L'invasion des matrices de fibrine par les cellules endothéliales est un événement clé dans l'angiogenèse. Dans ce travail, nous avons utilisé un modèle d'angiogenèse in vitro qui consiste en des cellules endothéliales humaines cultivées dans une matrice de fibrine en trois dimensions (3D). Ce modèle reproduit au mieux le microenvironnement cellulaire en 3D in vivo. En parallèle, nous avons testé plusieurs molécules nutraceutiques sur ce modèle cellulaire afin de démontrer leur effet sur la fibrinolyse lors de l'angiogenèse. Nous démontrons que l'habilité des cellules endothéliales à pénétrer dans une matrice de fibrine en 3 dimensions est induite par le VEGF. La fibrinolyse dépendante du VEGF a été complètement contrée par le PAl-1, BB-94, aprotinine et TIMP-2 suggérant l'implication du système activateur de plasminogène/plasmine ainsi que celui des métalloprotéinases. De plus, les anticorps neutralisants anti t-PA ont complètement inhibé la fibrinolyse. Dans l'étude nutraceutique, nous avons prouvé que certaines molécules dérivées de l'alimentation ont un pouvoir antiangiogénique en bloquant la fibrinolyse dans notre modèle cellulaire en agissant principalement sur la sécrétion du t-PA. Ces résultats suggèrent une relation étroite entre le système des MMP et celui des activateurs du plasminogène pour une protéolyse efficace de la matrice de fibrine, et précise l'effet antiangiogénique des polyphénols par leur action sur le t-PA et probablement sur les MMP. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Activateur de type tissulaire du plasminogène, Facteur de croissance de l'endothélium vasculaire, Dégradation de fibrine, Métalloprotéinases, Polyphénols, Antiangiogénèse.

Les ellagitannins C-arylglucosidiques sont des polyphenols naturels capable d’inhiber totalement la topoisomérase 2, une enzyme ciblée par les chimiothérapies utilisées contre le cancer. La challenge de cette these c’était trouver une approche biomimétique a la synthèse de ces molecules. La synthèse totale de la punicacorteine A, un simple membre de cette classe, a demande le développement de nouvelle méthodologies liée (i) à la chimie des sucres, pour la formation de la liaison C-arylglucosidique sur le glucose en forme ouverte et (ii) à la chimie des phénols pour générer l’unité biarylique en façon atroposelective. L’utilisation de complexes de cuivre-amine a permis de réaliser le couplage. L’étape suivante de la liaison C-arylglucosidation a ainsi pu être étudiée et le composé attendu a pu être obtenu par réaction dans une solution de tampon phosphate. Le dernière étape de la synthèse (galloylation sélective) n’est pas encore réalisée mais, à ce stade, une déprotection permettre d’obtenir un premier ellagitannin C-arylglucosidique naturel, l’épi-punicacortéine A 5-O-dégalloylée. / C-arylglucosidic ellagitannins belong to a family of biologically-active plant-derived polyphenols. Preliminary studies by Prof. Quideau’s group showed that some of these ellagitannins are potent inhibitors of human topoisomerase 2, current target of anticancer chemotherapies. The challenge of this thesis was the development of a biomimetic synthetic approach to this class of molecule. The total synthesis of punicacortein A, a simple member of this class, required the development of novel methodologies related (i) to sugar chemistry, to install the C-arylglucosidic bond on an open chain glucose, and (ii) to phenol chemistry, to generate the biaryl-unit in an atropoisomerically-controlled manner. This issue was addressed by using copper-amine complexes as oxidizing agents. We managed to obtain the C-arylglycosidic compound by reaction in phosphate buffer. At this stage, a single deprotection step led to the first natural C-arylglucosidic ellagitannin, 5-O-degalloyl epipunicacortein A.

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

On étudie les potentialités d'action de la consommation de jus de fruits et de vins riches en polyphénols sur modèle pathologique de stress oxydant, l'athérosclérose précoce, d'origine nutritionnelle, ainsi que leur effet protecteur spécifique vis à vis de cette pathologie. Dans une première partie expérimentale, nous avons analysé les polyphénols de trois variétés de jus de framboises (Cardinal, Glen Ample et Tulameen) et deux vins (Kaki et Merlot) par HPLC. Nous avons identifié et quantifié les composants phénoliques de la famille des anthocyanes et des ellagitanins, les deux constituants majeurs des polyphénols de framboise. Leurs compositions diffèrent significativement, en particulier entre Glen Ample et Tulameen. Concernant les vins, les flavan-3-ols (monomères et oligomères) ont été analysés. Les concentrations de chaque composant étaient fondamentalement différents entre les deux vins, sauf pour les dimères. Ceci nous a conduit à aborder l'étude in vivo sur hamster syrien doré recevant un régime riche en lipides et cholestérol, et carencé en antioxydants alimentaires. L'ingestion de Glen Ample (équivalent à 250 mL de jus de framboise par jour pour une homme de 70 kg) inhibe les facteurs pro-oxydants et améliore le statut antioxydant alors que le jus Tulameen a un effet protecteur contre la dyslipidémie. Ces effets peuvent être liés aux ellagitanins et anthocyanes respectivement. Nous avons montré que la consommation de vin à dose nutritionnelle (équivalent à 2 verres par repas pour un homme de 70 kg) améliorait la réactivité vasculaire, la dyslipidémie et le statut antioxydant. Parmi ces effets bénéfiques, aucune différence n'apparaît entre le vin de kaki et le Merlot, ce qui suggère que les dimères de procyanidines sont impliqués dans les effets biologiques des polyphénols. / The purpose of this study is to explore the potential of fruit juices and wines consumption rich in polyphenol on pathological models of oxidative stress, diet-induced early atherosclerosis, and to research their specific protective effect against the pathology.In the first part of this work we analyzed the polyphenols in three varieties of raspberry juices (Cardinal, Glen Ample and Tulameen) and two wines (Persimmon and Merlot) by HPLC. We identified and quantified phenolic components of anthocyanins and ellagitannins family, the two major constituents in raspberries polyphenols. Their compositions differed significantly especially between Glen Ample and Tulameen. For wines, flavan-3-ols (monomers and oligomers) were analyzed. Concentrations of each component were fundamentally different in two wines except for procyanidin dimers.These results led us to address in vivo studies on Syrian Golden hamsters fed a high-fat, high-cholesterol diet deprived in dietary antioxidants. Consumption of Glen Ample (equivalent to 250 mL of raspberry juice per day for a 70 kg human) inhibits pro-oxidant factors and improves antioxidant status whereas Tulameen shows a protective effect against dyslipidemia which may be due to its ellagitannins and anthocyanins respectively.Nutritional dose of wines (equivalent to 2 glasses of wine per meal for a 70 kg human) improves vascular reactivity, dyslipidemia and antioxidant status. No difference appeared between persimmon and merlot wine antioxidant properties suggesting that procyanidin dimers are implicated in the biological effects of polyphenols.

La maladie de Parkinson est l’une des plus répandue dans le monde. Des analyses post mortem ont mis en évidences des inclusions dans les cerveaux des patients, composées d’α-synucléine. Plusieurs études ont visé à identifier des composés capables d’inhiber l’agrégation de cette protéine, étant donné que cette agrégation est liée à sa toxicité. Néanmoins, de nombreux composés restent encore à être identifiés afin de mettre en évidence des structures moléculaires actives partagées qui pourrait mener à la synthèse d’un principe actif. Les stilbènes sont des composés phénoliques démontrant régulièrement des activités biologiques intéressantes pour la santé. Dans cette étude, nous étudions le comportement anti-agrégatif des stilbènes monomériques (resvératrol, picéatannol) et oligomèriques (ampélopsine, viniférine, et isohopeaphénol). Les résultats présentés mettent en évidence la capacité des stilbènes à inhiber l’agrégation de l’α-synucléine et fournissent des éléments pour comprendre ce mécanisme. / Parkinson’s disease is one of the most spread neurodegenerative diseases in the world. Post mortem analyses have put in evidence small inclusion bodies in patient’s brain, composed of α-synuclein fibrils. Several studies attempted then to identify compounds that could inhibit α-synuclein aggregation, as its aggregation is linked to its toxicity. Still, numerous active compounds need to be identified in order to put on relief shared active structures that could lead to a potent drug design. Stilbenes are phenolic compounds that often display interesting health-related biological activities. In this study, the anti-aggregative behavior of stilbenes monomers (resveratrol, piceatannol) and oligomers such as ampelopsin and isohopeaphenol was assessed. The results put on evidence stilbene propensity to inhibit α-synuclein aggregation and provide an insight into their inhibition mechanisms.

Dans le cadre d’une convention de thèse CIFRE en collaboration de recherche entre la société Pollenergie et le Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD), le potentiel antifongique de la propolis a été étudié. A cet effet, six échantillons de propolis provenant de régions géographiques différentes (France et Brésil) et d’origines botaniques variées (genre Populus, Dalbergia ecastophyllum et Baccharis dracunculifolia) ont été analysés.Les Extraits Ethanoliques de Propolis (EEP) mis au point, riches en composéspolyphénoliques (de 12,8 ± 0,4 à 16,2 ± 0,3 g EAG.l-1) présentent une grande diversité de classes de molécules bioactives selon leur origine botanique. Les polyphénols identifiés dans les extraits de propolis de Populus (France) sont principalement des flavonoïdes et leurs dérivés (galangine, pinobanksine, chrysine) et des acides-phénols (acides p-coumarique et caféique) et dans les extraits de propolis verte de Baccharis dracunculifolia et rouge de Dalbergia ecastophyllum (Brésil) ce sont respectivement des acides-phénols et leur dérivés prénylés (artépilline C, acide p-coumarique) et des composés isoflavonoïdiques (vestitol, médicarpine).Tous les EEP ont démontré un potentiel antifongique in vitro, variable selon les espèces botaniques, à deux stades de développement d’une souche phytopathogène (Colletotrichum musae), isolée de la pourriture de couronne de la banane. Deux extraits de Populus (France) en particulier ont montré la plus forte efficacité contre C. musae.Un extrait aqueux de propolis rouge de Dalbergia ecastophyllum a démontré la plus grande efficacité in vitro. Cet extrait, testé ensuite in vivo sur trois maladies de conservation de la banane a prouvé tout son potentiel antifongique comme traitement alternatif et son efficacité en augmentant la durée de conservation des bananes à l’export. / In the framework of a CIFRE thesis agreement in collaboration between Pollenergie and the Center for International Cooperation in Agronomic Research for Development (CIRAD), the antifungal potential of propolis has been studied. For this purpose, six samples of propolis from different geographical regions (France and Brazil) and various botanical origins (genus Populus, Dalbergiaecastophyllum and Baccharis dracunculifolia) were analyzed.The Ethanolic Extracts of Propolis (EEP) finalized, rich in polyphenolic compounds (from 12.8 ± 0.4 to 16.2 ± 0.3 g EAG.L-1), exhibit a great diversity of classes of bioactive molecules according to their botanical origin. The polyphenols identified in propolis extracts of Populus (France) are mainlyflavonoids and their derivatives (galangin, pinobanksin, chrysin) and acids-phenols (p-coumaric and caffeic acids). In contrast, the extracts of green propolis of Baccharis dracunculifolia and red from Dalbergia ecastophyllum (Brazil) they are respectively phenol acids and their prenylated derivatives(artepillin C, p-coumaric acid) and isoflavonoid compounds (vestitol, medicarpin).All EEPs have demonstrated an in vitro antifungal potential, which varies according to botanical species, at two stages of development of a phytopathogenic strain (Colletotrichum musae), isolated from the crown rot of banana. Two extracts of Populus (France) in particular showed the greatest efficacy against C. musae.An aqueous extract of red propolis from Dalbergia ecastophyllum demonstrated the greatest efficiency in vitro. This extract, which was then tested in vivo on three banana conservation diseases, proved its antifungal potential as an alternative treatment and its effectiveness in increasing the shelf life of bananas for export.

La vescaline est une substance polyphénolique appartenant à la famille des ellagitannins C-arylglucosidiques qui inhibe in vitro la topoisomérase 2, une enzyme ciblée par les chimiothérapies utilisées contre le cancer. Jusqu’à présent, seuls des ellagitannins porteurs d’unités HHBP ont été obtenus par synthèse totale. La synthèse d’ellagitannins C-arylglucosidiques comme la vescaline, présentant un motif unique de type NHTP relié par une liaison C-arylglucosidique à une unité glucose sous forme ouverte, constitue le challenge de cette thèse. Le premier objectif a été de développer une méthodologie de couplage biarylique intramoléculaire transposable à la construction de l’unité NHTP de la vescaline. Nous avons ainsi mis au point la première méthode de couplage biarylique biomimétique, par action de l’o-chloranil, se déroulant uniquement sur des substrats poly-hydroxylés possédant un groupement méthoxyle en position anomérique du sucre. Moins restrictive, l’utilisation de complexes de cuivre-amine a permis elle aussi de réaliser ce couplage. L’étape suivante de formation biomimétique de la liaison C-arylglucosidique a ensuite été étudiée et le composé attendu a pu être obtenu avec un rendement de 25%, après optimisation des conditions, par réaction dans une solution de tampon phosphate à pH = 7.5. Les deux dernières étapes de la synthèse (galloylation sélective et formation de l’unité NHTP) ne sont pas encore réalisées mais, à ce stade, une seule étape de déprotection peut permettre d’obtenir un premier ellagitannin C-arylglucosidique naturel, l’épi-punicacortéine A 5-O-dégalloylée. / Vescalin is a polyphenol of the C-arylglucosidic ellagitannin subclass that fully inhibits topoisomerase II, an enzyme target in anticancer therapy. Up to date, most synthetic efforts have been directed towards HHBP-bearing ellagitannins. The development of a synthetic way to construct ellagitannins of the C-arylglucosidic subclass, bearing an atropoisomeric NHTP unit linked to an open-chain glucose by a C-arylglucosidic bond, as exemplified by vescalin, is the challenge of this thesis. The first objective was to establish an intramolecular biaryl coupling methodology that could be applied to the construction of vescalin’s NHTP unit. In this context, we developed the first example of biomimetic o-chloranil-mediated oxidative biaryl coupling carried out on a poly-hydroxylated substrate containing a methoxy group at the anomeric position of the sugar. Difficulties in the subsequent deprotection of the methoxy group led us to use an alternative method in which copper-amine complexes allow for the coupling of substrates bearing readily removable anomeric protecting groups. The latter methodology led to the elaboration of HHBP-containing precursors that have been subjected to the biomimetic formation of the C-arylglucosidic bond. After screening both acidic and basic conditions, the desired C-arylglucosidic compound was obtained by carrying out the reaction in a phosphate buffer (pH 7.5) in a 25% yield. The two final steps of the synthesis (selective galloylation and NHTP construction) have not been performed yet but, at this stage, we are confident that a single deprotection step will lead to the first natural C-arylglucosidic ellagitannin, 5-O-degalloyl epi-punicacortein A.

De nos jours, il y a une volonté générale de se tourner vers une agriculture plus respectueuse de l’environnement et du consommateur se traduisant notamment par une démarche de réduction des intrants chimiques. Dans un contexte de développement durable, la recherche de produits naturels pour lutter contre les maladies et les ravageurs suscite un regain d’intérêt. Dans cette thèse, des extraits hydro-alcooliques issus de coproduits de la vigne (sarment, cep, racine) et d’essences forestières (écorce d'épicéa, nœud de pin) se sont révélés être une excellente source de polyphénols bioactifs, en particulier en stilbènes complexes. En effet, ces extraits ont démontré un large spectre d’activités contre différentes maladies végétales. En particulier, un potentiel oomycide contre le mildiou de la vigne et une capacité insecticide contre un parasite des Solanacées sont rapportés. En outre, la pertinence de l'utilisation de la « chimie verte » pour extraire les stilbènes comme méthode alternative aux solvants organiques a été mise en évidence. Les présents résultats renforcent une voie de recherche originale pour faire progresser une viticulture et une agriculture plus durables, en utilisant des produits de biocontrôle moins toxiques et biodégradables, constituant ainsi une solution possible et réaliste pour lutter contre les pathogènes des plantes. / Nowadays, is a priority to turn towards a more eco- and consumer friendly agriculture resulting in the reduction of the chemical inputs. In a context of a sustainable development, the investigation of natural products to fight against diseases and pests raised a renewed interest. In this thesis, hydroalcoholic extracts derived from grapevine (cane, wood, root) and forest species (spruce bark, pine knot) by-products have demonstrated to be a great source of bioactive polyphenols, and particularly in complex stilbenes. Indeed, these extracts have proved to confer a broad spectrum of activities against different major plant diseases. In particular, an oomycide potential against downy mildew of the vine and an insecticidal capacity against Solanaceae pest were reported. Furthermore, the relevant use of “green chemistry” to extract stilbenes as an alternative method of organic solvents has been highlighted. The present findings strengthen an original line of research to advance in a more sustainable viticulture and agriculture, using less toxic and biodegradable biocontrol products, being this a possible and realistic solution to combat plant pathogens.

Favorisant plusieurs altérations physiologiques et autres conditions telle l'instabilité génomique, l'inflammation chronique joue un rôle central de l'initiation jusqu'au développement du cancer. Cette condition requiert la contribution de plusieurs types cellulaires et de médiateurs inflammatoires telle que la protéine transductrice du signal et activatrice de la transcription 3 (STAT3). Cette dernière est un médiateur majeur dans l'induction et le maintien d'un microenvironnement tumoral inflammatoire. En effet, la phosphorylation de STAT3 est essentielle à la régulation et à la transcription de plusieurs facteurs de croissance et cytokines incluant la cyclooxygénase-2 (COX)-2 et l'interleukine-6 (IL6), mais par son rôle de transducteur, elle répond aussi à plusieurs stimuli tant endogènes qu'environnementaux. Une des voies les plus importantes à cet effet est celle de JAK/STAT3. Une boucle rétroactive d'activation de STAT3 alimente d'ailleurs les processus impliqués dans le développement tumoral comme la prolifération, l'anti-apoptose, l'angiogenèse et la métastase. Les objectifs de notre étude sont, dans un premier temps, d'évaluer les effets de 5 polyphénols connus pour leur propriété anti-angiogénique; la lutéoline (Lut), l'apigénine (Api), l'épigallocatéchine gallate (EGCG), la delphinidine (Dp) et l'acide éllagique (EA), sur différentes étapes de l'angiogenèse déclenchée par l'IL-6 et d'en déterminer le mécanisme d'action au niveau moléculaire. Dans un deuxième temps, nous avons évalué chez les cellules souches mésenchymateuses (MSC) ayant un phénotype pro-inflammatoire induit par la concanavaline A (ConA), l'implication de la métalloprotéinase membranaire matricielle de type-1 (MT1-MMP) dans l'activation de STAT3 et l'expression de COX-2. Les résultats ont montré principalement que la Lut et l'Api inhibent très significativement la prolifération, la migration et la tubulogenèse des cellules endothéliales (EC) induite par l'IL-6 via la voie JAK/STAT3. En deuxième lieu, chez les MSC, la MT1-MMP semble être un contributeur important dans le phénotype pro-inflammatoire et implique également la voie JAK/STAT3. De façon inattendue l'inactivation de STAT3 potentialise l'expression de COX-2. Étant donné que les MSC sont recrutées aux sites inflammatoires de plusieurs cancers, ces résultats confirment l'importance de la MT1-MMP dans la régulation de la signalisation intracellulaire pro-inflammatoire des MSC. L'action double de STAT3 régulé par la MT1-MMP, montre son rôle majeur comme contributeur dans l'équilibre de l'expression de COX-2. Ce mécanisme permettrait ainsi aux MSC de s'adapter au microenvironnement inflammatoire pro-tumoral. Connaissant la diversité des polyphénols d'origine alimentaire et leur potentiel anti-inflammatoire, anti-angiogénique et anticancéreux on a aussi montré dans le cadre de cette étude que le potentiel de l'activité anti -inflammatoire de la Lut et d'Api permet, en partie d'expliquer leur activité anti-angiogénique et anti-cancer. Ainsi, ces flavones pourraient non seulement servir de base de recherche d'agents thérapeutiques anti-angiogéniques minimisant la résistance aux agents chimiothérapeutiques, mais aussi mettre en lumière le rôle majeur de l'alimentation dans la prévention du cancer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : STAT3, MT1-MMP, angiogenèse, inflammation, IL6, COX-2

TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand) est une protéine du système immunitaire appartenant à la famille du TNF (Tumor necrosis factor). L'intérêt de TRAIL en thérapie anti-cancéreuse réside dans sa capacité à induire la mort par apoptose des cellules tumorales, sans exercer de toxicité envers les cellules saines. Le principal frein à l'utilisation de TRAIL est la survenue de mécanismes de résistance à TRAIL dans certaines tumeurs. Mon travail de thèse a consisté à étudier ces mécanismes de résistance à TRAIL et à élaborer des stratégies visant à les contourner. Dans un premier temps, mon intérêt s'est porté sur le récepteur antagoniste TRAIL-R4, qui est capable de fixer TRAIL sans engager de signal de mort. Nous avons montré pour la première fois que TRAIL-R4 est à l'origine de l'induction de voies de signalisation intracellulaires de survie et de prolifération dans le modèle HeLa de carcinome du col de l'utérus. Ces cellules résistantes peuvent néanmoins être sensibilisées à l'action de TRAIL par un pré-traitement chimiothérapeutique conventionnel (cisplatine, étoposide ou 5-FU). Cette sensibilisation ne fait pas intervenir la voie mitochondriale de l'apoptose, mais passe par une augmentation du recrutement et de l'activation de la caspase-8 au sein du complexe initiateur de mort (DISC). Dans un deuxième temps, mon travail s'est focalisé sur des lymphomes B non-Hodgkiniens particulièrement agressifs, les lignées VAL et RL. La résistance à TRAIL de ces lymphomes est due à un blocage de la voie mitochondriale de l'apoptose, notamment en raison de l'expression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2, Mcl-1 et survivine. Mon objectif a été d'élaborer une stratégie thérapeutique visant à contourner cette résistance. Dans ce contexte, nous avons évalué l'efficacité d'un composé polyphénolique issu des plantes, la quercétine. Nos résultats montrent que la combinaison de la quercétine et de TRAIL permet de tuer de façon synergique les lymphomes VAL et RL. Le mécanisme moléculaire de cette synergie comprend l'activation de la voie mitochondriale de l'apoptose, ainsi que l'inhibition de Mcl-1 et de la survivine. L'ensemble de ce travail est rassurant quant à l'utilisation de la cytokine TRAIL en thérapie anti-tumorale, dans le cadre d'une thérapie combinée.