La drépanocytose est une maladie génétique qui se caractérise par des globules rouges en forme de faucille. Chez les personnes atteintes de drépanocytose, ces globules rouges (GR) adhèrent à l’endothélium vasculaire et provoquent ainsi une vaso-occlusion. Ce phénomène s’explique par la surexpression de la protéine Lutheran (Lu) à la surface des globules rouges falciformes qui se lie fortement à la Laminine (Ln) 511/521 exprimée par l’endothélium vasculaire enflammé. Le but de cette étude est d’identifier un inhibiteur d’interaction protéine-protéine (PPI) qui possède une forte probabilité de liaison à Lu afin d’inhiber l’interaction Lu-Ln 511/521. Un criblage virtuel de 1 295 678 composés ciblant la protéine Lu a été réalisé. La validation préalable d’un protocole de scoring a été envisagée sur la protéine CD80 qui présente un site de liaison avec des caractéristiquestopologiques et physico-chimiques similaires au site de liaison prédit sur Lu ainsi que plusieurs ligands avec des constantes d’affinité connues. Ce protocole contient différentes étapes de sélection basées sur les affinités calculées (scores), des simulations de dynamique moléculaire et les propriétés moléculaires. Un protocole de scoring fiable a été validé sur CD80 avec le programme de docking DOCK6 et les fonctions de scoring XSCORE et MM-PBSA ainsi qu’avec la méthode decalcul FMO. L’application de ce protocole sur Lu a permis d’obtenir deux ligands validés par des tests in vitro qui font l’objet d’un dépôt de brevet. La fonction de scoring XSCORE a permis d’identifier neuf autres ligands qui semblent aussi être des candidats prometteurs pour inhiber l’interaction Lu-Ln 511/521. / Drepanocytosis is a genetic blood disorder characterized by red blood cells that assume an abnormal sickle shape. In the pathogenesis of vaso-occlusive crises of sickle cell disease, red blood cells bind to the vascular endothelium and promote vaso-occlusion. At the surface of these sickle red blood cells, the overexpressed protein Lutheran (Lu) strongly interacts with the Laminin (Ln) 511/521.The aim of this study was to identify a protein-protein interaction (PPI) inhibitor with a highprobability of binding to Lu for the inhibition of the Lu-Ln 511/521 interaction. A virtual screening was performed with 1 295 678 compounds that target Lu. Prior validation of a robust scoring protocol was considered on the protein CD80 because this protein has a binding site with similar topological and physico-chemical characteristics and it also has a series of ligands with known affinity constants. This protocol consisted of multiple filtering steps based on calculated affinities (scores), molecular dynamics simulations and molecular properties. A robust scoring protocol was validated on the protein CD80 with the docking program DOCK6 and the scoring functions XSCORE and MM-PBSA and also with the FMO method. This protocol was applied to the protein Lu and we found two compounds that were validated by in vitro studies. The protection of these ligands by a patent is under process. Nine other compounds were identified by the scoring functionXSCORE and seem to be promising candidates for inhibiting the Lu-Ln 511/521 interaction.

STAT5 est une protéine de la signalisation cellulaire normale, qui peut jouer un rôle important dans la transformation, la survie et à la résistance aux inhibiteurs de tyrosine kinase des cellules tumorales. Son activation constitutive par phosphorylation est liée à la présence de protéines oncogéniques comme la protéine de fusion BCR/ABL1 (leucémie myéloïde chronique) ou de formes mutées de KIT (mastocytoses), par exemple. L’inhibition pharmacologique de STAT5 constitue donc un enjeu thérapeutique majeur pour plusieurs pathologies malignes. Nous avons réalisé la première modélisation et les simulations de dynamique moléculaire des principales formes de STAT5 : la forme monomérique cytoplasmique phosphorylée ou non, et la forme dimérique phosphorylée et liée à l’ADN. Nous avons caractérisé les propriétés dynamiques et le réseau allostérique intramoléculaire des monomères de STAT5. Les résultats générés montrent des variations structurales et dynamiques liées à la différence de séquence primaire des isoformes de STAT5 et/ou à la présence du groupement phosphate. Deux poches à la surface des protéines ont également été caractérisées. Leur localisation à proximité de voies de communication allostériques suggère que ces poches pourraient constituer des sites de modulation des fonctions de STAT5. Nous avons également caractérisé les liaisons hydrogènes entre les monomères constituant les dimères de STAT5 et leur reconnaissance de l’ADN. En outre, nous avons identifié des résidus clés aux interfaces entre les entités moléculaires, nous permettant de mieux comprendre les effets de mutations de STAT5 observées en clinique dans certaines pathologies malignes. / STAT5 is a protein involved in normal cell signalling that is crucial for transformation, survival and resistance to tyrosine kinase inhibitors of tumour cells. The constitutive phosphorylation activates STAT5 and is related to oncogenic proteins like the hybrid protein BCR/ABL1 (chronic myeloid leukaemia) or mutated KIT receptor (mastocytosis). The pharmacologic inhibition of STAT5 is thus a major therapeutic concern in several malignant pathologies. We performed the first modelling and molecular dynamics simulations of the main cellular species of STAT5: the cytoplasmic phosphorylated or unphosphorylated monomer, and the phosphorylated dimer bound to DNA. We characterized the dynamical properties and the intramolecular allosteric network of the monomers. The generated results show structural and dynamic variations linked to the primary sequence changes between the two STAT5 isoforms and/or to the phosphate group. Two pockets were characterized at the surface of STAT5. Their location at close proximity of allosteric communication pathways suggests new putative inhibition sites to modulate STAT5 functions. We also described the hydrogen bonds network between the monomers of the dimeric species and the recognition of the DNA. We identified key residues at the interfaces, allowing us to better understand the effects of clinically relevant STAT5 mutations observed in malignancies.

Plusieurs évidences suggèrent que des membres impliqués dans le contrôle de l'activation de la cascade apoptotique et particulièrement les membres de la famille de protéines Bcl-2 pourraient jouer un rôle dans le phénomène de résistance observé dans les tumeurs ovariennes. Le but de cette étude est de déterminer l'importance relative de la protéine Bcl-2 dans le phénomène de résistance clinique à la chimiothérapie dans le cancer ovarien, plus précisément au cisplatin. L'analyse de l'expression de la protéine Bcl-2 dans des cellules d'ovaire normales et cancéreuses a démontré une surexpression de la protéine dans les cellules cancéreuses par rapport aux cellules d'ovaire normales, mais aucune corrélation entre l'expression de la protéine Bcl-2 et la sensibilité au cisplatin des cellules d'ovaire cancéreuses n'a pu être établie. Pour pouvoir mieux évaluer le rôle de la protéine Bcl-2 dans le phénomène de résistance, nous avons utilisé un anticorps monovalent modifié (scFv) dirigé contre cette dernière. Ce scFv agit essentiellement comme un inhibiteur spécifique de la protéine Bcl-2 ans les cellules.

Les encéphalopathies spongiformes transmissibles (EST) sont des maladies neurodégénératives infectieuses qui résultent de l'agrégation de formes anormales de la protéine prion cellulaire (PrP[indice supérieur C]). La maladie de Creutzfeldt-Jakob est la plus répandue chez les humains alors que chez les animaux, la maladie de la vache folle est celle qui a l'impact économique le plus important et est la seule EST animale clairement transmissible à l'homme. Des études suggèrent que des agrégats cytoplasmiques de la protéine prion (CyPrP) pourraient être responsables de la neurodégénérescence observée lors des EST, toutefois, le mécanisme de toxicité de ces agrégats est encore inconnu. Nous avons émis l'hypothèse que la production d'agrégats cytoplasmiques de la protéine prion entraîne un stress considérable et possiblement létal pour les cellules neuronales. Nous avons analysé la capacité de ces agrégats d'activer ou d'inhiber certaines composantes de la réponse au stress intégrée. Cette réponse a pour but de limiter les dommages cellulaires en conditions de stress et consiste en l'arrêt de la synthèse protéique, l'assemblage de granules de stress et l'induction de chaperonnes moléculaires. Nos résultats démontrent que les agrégats cytoplasmiques de la protéine prion induisent un stress pour la cellule qui résulte en l'activation de la kinase du stress PKR, la phosphorylation du facteur d'initiation de la traduction eIF2[alpha] et une diminution d'environ 80% de la synthèse protéique. De façon surprenante, la formation des granules de stress est inhibée dans les cellules qui produisent des agrégats cytoplasmiques de PrP. L'hybridation in situ et la chromatographie d'affinité sur résine de cellulose-oligo(dT) nous ont permis de démontrer que les ARNm étaient séquestrés en grande partie au sein des agrégats de CyPrP. Nous avons aussi démontré que l'induction de Hsp70 était inhibée suite à un stress dans les cellules qui produisent des agrégats et que ces cellules sont beaucoup plus sensibles à un stress oxydatif. Nous proposons que l'activation d'une réponse au stress inadéquate par les agrégats cytoplasmiques de la protéine prion altère considérablement la capacité des neurones de résister à de nombreux stress physiologiques. Nous suggérons que ces événements pourraient contribuer à la toxicité et à la neurodégénérescence observée au cours des maladies à prions.

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

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