<p>Adult prostate stem cells (PSC) are a rare epithelial progenitor population in the prostate. While essential for normal homeostasis, they have also been implicated in hyperplasia and cancer initiation. While studies have shown that inflammatory growth factors and cytokines can fuel stem cell expansion, the impact of inflammation on PSC is not well understood. To study the impact of inflammation on the prostate, the Ratliff laboratory developed the Prostate Ovalbumin Expressing Transgenic 3 (POET3), an inducible mouse model of abacterial T cell mediated prostate inflammation, which functions as a model for human autoimmune prostatitis. Previous studies using the POET3 demonstrated that inflammation increased proliferation and differentiation of PSC enrichments. Based on these findings, it was speculated that inflammation impacts prostate stem cells to enhance mechanisms of survival, possibly as a means of tissue protection.</p><p>Since androgen receptor (AR) signaling is the major driver of cellular differentiation and survival in the prostate, it was further hypothesized that inflammation promotes AR signaling in the PSC. To address this hypothesis, PSC and their resulting organoids from inflamed and non-inflamed (naïve) POET3 mice as well as human patient samples were assessed for AR and its signaling components.</p><p>These data were expanded by single cell mRNA sequencing using Fluidigm’s C1 platform, which revealed changes in stem cell populations, differential expression of interleukin 1 alpha (IL-1⍺) and its signaling components, and upregulation of various genes associated with immune regulation. Thus, experiments described herein probed the impacts of inflammation on AR, IL-1⍺, and T cell regulatory abilities in the PSC.</p>The results of these studies indicate that indeed, inflammation increases PSC survival. Inhibition of IL-1⍺ via inflammation-mediated up-regulation of IL-1 receptor antagonist (IL-1RA) promotes AR signaling, resulting in proliferation, differentiation, and AR target gene expression which can be modulated by Enzalutamide (a clinical AR inhibitor). Furthermore, PSC from inflamed mice are able to suppress cytotoxic T cell function in <i>ex vivo</i> assays. These studies set the foundation for new ways to treat proliferative diseases of the prostate by targeting IL-1⍺, AR, and immune regulation in the PSC.

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Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une forme sévère de défaillance respiratoire qui se caractérise par la présence de dommages alvéolaires, d’un oedème pulmonaire et d’une réponse inflammatoire exacerbée. C’est une condition pour laquelle il n’existe à ce jour aucun traitement pharmacologique efficace. Lors des dernières années, des antagonistes des récepteurs de l’IL-1 (Kineret) et de l’IL-6 (tocilizumab) ont fait preuve d’une efficacité modérée pour le traitement du SDRA causé par la COVID-19. Cependant, leur potentiel thérapeutique en SDRA clinique non causé par la COVID reste à démontrer et les résultats obtenus dans les modèles animaux sont mitigés. Nous avons émis l’hypothèse que le tocilizumab et le Kineret pourraient améliorer la résolution des différents paramètres du SDRA non causé par la COVID-19. Nous avons aussi posé l’hypothèse que des peptides, antagonistes des récepteurs de l’IL-1 (rytvela) ou de l’IL- 6 (HSJ633) et permettant de préserver certaines voies aux propriétés cytoprotectrices en aval de ces récepteurs, pourraient potentiellement être plus efficaces que le Kineret et le tocilizumab pour le traitement des paramètres du SDRA. L’objectif de ma maîtrise était donc de tester ces deux hypothèses dans un modèle murin d’atteinte pulmonaire aiguë (ALI) induite par la bléomycine, qui mime pendant sa phase aiguë les principaux paramètres du SDRA. Mes travaux montrent qu’aucun des quatre antagonistes n’a permis d’améliorer significativement les paramètres observés à jour 7 post-bléomycine (état général, dommages alvéolaires, oedème et inflammation pulmonaire). Ainsi, mes données suggèrent que dans notre modèle d’ALI induit par la bléomycine, la réponse inflammatoire induite via le IL-1R ou le IL-6R ne semble pas constituer un des mécanismes principaux engendrant les différentes atteintes, puisqu’elles ne sont pas prévenues par les antagonistes de ces récepteurs. En plus de contribuer à mieux comprendre ce modèle animal, mes résultats permettent de mettre en lumière que la réparation des dommages ainsi que la résorption secondaire de l’oedème sont cruciales pour la résolution du SDRA et que de viser seulement la voie inflammatoire est insuffisant. / Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a form of severe lung failure characterized by the presence of a pulmonary edema, an inflammatory response, and alveolar damage. There is currently no effective pharmacological treatment for ARDS. In recent years, IL-1 and IL-6 receptor antagonists Kinerert and tocilizumab, respectively, have shown some efficacy as a treatment of ARDS caused by COVID-19. However, their therapeutic potential in non-COVID ARDS remains to be proven and the results obtained in animal models are conflicting. We thus tested the hypothesis that tocilizumab and Kineret could improve the resolution of key parameters of non-COVID ARDS. We also hypothesized that two peptides, rytvela and HSJ633, IL-1 and IL-6 receptor antagonists, respectively, which preserve some of the cytoprotective downstream pathways, could potentially be more effective than Kineret and tocilizumab in treating the various parameters of ARDS. The goal of my master thesis was therefore to test these two hypotheses in a mouse model of acute lung injury (ALI) induced by bleomycin instillation, which, during its acute phase, mimics the main parameters of ARDS. My work has shown that none of the antagonists were able to significantly improve the parameters observed on day 7 post-bleomycin (general condition of the mice, alveolar damages, pulmonary edema and inflammation). Thus, my data suggest that in our bleomycin-induced ALI model, the inflammatory response triggered via IL-1R or IL-6R does not appear to be the principal mechanism generating the main damaging outcome, since they are not prevented by the antagonists of these receptors. In addition to contributing to a better understanding of this animal model of ALI, my research has highlighted the fact that targeting inflammation alone is insufficient and that repairing alveolar damages, and secondary resorbing lung edema, are cornerstones for the resolution of ARDS.

Interleukin-2-Rezeptor-Antikorper (IL-2RA) sind monoklonale Anti-IgG-Antikörper, die den Interleukin-2-Rezeptor aktivierter T-Zellen blockieren und so zu einer signifikanten Reduktion von akuten Abstoßungsreaktionen (AR) nach Nierentransplantation führen. Ziel dieser Arbeit ist die Durchführung einer Meta-Analyse aller verfügbaren kontrollierten Studien, die Erwachsene und Kinder nach primarer Lebertransplantation mit einer Induktionstherapie mit IL-2RA behandelten und diese mit Placebo oder keiner Heilbehandlung verglichen. Die Meta-Analyse soll zeigen, dass durch IL-2RA-Gabe die AR, SRAR (steroidresistente AR), Tod des Patienten (D), Transplantatverlust (GL) sowie CNI- und Steroid-bedingte Nebenwirkungen durch Dosisreduktion signifikant reduziert werden. Sechs Studien mit pädiatrischen und 20 Studien mit adulten Transplantatempfängern erfüllten die Einschlusskriterien. Die Analyse der Endpunkte wurde mit dem Modell mit zufälligen Effekten durchgeführt. Die IL-2RA-Induktionstherapie kann als sicher und ohne signifikante Nebenwirkungen für mindestens zwölf Monate bei Patienten nach Lebertransplantation beurteilt werden. IL-2RA reduziert signifikant die AR bei pädiatrischen (RR 0,38 CI [0,22-0,66]; p=0,0126; NNT=4) und adulten Patienten (RR 0,83 CI [0,74-0,93]; p=0,0007; NNT=18) nach Lebertransplantation und SRAR bei adulten Patienten (RR 0,66 CI [0,48-0,91]; p=0,011; NNT=29). D und GL werden reduziert. In adulten Studien der Vergleichsgruppe delayed/reduced CNI wurden eine signifikante Reduktion der gepoolten renalen Dysfunktionen (RR 0,46; CI [0,27-0,78]; p=0,004; 5 Kohorten), des Serum-Kreatinin (MD -0,05; [0,11-0,01]; p=0,03; 3 Kohorten) sowie eine signifikante Steigerung der eGFR beobachtet. Bei adulten Patienten der Vergleichsgruppe no/low steroids zeigte sich eine signifikante Reduktion des PTDM (RR 0,42; CI [0,31-0,55]; p<0,0001; NNT=12) und des HTN (RR 0,49; CI [0,25-0,96]; p=0,04; NNT=11).

Le système endothéline (ET) est activé en condition d’hypertension pulmonaire (HTP). L’efficacité des antagonistes des récepteurs à l’ET a clairement été démontrée et a menée à l’approbation clinique de tels antagonistes dans le traitement de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Toutefois, il existe présentement un important débat opposant l’utilisation d’un antagoniste sélectif des récepteur ETA à l’utilisation d’un antagoniste double ETA/ETB dans le traitement de cette pathologie. Bien que nous sachions que le système ET est activé et contribue à l’HTAP, les modifications locales de ce système induites par la pathologie, particulièrement au niveau des artères de résistance pulmonaires, demeurent inconnues. De plus, l’impact de ces modifications sur la réponse pharmacologique aux divers antagonistes des récepteurs à l’ET (sélectifs versus double) est d’une importance capitale. Ainsi, le but de la première étude de cette thèse était d’évaluer les modifications potentielles de la pharmacologie du système ET au niveau des artères de résistance pulmonaires induites par l’HTAP. Dans cette étude, nous avons démontré qu’en condition contrôle l’antagoniste sélectif ETA et l’antagoniste double n’ont eu aucun effet sur la réponse vasoconstrictrice à l’ET-1. Toutefois, en condition d’HTAP, les antagonistes sélectif et double ont tous deux été en mesure de réduire la vasoconstriction pulmonaire induite par l’ET-1. Une diminution importante de l’expression génique du récepteur ETB pourrait être à l’origine de cette modification du profil pharmacologique des antagonistes. Une meilleure compréhension des rôles joués par les récepteurs ETA et ETB au niveau des artères de résistance pulmonaires pourrait permettre l’optimisation des traitements de l’HTAP. Ainsi, le but de la deuxième étude était d’évaluer les effets d’un traitement antisens ex vivo dirigé contre l’ARNm des récepteurs ETA et ETB dans la vasoconstriction des artères de résistance pulmonaires induite par l’ET-1. Dans cette étude, nous avons démontré dans un premier temps que les récepteurs ETA et ETB pouvaient former des dimères au niveau des artères de résistance pulmonaires. De plus, nous avons observé qu’une réduction de l’expression protéique du R-ETA entraînait une potentialisation de la vasoconstriction ETB dépendante suggérant ainsi qu’en condition contrôle, le récepteur ETA aurait un effet inhibiteur sur la vasoconstriction pulmonaire induite par la stimulation du récepteur ETB. Les effets délétères de l’ET-1 sur la circulation pulmonaire sont bien connus, toutefois seules quelques études ont porté leur attention sur l’implication de l’ET-3 dans l’HTAP. Ainsi, le but de la troisième étude était d’évaluer l’implication potentielle de l’ET-3 dans l’HTAP. Dans cette étude, nous avons démontré qu’il était nécessaire en condition contrôle de bloquer simultanément les récepteurs ETA et ETB afin de réduire la réponse vasoconstrictrice pulmonaire à l’ET-3. En condition d’HTAP, nous avons observé une augmentation non-significative des concentrations plasmatiques d’ET-3 ainsi qu’une modification du profil pharmacologique des antagonistes des récepteurs à l’ET. En effet, l’utilisation de l’antagoniste sélectif ETA ou de l’antagoniste double était dans les deux cas en mesure de réduire la vasoconstriction pulmonaire à l’ET-3. Les résultats de ces trois études suggèrent qu’il est préférable d’utiliser un antagoniste double dans le traitement de l’HTAP. En effet, (1) en condition d’HTAP, l’utilisation d’un antagoniste double est aussi efficace que l’utilisation d’un antagoniste sélectif ETA; (2) les récepteurs ETA et ETB peuvent former des dimères au niveau des artères de résistance pulmonaires et (3) le récepteur ETB joue un rôle prédominant dans la vasoconstriction pulmonaire, il semble donc essentiel de bloquer simultanément les récepteurs ETA et ETB afin d’inhiber la réponse vasoconstrictrice induite par l’ET. Mots-clés: endothéline-1, endothéline-3, artère de résistance pulmonaire, récepteur vasculaire, antagoniste des récepteurs à l’ET, dimérisation, phosphorothioate, hypertension artérielle pulmonaire / The endothelin (ET) system is activated in pulmonary arterial hypertension (PAH); indeed, increased plasma levels of ET-1 were detected in patients with various forms of PAH and in various experimental models. The therapeutic value of pharmacological blockade of ET receptors has been demonstrated in various animal models and led to the current approval and continued development of these drugs for the therapy of human PAH. Whether the net effect of either selective ETA receptor blockade or combined ETA/ETB receptor blockade provides greater therapeutic benefit remains a subject of debate. Although the ET system contributes to PAH, we currently incompletely comprehend which local modifications of this system occur as a consequence of PAH, particularly in small resistance arteries, and how this could affect the pharmacological response to ET receptor antagonists. The purpose of the first study was therefore to evaluate potential modifications of the pharmacology of the ET system in rat pulmonary resistance arteries from monocrotaline-induced PAH. Our results reveal striking changes in pulmonary vasculature sensitivity to ET receptor antagonism in PAH that may be related to a reduction in ETB receptor expression. A better understanding of the exact role played by both ETA and ETB receptors on pulmonary resistance arteries might contribute to optimization of PAH treatments. Therefore the aim of the second study was to clarify the role played by both ETA and ETB receptors in ET-1 induced pulmonary vasoconstriction using an antisense (AS) oligonucleotide ex vivo treatment. In this study we have demonstrated that ETA and ETB receptors can form heterodimers in pulmonary resistance arteries. Furthermore, suppression of ETA receptors potentiated the response to ET-1 suggesting that in control condition the ETA receptor has an inhibitory action on the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction induced by the stimulation of the ETB receptor. Although the deleterious effects of ET-1 on the pulmonary circulation are well established, only a few studies have focused on ET-3 in PAH. Therefore, the purpose of the last study was to evaluate the potential implication of ET-3 in MCT-induced PAH and evaluate the roles of ETA and ETB receptors on ET-3-induced pulmonary vascular reactivity. In control condition, the use of a combination of both ETA and ETB receptor antagonists is necessary to reduce the ET-3 induced pulmonary vasoconstriction. In PAH, we found an increased ET-3 plasma levels and a modification of the pharmacological profile of ET receptor antagonists. Indeed, the use of either the ETA receptor antagonist or the dual antagonist was able to reduce the ET-3 response. The results from these three studies suggest that it is preferable to use a dual antagonist in the treatment of PAH. Indeed, (1) in PAH the use of a dual antagonist is as effective as the use of a selective ETA receptor antagonist (2) ETA and ETB receptors can form heterodimers in pulmonary resistance arteries and (3) ETB receptor plays an important role in the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction, suggesting that it is necessary to block both receptors to reduce the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction. Keywords: endothelin-1, endothelin-3, pulmonary resistance artery, receptor, endothelin receptor antagonist, dimerisation, phosphorothioate pulmonary arterial hypertension

Neste trabalho foi preparada uma série de onze brometo de 2-[(4-X-benzamido) etil]benzildimetilamônio, compostos I.1-I.11, série I, estruturalmente análogos à procainamida, não descritos na literatura. Os valores do coeficiente de partição, log Papp7.40, destes compostos foram determinados pelo método shake-flask e foram utilizados como parâmetro lipofílico experimental. Os valores de deslocamento químico do grupamento carbonila, &#948; 13 C=O, foram determinados e foram determinados cm um espectrómetro de ressonância magnética nuclear a 75 MHz. Adicionalmente, outros parâmetros físico-químicos foram retirados da literatura: &#960;, &#963;p, &#932;, R e MR4 ou obtidos por cálculo: log Pcalc e &#960;exp. Os valores da concentração inibitória média (IC50) capaz de reduzir a contração máxima a 50% no período de 15 minutos, foram determinados em preparações nervo frênico-músculo diafragma de camundongos. Para verificar a natureza e a contribuição relativa dos parâmetros físico-químicos frente ao bloqueio da transmissão neuromuscular foi feito uma análise de QSAR, obtendo-se equações, usando análise de regressão linear. As análises de QSAR sugerem uma dependência positiva da lipofilicidade para o bloqueio da transmissão neuromuscular expresso por pIC50, segundo o modelo proposto expresso pela equação: (Ver arquivo PDF). / In this work, a set of eleven 2-[(4-X-benzamido)ethyl]benzyl dimethylammonium bromide structurally related to procainamide was synthesized. The apparent partition coefficient values were determined by means of \"shake-flask method and were taken as lipophilic parameters. The carbonyl chemical shifts values were determined in methanol-d4 and taken as electronic parameters. Additionally, physicochemical parameters were either taken from literature: &#960;, &#963;p, &#932;, R e MR4 or calculated: log Pcalc and &#960;exp. The median inhibitory concentration values (IC50) able to reduce maximal contraction to 50% at 15 minutes was determined in phrenic nerve-diafragm muscle preparation of mices. In order to verify the nature and relative contribution of the physicochemical parameters to neuromuscular blockage, QSAR equations were derived using regression analysis. The obtained QSAR model, expressed by the equation below, suggest that lipophilicity term plays an important role to neuromuscular blockage. (See files PDF).

Thromboxane A2 (TXA2) is an important mediator metabolized from arachidonic acid through the cyclooxygenase pathway, mainly in platelets and macrophages. It is a potent inducer of platelet aggregation and smooth muscle contraction. Its overproduction has been detected in pathologies such as stroke, asthma, myocardial infarction or atherosclerosis. The action of TXA2 is mediated by a specific G-protein coupled receptor (TP) of which two alternative spliced isoforms, TPalpha and TPbeta, have been described. The exact role of these two isoforms is not clearly understood. However, recent studies have described their implications in vascular physiology and pathology. The inhibition of the action of TXA2 on platelets and blood vessels would be interesting as original therapies against cardiovascular diseases. Consequently, the design of TP receptor antagonists remains of great interest in cardiovascular medicine. In the laboratory of medicinal chemistry (University of Liège, Belgium), several nitrobenzenesulfonylureas, derived from torasemide (a loop diuretic), have been previously described as TP receptor antagonists. Two compounds, BM573 and BM613 were among the most interesting molecules identified in that previous work. The present project is divided in two parts. First, we have determined the pharmacological properties of BM573 and BM613 as thromboxane synthase inhibitors and TP receptor antagonists, in vitro and in vivo. In our assays, these two compounds were proved to have high affinity for both TPalpha and TPbeta, to be potent antiplatelet agents, to inhibit thromboxane synthase and TP-mediated smooth muscle contraction. Additionally, they significantly reduced the size of the thrombus in a rat model of ferric chloride-induced arterial thrombosis. Consequently, we demonstrated that the TP receptor antagonists BM573 and BM613, belonging to the chemical family of nitrobenzenesulfonylureas, could be regarded as antiplatelet and antithrombotic agents potentially useful in thromboxane-related diseases such as stroke or myocardial infarction. Secondly, given the interesting pharmacological profile of BM573 and BM613, we have designed and synthesized several series of compounds derived from these two agents. We have evaluated the binding properties (affinity) of the first generation (+/- 35 original derivatives) of compounds on either TPalpha or TPbeta, transiently expressed in COS-7 cell lines. Additionally, we have measured the ability of our drugs to inhibit the intracellular calcium mobilization upon TPalpha or TPbeta stimulation. To confirm our results, we also assessed the antiplatelet properties of our drugs by means of determination of inhibition of human platelet aggregation. On the basis of the results obtained with these in vitro assays, we have synthesized and evaluated a second generation of derivatives (+/- 35 original compounds) and improved the selectivity of several original compounds for TP receptor isoforms. The originality of this work was to evaluate a large library of synthetic compounds on both TP receptor isoforms, using specific pharmacological tests. By means of structure-activity relationship studies, we were able to identify chemical groups implicated in selectivity and to propose lead compounds for development of highly specific TPalpha or TPbeta antagonists. Besides, we have identified an in vivo drug candidates for prevention of thrombosis and pathological platelet aggregation./Le thromboxane A2 (TXA2) est un métabolite de la cascade de lacide arachidonique (AA) par la voie des cyclooxygénases et de la thromboxane synthase, principalement formé dans les plaquettes et les macrophages. Le TXA2 est un puissant inducteur de lagrégation plaquettaire et de la contraction des muscles lisses vasculaires et bronchiques. Par ailleurs, une augmentation des taux en TXA2 a été constatée dans différentes pathologies : l'infarctus du myocarde, l'atherosclérose, les accidents vasculaires cérébraux, ou encore l'asthme. Laction du TXA2 sur les tissus résulte de la stimulation dun récepteur appartenant à la famille des récepteurs couplés aux protéines G. Ce récepteur au TXA2 (TP) présente deux isoformes générées par épissage alternatif, TPalpha et TPbeta. Le rôle physiologique exact de ces deux isoformes n'est pas encore connu. Cependant, de récents travaux ont mis en évidence leur importance, notamment dans la physiologie vasculaire et dans certaines pathologies. Linhibition de laction du TXA2 au niveau des plaquettes et des vaisseaux sanguins pourrait donc être une stratégie thérapeutique innovante pour traiter et prévenir les maladies cardiovasculaires. En conséquence, le développement dantagonistes des récepteurs TP reste dun grand intérêt en médecine cardiovasculaire. Des études de pharmacomodulation avaient permis au Laboratoire de Chimie Pharmaceutique (Université de Liège, Belgique) d'identifier des nitrobenzènesulfonylurées, dérivées du torasémide (un diurétique de lanse), présentant un puissant antagonisme des récepteurs TP. Parmi ceux-ci, deux composés, le BM573 et le BM613, faisaient parties des molécules les plus intéressantes identifiées au cours de ces précédentes recherches. Ce projet est divisé en deux parties. Premièrement, nous avons déterminé les propriétés pharmacologiques du BM573 et du BM613 en tant quinhibiteurs de la thromboxane synthase et antagonistes des récepteurs TP, in vitro et in vivo. Au cours de nos expériences, ces deux composés se sont révélés posséder une grande affinité pour TPalpha et TPbeta, être de puissants agents antiplaquettaires, des inhibiteurs de la thromboxane synthase et de la contraction des muscles lisses induite par le TXA2. En outre, lutilisation de ces produits dans un modèle de thrombose artérielle induite par le chlorure ferrique chez le rat a provoqué une réduction significative du thrombus formé. En conséquence, nous avons démontré que le BM573 et le BM613, appartenant à la famille chimique des nitrobenzenesulfonylurées, pouvaient être considérés comme des agents antiplaquettaires et antithrombotiques, potentiellement utiles en tant quagents thérapeutiques dans des pathologies associées au TXA2 telles que linfarctus du myocarde ou laccident vasculaire cérébral. Ensuite, nous nous sommes concentrés sur l'activité de cette famille de composés (les nitrobenzènesulfonylurées) vis-à-vis des deux isoformes du récepteur au thromboxane. Pour ce faire, nous avons conçu et synthétisé de nombreuses séries de composés dérivés du BM573 et du BM613. Nous avons tout dabord évalué laffinité de la première génération de composés (+/- 35 dérivés) sur des lignées cellulaires (COS-7) exprimant sélectivement soit TPalpha soit TPbeta. De plus, nous avons mesuré la capacité de ces composés à inhiber la mobilisation de calcium intracellulaire ([Ca2+]i) induite par la stimulation des deux isoformes TPalpha et TPbeta séparément. Nos résultats ont été confirmés sur agrégation plaquettaire humaine. Sur la base des résultats obtenus avec cette première génération de produits, nous avons synthétisé une seconde génération (+/- 35 dérivés) de composés, et avons réussi à augmenter la sélectivité en faveur de TPbeta pour certains produits. Loriginalité de ce travail réside dans le fait que nous avons évalué un nombre de produits importants sur TPalpha et TPbeta, au moyen de tests pharmacologiques spécifiques. Grâce à des études de relation structure-activité, nous avons identifié des groupements chimiques impliqués dans la sélectivité entre les deux isoformes. Nous pouvons donc proposer des structures "chef de file" pouvant être utiles pour le développement de composés hautement sélectifs, soit pour TPalpha, soit pour TPbeta. Par ailleurs, nous avons identifié in vivo des candidats pour le développement dagents thérapeutiques pour la prévention des thromboses et des autres pathologies provoquées par une activation plaquettaires excessive.

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Le système endothéline (ET) est activé en condition d’hypertension pulmonaire (HTP). L’efficacité des antagonistes des récepteurs à l’ET a clairement été démontrée et a menée à l’approbation clinique de tels antagonistes dans le traitement de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Toutefois, il existe présentement un important débat opposant l’utilisation d’un antagoniste sélectif des récepteur ETA à l’utilisation d’un antagoniste double ETA/ETB dans le traitement de cette pathologie. Bien que nous sachions que le système ET est activé et contribue à l’HTAP, les modifications locales de ce système induites par la pathologie, particulièrement au niveau des artères de résistance pulmonaires, demeurent inconnues. De plus, l’impact de ces modifications sur la réponse pharmacologique aux divers antagonistes des récepteurs à l’ET (sélectifs versus double) est d’une importance capitale. Ainsi, le but de la première étude de cette thèse était d’évaluer les modifications potentielles de la pharmacologie du système ET au niveau des artères de résistance pulmonaires induites par l’HTAP. Dans cette étude, nous avons démontré qu’en condition contrôle l’antagoniste sélectif ETA et l’antagoniste double n’ont eu aucun effet sur la réponse vasoconstrictrice à l’ET-1. Toutefois, en condition d’HTAP, les antagonistes sélectif et double ont tous deux été en mesure de réduire la vasoconstriction pulmonaire induite par l’ET-1. Une diminution importante de l’expression génique du récepteur ETB pourrait être à l’origine de cette modification du profil pharmacologique des antagonistes. Une meilleure compréhension des rôles joués par les récepteurs ETA et ETB au niveau des artères de résistance pulmonaires pourrait permettre l’optimisation des traitements de l’HTAP. Ainsi, le but de la deuxième étude était d’évaluer les effets d’un traitement antisens ex vivo dirigé contre l’ARNm des récepteurs ETA et ETB dans la vasoconstriction des artères de résistance pulmonaires induite par l’ET-1. Dans cette étude, nous avons démontré dans un premier temps que les récepteurs ETA et ETB pouvaient former des dimères au niveau des artères de résistance pulmonaires. De plus, nous avons observé qu’une réduction de l’expression protéique du R-ETA entraînait une potentialisation de la vasoconstriction ETB dépendante suggérant ainsi qu’en condition contrôle, le récepteur ETA aurait un effet inhibiteur sur la vasoconstriction pulmonaire induite par la stimulation du récepteur ETB. Les effets délétères de l’ET-1 sur la circulation pulmonaire sont bien connus, toutefois seules quelques études ont porté leur attention sur l’implication de l’ET-3 dans l’HTAP. Ainsi, le but de la troisième étude était d’évaluer l’implication potentielle de l’ET-3 dans l’HTAP. Dans cette étude, nous avons démontré qu’il était nécessaire en condition contrôle de bloquer simultanément les récepteurs ETA et ETB afin de réduire la réponse vasoconstrictrice pulmonaire à l’ET-3. En condition d’HTAP, nous avons observé une augmentation non-significative des concentrations plasmatiques d’ET-3 ainsi qu’une modification du profil pharmacologique des antagonistes des récepteurs à l’ET. En effet, l’utilisation de l’antagoniste sélectif ETA ou de l’antagoniste double était dans les deux cas en mesure de réduire la vasoconstriction pulmonaire à l’ET-3. Les résultats de ces trois études suggèrent qu’il est préférable d’utiliser un antagoniste double dans le traitement de l’HTAP. En effet, (1) en condition d’HTAP, l’utilisation d’un antagoniste double est aussi efficace que l’utilisation d’un antagoniste sélectif ETA; (2) les récepteurs ETA et ETB peuvent former des dimères au niveau des artères de résistance pulmonaires et (3) le récepteur ETB joue un rôle prédominant dans la vasoconstriction pulmonaire, il semble donc essentiel de bloquer simultanément les récepteurs ETA et ETB afin d’inhiber la réponse vasoconstrictrice induite par l’ET. Mots-clés: endothéline-1, endothéline-3, artère de résistance pulmonaire, récepteur vasculaire, antagoniste des récepteurs à l’ET, dimérisation, phosphorothioate, hypertension artérielle pulmonaire / The endothelin (ET) system is activated in pulmonary arterial hypertension (PAH); indeed, increased plasma levels of ET-1 were detected in patients with various forms of PAH and in various experimental models. The therapeutic value of pharmacological blockade of ET receptors has been demonstrated in various animal models and led to the current approval and continued development of these drugs for the therapy of human PAH. Whether the net effect of either selective ETA receptor blockade or combined ETA/ETB receptor blockade provides greater therapeutic benefit remains a subject of debate. Although the ET system contributes to PAH, we currently incompletely comprehend which local modifications of this system occur as a consequence of PAH, particularly in small resistance arteries, and how this could affect the pharmacological response to ET receptor antagonists. The purpose of the first study was therefore to evaluate potential modifications of the pharmacology of the ET system in rat pulmonary resistance arteries from monocrotaline-induced PAH. Our results reveal striking changes in pulmonary vasculature sensitivity to ET receptor antagonism in PAH that may be related to a reduction in ETB receptor expression. A better understanding of the exact role played by both ETA and ETB receptors on pulmonary resistance arteries might contribute to optimization of PAH treatments. Therefore the aim of the second study was to clarify the role played by both ETA and ETB receptors in ET-1 induced pulmonary vasoconstriction using an antisense (AS) oligonucleotide ex vivo treatment. In this study we have demonstrated that ETA and ETB receptors can form heterodimers in pulmonary resistance arteries. Furthermore, suppression of ETA receptors potentiated the response to ET-1 suggesting that in control condition the ETA receptor has an inhibitory action on the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction induced by the stimulation of the ETB receptor. Although the deleterious effects of ET-1 on the pulmonary circulation are well established, only a few studies have focused on ET-3 in PAH. Therefore, the purpose of the last study was to evaluate the potential implication of ET-3 in MCT-induced PAH and evaluate the roles of ETA and ETB receptors on ET-3-induced pulmonary vascular reactivity. In control condition, the use of a combination of both ETA and ETB receptor antagonists is necessary to reduce the ET-3 induced pulmonary vasoconstriction. In PAH, we found an increased ET-3 plasma levels and a modification of the pharmacological profile of ET receptor antagonists. Indeed, the use of either the ETA receptor antagonist or the dual antagonist was able to reduce the ET-3 response. The results from these three studies suggest that it is preferable to use a dual antagonist in the treatment of PAH. Indeed, (1) in PAH the use of a dual antagonist is as effective as the use of a selective ETA receptor antagonist (2) ETA and ETB receptors can form heterodimers in pulmonary resistance arteries and (3) ETB receptor plays an important role in the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction, suggesting that it is necessary to block both receptors to reduce the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction. Keywords: endothelin-1, endothelin-3, pulmonary resistance artery, receptor, endothelin receptor antagonist, dimerisation, phosphorothioate pulmonary arterial hypertension

Les grands prématurés sont particulièrement vulnérables aux lésions inflammatoires de la substance blanche (WMI) qui augmentent le risque de troubles cognitifs et neurodéveloppementaux à long terme dans cette population. L’utilisation de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) dans cette population a permis une évaluation non invasive de la progression des WMI et une meilleure compréhension de la pathologie. Les WMI sont associées une activation de la microglie et des astrocytes et la production de facteurs pro-inflammatoires, dont l’interleukine 1 (IL-1). En utilisant un modèle de WMI induite par injection intracérébrale de lipopolysaccharides (LPS), nous avons évalué dans un premier temps les changements de méthylation de l’ADN durant la phase aigüe (24 h) et la phase chronique (21 jours) de l’inflammation. Par la suite, nous avons déterminé la capacité de l’IRM multimodale de détecter la lésion et la réponse thérapeutique à un antagoniste du récepteur de l’IL-1. Finalement, par le biais d’un antagoniste et d’un modulateur allostérique du récepteur à l’IL-1, nous avons évalué in vitro le rôle de la signalisation IL-1 durant la phase aigüe de la modulation de l’activation de la microglie et des astrocytes par le LPS. Nous avons démontré la présence d’une altération du méthylome cérébral dans divers mécanismes liés au neurodéveloppement et à la réponse immunitaire. De plus, l’application de l’IRM multimodale dans notre modèle a permis d’évaluer in vivo la lésion et le début de la réponse thérapeutique durant la phase aigüe (24 h) de l’inflammation. L’évaluation à l’IRM corrèle aux changements observés par immunomarquage post mortem. In vitro, le LPS induit une réponse mixte de la microglie et des astrocytes qui évoluent dans le temps vers une réponse pro-inflammatoire et neurotoxique. Bien que l’IL-1 est hautement exprimée par la microglie et les astrocytes, son inhibition a un effet limité sur la modulation de l’activation gliale dû à la multitude de voies activées par le LPS durant la phase aigüe de l’inflammation. / Very premature infants are particularly vulnerable to inflammatory white matter injury (WMI) which increases the risk of long-term cognitive and neurodevelopmental disorders in this population. The use of magnetic resonance imaging (MRI) in this population has allowed non-invasive assessment of the progression of WMI and a better understanding of the pathology. WMI is associated with activation of microglia and astrocytes and the production of pro-inflammatory mediators, including interleukin 1 (IL-1). Using a model of inflammatory WMI induced by intracerebral injection of lipopolysaccharides (LPS), we first evaluated the changes in DNA methylation during the acute phase (24 h) and the chronic phase (21 days) of inflammation. We then determined the ability of multimodal MRI to detect the lesion and the therapeutic response to an IL-1 receptor antagonist. Finally, using an antagonist and an allosteric modulator of the IL-1 receptor, we evaluated in vitro the contribution of IL-1 signaling during the acute phase of the modulation of microglia and astrocytes activation by LPS. We have shown the presence of persistent alteration DNA methylation profile in the brain that was associated with pathways involved in neurodevelopment and immune response. In addition, the application of multimodal MRI in our model made it possible to evaluate in vivo the lesion and the therapeutic response during the acute phase (24 h) of the inflammation. The changes at the MRI correlated to post-mortem evaluation by immunostaining. In vitro, LPS induce a mixed response of microglia and astrocytes which evolved over time toward a pro-inflammatory and neurotoxic phenotype. Although IL-1 is highly expressed by microglia and astrocytes, its inhibition has a limited effect on the modulation of glial activation due to the multitude of pathways activated by LPS during the acute phase of inflammation.