Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz diffusible dont la production à l'état physiologique est majoritairement issue de la dégradation de l’hème par l’hème oxygénase (HO). Le CO endogène a des propriétés vasorelaxantes comparables à celles du monoxyde d’azote. L’effet du CO a été étudié dans des modèles d’ischémie coronarienne, d’insuffisance rénale aigue et d’hypertension artérielle : des propriétés anti-agrégantes, anti-prolifératives, anti-inflammatoires et anti-apoptotiques ont été mises en évidence. Ces propriétés suggèrent que le CO pourrait aussi jouer un rôle dans la prévention de la thrombose vasculaire, et la prévention de la progression de l’insuffisance rénale chronique. Dès lors, les objectifs de cette thèse ont été : 1) d’évaluer les effets in vivo d’un inducteur de l’HO-1, l’hémine, administré en chronique respectivement dans un modèle de thrombose carotidienne et dans un modèle d’insuffisance rénale chronique chez le rat et ; 2) de fournir des éléments susceptibles d’expliquer la mécanistique qui sous-tend les effets liés à l’induction de l’HO-1. Dans le modèle de thrombose artérielle validé chez le rat par notre laboratoire, l’administration chronique d’hémine à la dose de 50 mg/kg a réduit significativement le taux d’occlusion vasculaire par rapport aux animaux non traités (7,2% versus 71%; p<0,01). A l’inverse, les animaux traités par l’hémine recevant parallèlement un inhibiteur de l’HO-1 ont présenté des taux d’occlusion vasculaire comparables à ceux des animaux "contrôles". Ces résultats suggèrent que la réduction du taux d’occlusion artérielle observée, qui ne s’est pas accompagnée de modifications significatives de la pression artérielle, des paramètres sanguins ou de l’hémostase, est directement liée à l'expression vasculaire de l’HO-1. Dans le modèle d’insuffisance rénale chronique par néphrectomie des 5/6 chez le rat, l’administration chronique 2 fois par semaine d’hémine à la dose de 50 mg/kg a diminué significativement, par rapport aux animaux contrôles, la protéinurie (1,0 versus 7,3 g/mmol de créatinine), les index de glomérulosclérose (0,84 versus 2,53) et d’atrophie tubulaire rénale (0,9 versus 2,33), l’expression des protéines impliquées dans la progression de l’insuffisance rénale [(TGF-???0,62 versus 1,0) caspase-3 (0,35 versus 0,71); BMP-4 (0,11 versus 0,32)] et a augmenté significativement l’expression de la protéine BMP-7 néphroprotectrice (1,31 versus 0,38). Par rapport aux animaux recevant un antagoniste des récepteurs AT1 de l'angiotensine II (losartan à la dose de 20 mg/kg), traitement de référence utilisé au cours de l'étude, les effets de l'hémine ont été comparables pour l’expression de TGF-?? (0,62 versus 0,65) voire supérieurs pour son effet sur protéinurie (1 g/mmol de créatinine versus 2,2 g/mmol de créatinine), l’index de glomérulosclérose (0,84 versus 1,68) et d’atrophie tubulaire (0,9 versus 1,66), malgré une réduction de la pression artérielle plus faible (152,4 mmHg versus 134,7 mmHg). D’autres travaux doivent à présent être entrepris afin d’évaluer si l’induction de l’HO-1 peut constituer une approche thérapeutique d’avenir dans la prévention de la thrombose carotidienne et dans la progression de l’IRC. / No summary available.

L’objectif de ce travail est de proposer un mécanisme réactionnel pour l’oxydation sélective du monoxyde de carbone en présence d’hydrogène sur des catalyseurs à base d’or, supporté ou non, en déterminant les rôles de l’or, du support et de l’hydrogène. Les catalyseurs ont été préparés par voie chimique (échange anionique direct ou dépôt colloïdal) ou par voie physique (vaporisation laser) et systématiquement caractérisés par ICP-AES, XRD, TEM et XPS. Les tests catalytiques et les caractérisations par DRIFTS in situ montrent que l’or seul finement divisé est capable d’oxyder le monoxyde de carbone et l’hydrogène. Cependant, la vitesse d’oxydation du monoxyde de carbone est considérablement améliorée lorsque l’or est supporté, en particulier sur des oxydes réductibles, ou lorsque de l’hydrogène est introduit dans le milieu, même en faible quantité. Une étude cinétique sur un catalyseur d’or sur alumine laisse supposer que l’hydrogène intervient dans le mécanisme d’oxydation du monoxyde de carbone grâce à des espèces oxygénées du type : OOH, intermédiaires à la formation de l’eau qui oxyderaient plus facilement le monoxyde de carbone que l’hydrogène à basse température. / The aim of this work is to propose a mechanism for the preferential carbon monoxide oxidation in hydrogen rich-gas over gold based catalysts by studying the role of gold, support and hydrogen. Gold catalysts was prepared by chemical way (direct anionic exchange or colloidal deposition) or physical way (lazer vaporization) and characterized by ICP-AES, XRD, TEM and XPS. Catalytic tests and DRIFTS in situ characterizations showed that finely dispersed gold is able to oxydize carbon monoxide and hydrogen. Nevertheless, carbon monoxide oxidation rate is highly increased when gold is supported, especially over a reducible oxide, or when hydrogen is added in the reactant mixture, even with a small amount. A kinetic study over alumina supported gold catalyst suggests that hydrogen is involved in carbon monoxide oxidation mechanism thanks to oxygenated species like : OOH, which are water formation intermediates and preferentially oxidize carbon monoxide than hydrogen at low temperature.

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

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr. Bibliogr.: f. 149-175. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèses (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2001. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Rationnel : Le développement des techniques de reperfusion pulmonaire ex vivo (Ex vivo lung perfusion : EVLP) vise à réduire la pénurie d'organes disponibles pour la transplantation. Le monoxyde de carbone (CO) pourrait aider à la sélection des greffons en cours d'EVLP puisque sa production endogène est augmentée en situation d'ischémie reperfusion. Objectifs : Mettre au point une technique de mesure du CO exhalé (eCO) lors de l'EVLP et étudier ses variations en fonction des lésions d'ischémie reperfusion. Méthodes : À partir d'un modèle porcin d'EVLP et à l'aide d'un appareil de spectrométrie laser basé sur le principe d'une cavité résonnante (optical-feedback cavity-enhanced absorption spectroscopy : OF-CEAS), eCO était mesuré selon différents paramètres ventilatoires, en ambiances polluées par des gaz pauvres (< 0,015ppmv) ou riches (9ppmv) en CO et après perfusion d'un inhibiteur de l'hème oxygénase (SnPP). eCO était ensuite comparé après 30 min (J0) ou 24 h (J1) d'ischémie froide et sa valeur prédictive pour sélectionner des greffons était calculée.Résultats : La concentration d'eCO de poumons isolés était de 0,45 ± 0.19 ppmv. Les pics d'eCO se produisaient pendant la phase expiratoire. Ni les variations de fraction inspirée en oxygène, ni la pollution de l'air ambiant ne modifiaient eCO. Les concentrations d'eCO n'étaient pas différentes après perfusion de SnPP. eCO était plus élevé à J1 par rapport à J0 (1,35 ± 0,259 ppmv vs. 0,951 ± 0,313, p = 0,01) et était corrélé à un indice de perméabilité de la membrane alvéolo capillaire. La meilleure valeur seuil d'eCO déterminée à partir de la courbe ROC était 0,860 ppmv (sensibilité de 1 (0,31 – 1), spécificité de 0,44 (0,15 – 0,77), valeur prédictive positive de 0,37 (0,10 – 0,74), valeur prédictive négative de 1 (0,39 – 1)). Conclusions : La mesure d'eCO en condition d'EVLP est faisable. eCO est significativement augmenté lorsque les lésions d'ischémie reperfusion sont accrues mais eCO ne peut pas être utilisé de façon isolée pour sélectionner les greffons pulmonaires. / Rationale: Ex vivo lung perfusion (EVLP) is a promising technique to reduce the shortage of organs available for transplantation. Carbon monoxide (CO) might help in the selection of grafts during EVLP as its endogenous production is increased by ischemia reperfusion.Objectives: To develop a measurement technique of exhaled CO (eCO) during EVLP and to study its variations depending on ischemia reperfusion injuries.Methods: Using a pig model of EVLP and using a laser spectrometer technique based on the principle of a resonant cavity (optical feedback cavity-enhanced absorption spectroscopy-OF-CEAS), we measured eCO under different ventilatory parameters, various polluted environments with poor (<0,015ppmv) or rich (9ppmv) CO gas, and after infusion of an inhibitor of heme oxygenase (SnPP). We then compared eCO after 30 min (D0) or 24 h (D1) of cold ischemia and determined the predictive value of eCO to select lung grafts.Results: In isolated lungs, the concentration of eCO reached 0.45 ± 0.19 ppmv. eCO peaks during the expiratory phase. Neither variations of the fraction of inspired oxygen, nor the pollution of the ambient air altered eCO. eCO concentrations were not different after SnPP infusion. eCO was higher on day 1 compared to day 0 (1.35 ± 0.259 vs. 0.951 ± 0.313 ppmv, p = 0.01) and correlated with an index of the permeability of the alveolar capillary membrane. The best treshold value of eCO determined from the ROC curve was 0.860 ppmv (sensitivity 1 (0.31 to 1), specificity of 0.44 (0.15 to 0.77), positive predictive value of 0, 37 (0.10 to 0.74), negative predictive value of 1 (0.39 to 1)).Conclusions: Measurements of eCO during EVLP is feasible. eCO is significantly higher when ischemia-reperfusion injuries are increased. However, eCO can not be used in isolation to select lung grafts.

Observé quotidiennement par des instruments à bord de satellites depuis les années 2000, le monoxyde de carbone (CO) est utilisé comme un traceur du transport de la pollution du fait de sa longue durée de vie (1 à 2 mois) dans la troposphère. Ce gaz est émis principalement par les activités anthropiques (transport, chauffage, industrie) et par les feux (naturels ou provoqués pour le brûlage de la biomasse). Le CO joue un rôle central dans la chimie troposphérique car il est détruit par le radical OH, et régule dès lors la capacité oxydante de l'atmosphère. La première partie de mon travail de thèse a consisté à valider les mesures de CO obtenues par l'instrument en occultation solaire ACE-FTS, en utilisant des observations indépendantes d'instruments sol, avion et satellite. Le deuxième volet de mon travail repose sur les données obtenues par la mission IASI, lancée en 2006 à bord du satellite MetOp-A. Nous disposons de 6 ans de données CO IASI qui sont utilisées afin d'étudier les épisodes de feux, de suivre les panaches de pollution lors de campagnes de mesures, d'établir des tendances, d'élaborer des prévisions de pollution (projet MACC), ou encore d'améliorer les inventaires d'émission. Mes travaux de thèse ont surtout concerné l'étude des variabilités temporelles et spatiales, et j'ai contribué à la validation des restitutions qui sont distribuées à une large communauté d'utilisateurs scientifiques. Enfin, le dernier volet de mon travail a consisté à quantifier et expliquer les différences entre les produits CO de MOPITT et de IASI, qui se place comme son successeur. Le poids du choix des hypothèses a priori inhérent aux algorithmes d'inversion est étudié : un nouveau produit MOPITT utilisant le profil et la matrice de variance-covariance a priori de IASI a été élaboré. Alors que les colonnes totales de ce nouveau produit se comparent bien au produit initial, l’influence du profil mais surtout de la matrice de variance-covariance a priori (qui autorise plus ou moins de variabilité lors de l’inversion) est démontrée lors de l’étude des profils. / Carbon monoxide (CO) is measured from space since the year 2000 by several instruments. CO plays an important role in atmospheric chemistry and climate as it is the largest sink of the hydroxyl radical (OH), and thus impacts the oxidizing power of the atmosphere and the concentrations of greenhouse gases (such as methane and ozone). CO is mainly formed by the incomplete combustion of fossil, bio-fuels and biomass burning. Due to its long lifetime (1 to 2 months) it is therefore used as a pollution tracer in the troposphere.The first part of this PhD work consists of validating CO measurements from the limb- viewing ACE-FTS instrument using a set of independent data measured by instruments onboard aircraft, satellites and at ground-based stations.The second part of my work consists of studying the temporal and spatial variability of CO and focuses on studying 6 years of CO data measured by IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer), launched in 2006 onboard the MetOp-A satellite. I contributed to the validation of the retrieved data, which are now widely distributed to the scientific community, with different applications. For example the study of fire events, the follow-up of pollution plumes during measurements campaigns, building inter-annual trends, generating pollution forecasts (MACC project), and improving emission inventories.The last part of my PhD work consists of quantifying and explaining the differences between MOPITT (Measurements Of Pollution In The Troposphere) and IASI CO products. Due to the fact that IASI will likely outlive MOPITT, it is essential to evaluate the CO retrievals from these instruments against each other. I studied the impact of the a priori assumptions choice which is a major component of the retrieval algorithms. A new MOPITT product using IASI a priori profile and covariance matrix is built. Total CO columns of this new product are globally in good agreement with the initial MOPITT product. Local differences are investigated and shown to be due to the influence of the a priori profile and mainly its a priori covariance matrix which can be seen when studying the shape of the retrieved profiles.

L’utilisation de modèles animaux a permis la découverte de mécanismes importants du développement en général, et du développement tumoral en particulier afin d’établir et mettre au point de nouveaux traitements. Le poisson zèbre (Danio rerio), est de plus en plus utilisé dans le cadre de ces recherches du fait de ses nombreux avantages comme par exemple la transparence de ses larves ou une forte homologie avec l’homme. Plusieurs approches ont été développées chez ce poisson comme l’invalidation transitoire d’un gène afin d’identifier le rôle d’une protéine dans le développement, ou alors la transplantation de cellules tumorales de mammifères et étudier les réponses aux traitements anti-tumoraux.C’est dans l’un de ces deux contextes que nous avons étudié le rôle du monoxyde d’azote dans le développement tumoral. Pour cela nous avons utilisé une sonde fluorescente et avons pu détecter in vivo une production de monoxyde d’azote associée aux cellules tumorales xénogreffées, dont l’utilisation d’un capteur du NO, le cPTIO s’est traduit par une perte de cellules tumorales et une baisse de l’expression d’un facteur angiogénique le VEGF, démontrant une utilisation potentielle dans du cPTIO comme molécule anti-tumorale.L’autre volet d’étude a été l’identification du rôle de HSF1 dans le développement et la différenciation des globules rouges chez le poisson zèbre comme modèle expérimental, dans des conditions de non stress thermique. Pour cela, nous avons inactivé transitoirement le gène hsf1 grâce aux morpholinos, et avons constaté des défauts dans le développement, mais aussi une altération de la différenciation des érythrocytes. / The use of animal models has led to the discovery of important mechanisms of biology development in general, and tumor development in particular, to establish and develop new treatments. The Zebrafish (Danio rerio) is increasingly used nowadays as part of this research because of its many advantages such as the transparency of the larvae, and the high homology with human. Several approaches have been developed in this fish, as the gene-knockdown in order to identify the role of a protein in the development, or the tumor transplantation of mammalian cells to study anti-tumor treatments response.It is in one of these two contexts that we studied the role of nitric oxide in tumor development in zebrafish. We used a fluorescent probe and were able to detect in vivo the production of nitric oxide associated with xenograft tumor cells. The use of an NO scanvenger, the cPTIO resulted in a loss of tumor cells and a decrease in the expression of an angiogenic factor VEGF, showing a potential in the use of cPTIO as antitumor molecule.We used also the transitory invalidation of hsf1 gene, in order to explore a potential new role in the development and red blood cells differentiation in zebrafish as an experimental model, in non heat-shocked conditions. We found that HSF1 was important for the differentiation of erythrocytes, and its inactivation also reflected defects in development.

La pneumopathie interstitielle (PI) est devenue la principale cause de décès de la sclérodermie systémique (ScS). Au cours de PI, l’activation immunitaire déclenche une forte production du monoxyde d’azote (NO) et l’augmentation de la concentration de NO dans l’air expiré des patients atteints de ScS avec PI suggère que cette méthode pourrait détecter précocement l’alvéolite, afin de traiter à temps la PI pour éviter son évolution vers la fibrose pulmonaire. En utilisant le modèle à deux compartiments séparant le NO alvéolaire (CANO) du NO bronchique, nous avons montré que la CANO est : (1) augmentée chez les patients atteints de ScS comparativement aux volontaires sains; (2) associée à l’alvéolite et (3) corrélée à la sévérité de la PI. De plus, une valeur de CANO = 10,8 ppb permettait d’affirmer la présence de la PI et une valeur = 3,8 ppb, d’écarter l’existence d’une PI avec une valeur prédictive= 95%. Le modèle bi-compartimenté néglige la distribution arborisée des voies aériennes et la diffusion axiale du NO, que prend en compte le nouveau « modèle de la trompette ». Les résultats de CANO des 2 méthodes sont comparables (rho=0,98, p<0.001). Enfin, La capacité des sérums à induire la prolifération des fibroblastes pulmonaires et sa conversion en myofibroblaste est augmentée chez les patients atteints de ScS avec une CANO > 5ppb par rapport à celle des patients atteints de ScS qui ont une CANO = 5 ppb et à celle des volontaires sains. Nos résultats suggèrent une relation possible entre l’inflammation alvéolaire et la fibrose pulmonaire au cours de la ScS / Interstitial lung disease (ILD) has become the main cause of death in systemic sclerosis (SSc). In ILD, immune activation leads to strong nitric oxide (NO) output by inducible NO synthase. Increased the whole fractional rate of NO in exhaled air has been reported in SSc patients with ILD and suggested that exhaled NO can be an accurate none-invasive marker of early alveolar inflammation in order to initiate in time treatment. The two compartment-model method partitioned exhaled NO into alveolar concentration (CANO) and conducting airway flux, We hypothesized that overproduction of NO in the lung eventually leads to ILD in SSc. We have found that CANO is significantly increased in SSc patients as compared with healthy controls. We have also demonstrated that high levels of CANO were related to alveolitis and the severity of ILD in SSc. Moreover, we have found that ILD could be ruled in (positive predictive value > 95%) when CANO = 10.8 ppb, and ruled out when CANO values = 3.8 ppb (negative predictive value > 95%). The two-compartment model neglected the trumpet shape of airway tree and the axial diffusion of NO that the advanced “trumpet model” takes account. We have found that CANO levels assessed by the two models were comparable (rho=0,98, p<0.001). Finally, we have found that the serum ability to induce lung fibroblast proliferation and myofibroblast transition was increased in SSc patients with high levels of CANO (>5ppb) as compared to SSc patients with low levels of CANO (=5ppb) and healthy controls. Our findings suggest a possible link between alveolar inflammation, and lung fibrosis in SSc. 1624 caractères avec espace

Le monoxyde d’azote (NO) est une molécule gazeuse synthétisée par les NO Synthases à partir de L-arginine. NO est une puissante molécule de signalisation dans de nombreux processus physiologiques comme la vasodilatation et la neurotransmission. Il module l’activité de multiples protéines (ex : guanylate cyclase soluble et ribonucléotide réductase) grâce à la nitrosylation de groupements thiol ou de métaux de transition. En tant que radical libre, NO peut réagir avec de nombreuses espèces comme l’oxygène moléculaire, et ainsi former des dérivés réactifs. Grâce à ces propriétés, NO est un acteur majeur de l’immunité innée et de l’inflammation. Les phagocytes produisent de grandes quantités de NO en réponse à des stimuli proinflammatoires, via l’activité NO Synthase inductible (iNOS). En raison des effets délétères des dérivés de NO, l’activité iNOS doit être finement régulée. Le suppresseur de tumeur p53 est capable de réprimer l’expression du gène Nos2 après avoir été lui-même activé en réponse à une accumulation de NO. La protéine p73 est un homologue de p53 encodé par un gène qui génère à la fois des isoformes actives (TAp73) et des isoformes qui sont dépourvues du domaine de transactivation N-terminal et exercent un effet dominant négatif (ΔNp73). Cette étude se focalise sur le rôle des isoformes TAp73 dans la régulation de l’expression de la iNOS. Nous démontrons que les isoformes TAp73 régulent négativement l’expression de la iNOS aux niveaux transcriptionnel et post-traductionnel en potentialisant l’effet répresseur du TGF-β, ce qui résulte en une forte surexpression de la iNOS dans les cellules TAp73-/-. Ces résultats confortent le rôle de la famille p53 comme un réseau essentiel de protéines régulatrices des fonctions du TGF-β. / Nitric oxide (NO) is a gaseous molecule synthesized from L-arginine by Nitric Oxide Synthases. NO acts as a potent signaling molecule in various physiological processes like vasorelaxation and neurotransmission. It modulates the activity of many proteins (e.g. soluble guanylate cyclase and ribonucleotide reductase) through nitrosylation of thiol moieties or transition metal ions. As a free radical, NO can also react with a number of cellular species, notably molecular oxygen, to form reactive oxygen species and reactive nitrogen species. Thanks to these properties, NO appears as a major component of innate immune response and inflammation. Phagocytes produce large amounts of NO in response to proinflammatory through inducible Nitric Oxide Synthase (iNOS) activity. Because of the harmful effects of NO derivatives on cellular components, iNOS activity needs to be tightly regulated. The p53 tumor suppressor has been shown to repress Nos2 after being activated by NO itself. The p73 protein is an homologous encoded by the TP73 gene that generate transcriptionally active TAp73 isoforms and ΔNp73 isoforms that lack the transactivation domain and exert a dominant negative effect. This study focuses on the role of TAp73 isoforms in regulation of iNOS expression. We demonstrate that TAp73 isoforms potentiate the repressive effect of TGF-β on iNOS expression at transcriptional and post-traductional levels, resulting in a substantial iNOS overexpression in TAp73-/- cells. These results emphasize the emerging role of p53 family as a master regulator of TGF-β functions.