellents candidats pour inhiber et étudier ces interactions, mais leur faible perméabilité membranaire et leur sensibilité aux protéases limitent leur utilisation in vivo. Le peptidomimétisme devient alors un concept plus que pertinent pour combiner la sélectivité et l’efficacité d’interaction des peptides avec la biodisponibilité et la stabilité métabolique des molécules organiques. De nombreuses plateformes peptidomimétiques sont disponibles ou en émergence mais plusieurs défis de taille se présentent à l’horizon. En effet, l’incorporation d’une grande diversité moléculaire et l’adaptation de ces plateformes avec les méthodes de criblage biologique à haut débit ne sont que quelques exemples des défis auxquels les chimistes et biochimistes devront répondre. Cet ouvrage présente des travaux qui ont portés sur le développement et l’exploitation de diversités moléculaires peptidomimétiques de nature diverse, tant macrocyclique qu’hétérocyclique. Dans un premier temps, diverses méthodologies de synthèse novatrices ont été développées pour étendre la diversité moléculaire accessible des peptoïdes et pour permettre le criblage à haut débit de peptoïdes cycliques selon l’approche combinatoire «one-bead-one-compound». Dans un deuxième temps, la méthodologie de synthèse Ugi-deFmoc-SNAr a été développée pour permettre la synthèse rapide et efficace de benzo-1,4-diazépin-3-ones hautement diversifiées. C’est grâce à cette méthodologie qu’une chimiothèque de première génération a pu être produite et criblée sur des lignées cellulaires du cancer de l’ovaire, de la prostate et du pancréas. Un composé a d’ailleurs été identifié pour son activité antiproliférative in vitro et son activité antitumorale in vivo. Ces différents travaux répondent au même but : exploiter des structures privilégiées pour découvrir de nouveaux modulateurs d’interaction protéine-protéine ou simplement des agents bioactifs novateurs avec des propriétés pharmacologiques prometteuses. / Targeting protein-protein interactions represents an innovative and under-exploited therapeutic approach by the pharmaceutical industry and biomedical research. Because of their physicochemical nature, protein-protein interactions represent a major challenge for conventional screening methods with small molecule libraries. Indeed, the chemical space covered by the molecular structures found in the available libraries is poorly adapted to the reality of protein-protein interactions. In order to develop privileged and better adapted structures, the medicinal chemist must understand the nature of these interactions and move away from the traditional dogma of the so-called drug-like molecules. Peptides are excellent candidates for studying these interactions, nevertheless their pharmacological properties are generally disappointing in vivo. Peptidomimetism is then a more than relevant concept to combine the selectivity and efficiency of interaction against proteins with the concepts of bioavailability and metabolic stability. Many peptidomimetic platforms are available or emerging, and several major challenges are on the horizon. Indeed, the incorporation of a large molecular diversity and the adaptation of these platforms with the high throughput biological screening methods are only a few examples of the challenges that chemists and biochemists will have to meet. This work deals with the development and exploitation of different peptidomimetic molecular diversities, either macrocyclic or heterocyclic, but which serve the same purpose: to exploit privileged structures to discover new modulators of protein-protein interactions or simply innovative bioactive agents with advantageous pharmacological properties.

Objectif : Déterminer le rôle du sexe en réponse aux glucocorticoïdes anténataux (GCA) pour la prévention du syndrome de détresse respiratoire (SDR). Méthode : Une revue systématique et une méta-analyse des essais randomisés contrôlés ont été réalisées afin de comparer les risques relatifs entre les garçons et les filles pour le risque de SDR, et secondairement, les hémorragies intraventriculaires (HIV) et la mortalité néonatale. Les risques relatifs globaux ont été calculés à l'aide du modèle à effets aléatoire avec des intervalles de confiance à 95 %. Résultats : Huit études ont rencontré les critères d'inclusion et ont été analysées. Nous n'avons pas démontré de différence significative entre mâles et femelles pour la diminution du risque de RDS (mâles RR: 0.50 [0.33, 0.77], femelles RR: 0.57 [0.43, 0.75], p=0.99), de l'HIV ou de la mortalité néonatale. Conclusion : L'évidence provenant de la littérature ne nous a pas permis d'observer de différences sexuelles dans la réponse aux GCA en prévention du SDR.

Master 2 / L.L.M. Propriété Intellectuelle Fondamentale et Technologies Numériques / L'évolution des nouvelles technologies et des biotechnologies dans le domaine de la santé a permis la création de nouveaux médicaments dits de thérapie génique. Parmi ces traitements, le médicament pharmacogénomique se démarque des autres car il a pour objectif de soigner un patient en fonction de son profil génétique. Ce médicament, comme l'ensemble des médicaments de façon générale, est soumis au droit de la propriété industrielle et plus particulièrement au droit des brevets depuis le 1ᵉʳ janvier 1995. Dès lors, il fait l'objet d'une restriction d'accès en raison du monopole conféré au breveté. Dans le domaine des médicaments, cet effet restrictif d'accessibilité a poussé à la création de solutions afin d'améliorer la circulation de ces biens essentiels à la santé publique. Néanmoins, les médicaments pharmacogénomiques disposent de spécificités propres que le droit en vigueur peine à accommoder. En effet, ces solutions sont bien souvent inapplicables, inadaptées ou inefficaces, de sorte que cette invention pourtant révolutionnaire demeure inaccessible pour de nombreux individus. L'objectif de ce mémoire sera ainsi de mettre en avant les enjeux relatifs à l'accessibilité réduite des médicaments pharmacogénomiques des suites de l'application du droit des brevets. Une étude des solutions législatives existantes afin de favoriser le droit des brevets sera proposée avant de se tourner vers de nouvelles solutions.

Le but de cette étude est de vérifier l'efficacité de la biorétroaction thermale combinée au retrait de la médication dans le traitement des maux de tête induits par la médication. Vingt femmes souffrant de migraines (International Headache Society, 1988) sont assignées à deux groupes selon la présence ou l'absence d'abus d'analgésiques et d'un diagnostic de maux de tête induits par la médication. Après une période d'auto-enregistrement de 5 semaines, toutes les patientes entreprennent un programme de biorétroaction thermale incluant 7 séances d'entraînement individuel dans une clinique de maux de tête située en milieu universitaire. Durant cet entraînement, les patientes qui abusent de la médication sont encouragées à diminuer et à interrompre leur médication. Les résultats démontrent que les deux groupes présentent une diminution statistiquement et cliniquement significative de leurs maux de tête. L'absence de différences significatives entre les deux groupes suggère que la biorétroaction thermale constitue une stratégie efficace dans la gestion des maux de tête induits par la médication. Cependant, le retrait de la médication est souligné tout au long du traitement parla biorétroaction.

Parmi les récentes découvertes dans le monde des matériaux, les silices mésoporeuses ordonnées (SMO) ont suscité un intérêt considérable, notamment grâce à leurs perspectives d’application dans de nombreux domaines tels que le biomédical ou les technologies de séparation. Un tel engouement s’explique par la nature unique de leurs propriétés. En effet, les SMO possèdent en général de grandes surfaces spécifiques, de grands volumes poreux, des tailles de pores ajustables, des surfaces aisément modifiables, ainsi que des tailles et morphologies de particules adaptables. L’objectif principal de ce doctorat est donc d’utiliser au mieux ces propriétés pour synthétiser et caractériser de nouveaux systèmes ayant un potentiel d’application en imagerie par résonnance magnétique (IRM) et en relargage contrôlé de médicaments par voie orale. Les premières et secondes parties de ce travail (chapitres 4 et 5) portent sur l’étude des paramètres de synthèse des SMO de type SBA-15 et KIT-6 ainsi que sur leurs effets sur les propriétés poreuses obtenues après calcination. Les résultats présentés montrent toute l’importance de bien contrôler cette porosité afin de caractériser correctement les différentes structures et topologies poreuses accessibles. La troisième et la quatrième partie de cette thèse (chapitres 6 et 7) visent à concevoir et évaluer le potentiel de nouveaux agents de contraste (AC) positifs pour l’IRM basés sur des nanoparticules (Nps) de MCM-41 et MCM-48 fonctionnalisées avec des ions paramagnétiques tels que le gadolinium (Gd) ou le manganèse (Mn). Les résultats de ces études démontrent la supériorité des réseaux poreux 3-D comme supports pour l’insertion d’atomes paramagnétiques, utilisés pour bonifier le signal en IRM. Les Nps de MCM-48 dopées avec du Gd ou du Mn améliorent significativement la relaxivité des protons d’hydrogène dans l’eau tout en conservant un rapport r2/r1 proche de l’unité (1.5 – 2), confirmant leur performance en tant qu’AC positifs. Par ailleurs, l’utilisation de nombreuses techniques de caractérisation et de tests in vitro ont permis de délimiter clairement le potentiel effectif ainsi que les limitations de ces Nps pour des études de traçage cellulaire. La dernière partie de ce travail (chapitre 8) se concentre sur le greffage d’une protéine succinylée, la β-lactoglobuline, sur des Nps de MCM-48 fonctionnalisées afin de développer une nouvelle plateforme de relargage contrôlé de médicaments par voie orale. Les résultats obtenus avec ce système nano-conjugué et nutraceutique montrent un bon contrôle du relargage en fonction du pH ainsi qu’une bonne biocompatibilité et une excellente stabilité colloïdale dans un milieu physiologique. L’utilisation de cette protéine bon marché représente une alternative potentielle à l’utilisation des bio-polymères classiques. / Among recent discoveries in material science, ordered mesoporous silica (OMS) have been in the limelight and attracted considerable attention because of their prospects of application, especially in the biomedical field and separation technologies. Such growing interest is explained by their unique physico-chemical properties. Indeed, OMS usually exhibit high specific surface areas, high pore volumes, adjustable pore sizes, ease of surface functionalization and customizable particle size and shape. The main objective of this Ph.D. thesis is to use these properties in order to design and characterize novel systems with potential applications in magnetic resonance imaging (MRI) and/or oral drug delivery. The first and second parts of this project (chapters 4 and 5) deal with SBA-15 and KIT-6 materials and the effects of the different synthesis parameters on the porosity features of the structures, obtained after calcination. The results showed that it is of prime interest to thoroughly and accurately characterize the porosity of these silicas in order to correctly assess their porous topologies. Such knowledge could be of substantial importance for high-tech applications of OMS. The third and fourth part of this thesis (chapters 6 and 7) are aimed to design, characterize and evaluate the potential of novel positive contrast agents (CA) for MRI based on MCM-41 and MCM-48 nanoparticles (Nps) functionalized with paramagnetic ions such as gadolinium (Gd) or manganese (Mn). The results reported in these studies demonstrate the superiority of 3-D pore networks as a host for the insertion of paramagnetic atoms used to enhance the signal in MRI. Also Gd and Mn loaded MCM-48 Nps provide a significant increase in 1H proton longitudinal relaxivity while maintaining low r2/r1 ratio (1.5 – 2) in water. Furthermore, various modern techniques and in vitro tests were used to clearly delineate the true potential and limitations of these inorganic contrast agents for cellular and in vivo tracking studies. The last part of this work (chapter 8) is focused on the binding of a succinylated protein, the β-lactoglobulin, onto functionalized MCM-48 Nps for the development of a new oral drug delivery platform. This nutraceutical nano-conjugate system reveals promising features such as high biocompatibility, efficient pH-responsive properties for both hydrophilic and hydrophobic drugs/dyes and excellent colloidal stability. The use of this low-cost protein could represent an alternative over classical biopolymers.

Les objectifs de la recherche étaient de décrire prospectivement les comportements de prescriptions des médecins spécialistes en soins palliatifs suivant un delirium diagnostiqué chez les patients atteints de cancer avancé et d'évaluer la conformité de ces médecins aux recommandations pharmacologiques pour le traitement du delirium. Les antipsychotiques, les benzodiazepines, les corticostéroïdes et les opioïdes sont les classes thérapeutiques qui ont été retenues et analysées. L'effectif réel de patients recrutés (n = 9) étant inférieur à celui estimé (n = 150), seule une étude de cas a permis de documenter les traitements employés suivant la confirmation d'un diagnostic de delirium. En revanche, l'élaboration d'une étude rétrospective a permis de démontrer que les médecins optaient pour l'usage de faibles doses d'antipsychotiques suivant un diagnostic de delirium. L'utilisation des trois autres classes thérapeutiques demeure incertaine. Seul l'emploi des antipsychotiques a pu être comparé aux recommandations ; les médecins s'y sont conformés.

Le parasite Leishmania est l'agent étiologique des leishmanioses, maladies négligées qui affectent les régions les plus pauvres de la planète (Inde, Soudan, Iran, Bengladesh, Amérique du Sud) et figurent parmi les priorités de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS). Chaque année, 1.5 million à 2 millions d'individus sont infectés et on dénombre entre 80 000 etl50 000 décès par année. En l'absence de vaccin, le traitement des leishmanioses repose sur une chimiothérapie relativement limitée. Les traitements à base d'antimoine demeurent en première ligne de l'arsenal thérapeutique dans les pays endémiques. Près de 70 ans après le début de leur utilisation, leur mécanisme d'action reste mal connu. A ceci s'ajoute une toxicité élevée et une résistance qui prend des proportions endémiques dans certaines régions. Les traitements alternatifs, composés principalement de l'amphotéricine B, de la miltéfosine et de la paromomycine, sont soit extrêmement onéreux pour les régions les plus touchées ou encore sont associés à une toxicité élevée. Dans ce contexte, la nécessité d'approfondir les recherches sur ce parasite est évidente, dans l'objectif de mieux comprendre sa biologie et d'éventuellement définir des nouveaux moyens de lutte. Trois objectifs de recherche ont été définis au cours de mon doctorat et sont présentés dans cette thèse : les deux premiers objectifs concernaient les rôles éventuels de la ptéridine reductase PTR1 et des ptérines réduites dans la résistance aux stress oxydatifs et dans la métacyclogénèse du parasite. Le métabolisme des ptérines est relativement peu connu et le rôle de ces composés reste mystérieux. La métacyclogénèse, processus par lequel le parasite acquiert sa forme infectieuse, est également peu comprise. Les ptérines réduites étant connues chez d'autres organismes pour leur propriété anti-oxydante et ayant été associées à la métacyclogénèse du parasite, nous avons souhaité mieux définir leur rôle dans ces deux aspects essentiels de la biologie du parasite. Le troisième objectif était également relié au stress oxydatif, s'intéressait aux mécanismes d'action des drogues anti-Leishmania et à l'acquisition de la résistance à ces drogues. Effectivement, plusieurs drogues connues pour induire l'apoptose induisent un stress oxydatif. Nous avons émis l'hypothèse qu'un mécanisme commun de mort cellulaire pouvait être induit par ces 11 drogues et que l'existence d'un tel mécanisme pouvait favoriser l'acquisition de multi-résistances chez les mutants résistants. Une étude du rôle des ptérines réduites dans la résistance aux stress oxydatifs a ainsi montré que ces composés pouvaient être ajoutés à la liste des antioxydants dont dispose le parasite. En effet, nous avons montré que les ptérines réduites contribuaient à la survie du Leishmania lorsque celui-ci est soumis à des stress de nature oxydatifs ou nitrosatifs, tant exogène que cellulaire, c'est-à-dire générés par un macrophage activé. Les ptérines contribuent donc également à l'infectivité du parasite. Nous avons ainsi pu proposer un nouveau rôle pour ces composés. Une étude protéomique de la métacyclogénèse d'une souche de Leishmania sauvage et d'une souche inactivé pour le gène codant la ptéridine reductase PTR1 a permis l'identification de plus de 200 protéines différentiellement exprimées. La mise en évidence de l'augmentation du nombre de protéines différentiellement exprimées suggère indirectement l'implication de PTR1 ou des ptérines réduites dans ce processus de differentiation essentiel à la biologie du parasite. Par ailleurs, la variation de l'expression des protéines associées à la mobilité, à la résistance au stress oxydatif ou encore aux mécanismes d'expressions géniques suggère un rôle important de ses voies dans la métacyclogénèse. Enfin, une étude du mécanisme d'action des drogues anti-Leishmania a mis en évidence un modèle dichotomique de la mort induite par ces drogues. En effet, l'antimoine, la miltéfosine et l'amphotéricine B induisent la mort cellulaire programmée par apoptose avec une accumulation d'oxydants alors que la paramomycine et le methotrexate (drogue modèle) induisent la mort différemment. L'existence de mécanismes d'action communs, et notamment l'induction d'un stress oxydant, a également pour conséquence de faciliter, chez les mutants résistants, l'acquisition de multi-résistances dès lors que la drogue pour laquelle ils sont sélectionnés induit le même type de mort. Ces résultats présentent des conséquences importantes relativement aux mécanismes d'acquisition de la résistance et au développement des thérapies mti-Leishmania.

L'intérêt porté à l'étude des peptides antimicrobiens est motivé par la résistance croissante des bactéries face aux antibiotiques traditionnels, un problème particulièrement présent en milieu hospitalier. Ayant en vue d’approfondir ce domaine d’expertise, notre attention s’est arrêtée sur la thanatine. Ce peptide naturel présent chez la punaise soldat (Podisus maculiventris) se démarque par sa structure secondaire en forme d’épingle à cheveux et par sa capacité à entraîner l’agglomération des bactéries. L’objectif du projet est d’étudier l’interaction de la thanatine avec des membranes lipidiques modélisant les cellules eucaryotes et procaryotes afin d’en déduire son mécanisme d’action. En spectroscopie IRTF et RMN en phase solide, la structure et l’organisation des systèmes modèles ont été étudiées. L’agrégation de vésicules modèles a quant à elle été étudiée par diffusion dynamique de la lumière et spectroscopie UV-vis. Des avancées ont été faites concernant la formulation des membranes modèles.

La vacuolisation cellulaire induite par les médicaments cationiques est une cytopathologie qui transcende les classes pharmacologiques. Quoiqu'elle ait été largement rapportée in vitro à des concentrations suprathérapeutiques, plusieurs observations permettent de la soupçonner dans des contextes cliniques. De nombreuses questions entourant l'origine, les mécanismes et les conséquences de la cytopathologie vacuolaire restaient à être résolues. Cette thèse a permis dans un premier temps de modéliser la vacuolisation cellulaire en démontrant que les vacuoles: 1- se développent suite à une séquestration importante d'amine par un mécanisme de pseudo-transport dépendant de la Vacuolaire-Adénosine triphosphatase (V-ATPase); 2- possèdent sans doute de multiples origines intracellulaires dont le trans-Golgi; 3- évoluent vers la macroautophagie. Nos expériences de modélisation ont également établi les conséquences cellulaires (arrêt de l'endocytose et de la voie sécrétoire, arrêt de la mitose, la phospholipidose, etc.) et pharmacologiques (distorsions dans la puissance et la durée d'action des médicaments) de la séquestration ionique et la vacuolisation qui en découle. Finalement, les connaissances recueillies lors de la modélisation de cette cytopathologie ont été appliquées à différentes classes de molécules utilisées cliniquement (agonistes oadrénergiques, antihistaminiques, cosmétiques, antiarythmiques) afin d'évaluer l'implication de la séquestration cationique dans différentes réactions pathologiques (vacuolisation et toxicité tissulaire, corps lamellaires intracellulaires, épaississement de l'épiderme, hyperpigmentation cutanée, etc.). Ainsi, même si la cytopathologie vacuolaire n'est que peu connue du corps médical et des chercheurs en général, elle peut expliquer certains effets secondaires induits par les médicaments cationiques.

Contexte : La prise en charge de l'insuffisance cardiaque et des comorbidités associées chez un individu peut mener à l'utilisation d'un grand nombre de médicaments, la polypharmacie. Malgré les risques associés à ce fardeau médicamenteux, il y a peu de données populationnelles qui décrivent l'usage des médicaments à travers le temps. L'objectif de ce projet était de décrire les tendances de polypharmacie et d'usage des médicaments recommandés et potentiellement inappropriés en insuffisance cardiaque chez les Québécois de plus de 65 ans, entre 2000 et 2017. Méthode : Nous avons effectué une étude populationnelle en utilisant les données du Système intégré de surveillance des maladies chroniques du Québec. Nous avons identifié tous les individus >65 ans avec une définition de cas validée d'insuffisance cardiaque. Trois niveaux de polypharmacie ont été évalués, soit ≥10, ≥15, ≥20 médicaments différents par année, l'usage de médicaments étant déterminé par la présence d'au moins une réclamation dans l'année étudiée. Pour chacune des années étudiées, nous avons calculé les proportions, standardisées pour l'âge et le sexe, d'individus exposés à 1) une polypharmacie et 2) aux médicaments recommandés et potentiellement inappropriés en insuffisance cardiaque selon les recommandations des lignes directrices de pratique clinique. Les tendances ont été évaluées selon des modèles de régression de Poisson. Résultats : La proportion d'individus atteints d'insuffisance cardiaque et utilisant ≥10, ≥15, ≥20 médicaments différents est passée respectivement de 62,2%, 30,6%, et 12,2% en 2000 à 71,9%, 43,9%, et 22,7% en 2017. La combinaison d'un β-bloquant et d'un inhibiteur de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (IECA) ou d'un antagoniste des récepteurs à l'angiotensine II (ARA) était utilisée par 30,4% des individus en 2000 et 45,5% en 2017. La proportion d'utilisateurs d'IECA/ARA a augmenté de 65,8% en 2000 à 71,8% en 2008 avant de diminuer à 62,1% en 2017. L'utilisation de médicaments potentiellement inappropriés a diminué tout au long de la période étudiée. Conclusion : Cette étude populationnelle confirme que la polypharmacie est importante et en augmentation au sein des aînés atteints d'insuffisance cardiaque. L'impact de ces tendances sur les hospitalisations devrait être évalué, particulièrement dans un contexte où l'utilisation des IECA/ARA diminue. / Background: Pharmacological management of heart failure and comorbidities may result in polypharmacy. Despite the risks of this medication burden, there is scarce population-based data that portrays the use of medications over time. We aimed to describe the trends in polypharmacy and medication use among older individuals with heart failure in the province of Quebec, Canada, between 2000 and 2017. Methods: We performed a population-based study using the Quebec Integrated Chronic Disease Surveillance System to identify all individuals >65 years with a validated case definition of heart failure. Medication use was ascertained by the presence of at least one claim in each year. Three levels of polypharmacy were evaluated: ≥10, ≥15, and ≥20 different medications per year. We calculated age- and sex-standardized proportions of individuals exposed to polypharmacy and to appropriate and potentially inappropriate medications each year and tested trends using Poisson regression models. Results: The standardized proportion of individuals with hearth failure using ≥10, ≥15, ≥20 different medications increased from 62.2%, 30.6%, and 12.2% in 2000 to 71.9%, 43.9%, and 22.7% in 2017, respectively. The combination of β-blocker + angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEI) /angiotensin II receptor blocker (ARB) was used by 30.4% of individuals in 2000 and 45.5% in 2017. The proportion of ACEI/ARB users increased from 65.8% in 2000 to 71.8% in 2008, then decreased to 62.1% in 2017. The use of all potentially inappropriate medications decreased over the period. Conclusion: This population-based study confirms that polypharmacy is significant among older adults with heart failure. The impact of those trends on hospitalizations should be assessed, especially considering the reduction in ACEI/ARB claims.