Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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

Quel est précisément aujourd'hui le rôle des cadres commerciaux intermédiaires des forces de vente ? On cherche souvent la réponse dans des expériences ou dans des modèles anglo-saxons. Mais en interrogeant ces cadres et leur hiérarchie on obtient des représentations différentes de ce rôle clé de l'entreprise, à cause d'attentes parfois contradictoires. On trouve là une explication nouvelle de certains dysfonctionnements importants dans la performance commerciale, et du malaise des cadres opérationnels de la vente. <br />Nous présentons ici les construits théoriques, la démarche méthodologique et l'enquête qui nous permettent de montrer que si ces représentations divergent par leurs éléments centraux, des problèmes commerciaux conséquents en découlent. Repositionner le rôle exercé par les managers intermédiaires implique alors de repositionner leurs représentations de ce rôle. Au-delà des différences culturelles parfois évoquées, cette approche s'appuie sur plusieurs représentations du rôle des managers intermédiaires, dont les écarts apparaissent dans les résultats de l'étude, réalisée au sein d'une force de vente répartie sur le territoire national.

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L’inflammation est un phénomène affectant des millions de personnes à travers le monde. Il existe une grande variété de médiateurs inflammatoires impliqués dans différentes fonctions biologiques, dont la cyclooxygénase-2. Bien que de nombreux inhibiteurs sélectifs de la COX-2 aient été développés et commercialisés, ceux-ci présentent des effets secondaires dont la gravité a entraîné, dans certains cas, l'arrêt de leur commercialisation.De nos jours, les méthodes in silico sont de plus en plus employées dans les stratégies de découverte de nouvelles molécules à visée thérapeutique. Au cours de ce projet, nous nous sommes appuyés sur les modèles pharmacophoriques et les méthodes de docking afin de guider et de prioriser la synthèse de molécules de structures diverses et originales, susceptibles de présenter les meilleures affinités pour la cible étudiée. Ainsi, des prédictions réalisées avec le logiciel TOMOCOMD-CARDD combinées à des tests biologiques, ont permis d’identifier le cyclocoumarol comme une molécule potentiellement anti-inflammatoire. Dans le cadre de ces travaux nous nous sommes intéressés à la synthèse et l’étude d’analogues du cyclocoumarol en tant qu’inhibiteurs sélectifs de la COX-2. La pharmacomodulation autour du cyclocoumarol et la mise en place de stratégies de synthèse judicieuses ont permis d’obtenir une série d’analogues. Divers outils bioinformatiques ont été utilisés : le logiciel LigandScout a permis de construire des pharmacophores sélectifs de la COX-2 et les études de docking ont permis de comprendre les modes de liaisons des différents composés. Enfin, le logiciel SeeSAR, a permis de prédire l’affinité des molécules les plus susceptibles d’inhiber sélectivement la COX-2. Les tests biologiques ont confirmé leur activité inhibitrice envers la COX-2 avec une inhibition non significative vis-à-vis de COX-1. Parmi les molécules synthétisées, le 4-OMe cyclocoumarol a démontré une activité et une sélectivité très intéressantes, comparables au NS-398, un inhibiteur sélectif connu de la COX-2. A partir des résultats biologiques obtenus, un travail de phamacomodulation autour de ces dérivés du cyclocoumarol a été réalisé en utilisant des outils in silico dans le but de prédire l’affinité de nouveaux composés et de découvrir de nouveaux inhibiteurs sélectifs de la COX-2.Mots clés : cyclocoumarol, benzalacétones, warfarines, pharmacophores, docking, criblage virtuel, COX-2, repositionnement / Inflammation is a phenomenon affecting millions of people throughout the world. There is a broad range of inflammatory mediators implied in different biological functions including the cyclooxygenase-2. Although many selective inhibitors selective of COX-2 have been developed and marketed, they have displayed diverse side effects leading, in some cases, to their with drawal from the market. Nowadays, in silico methods are more and more used in the drug discovery process. In this project, we have used pharmacophoric models and docking methods to guide and prioritize the synthesis of molecules, presenting different and original structures, with enhanced affinity for the biological target. Thus, predictions realized with the TOMOCOMD-CARDD software together with biological tests enable to identify the cyclocoumarol as a potential anti-inflammatory molecule. As part of these works, the synthesis of and the study of cyclocoumarol analogues as selective inhibitors of COX-2 have been realized. Pharmacomodulation of cyclocoumarol and development of synthesis strategies led to a serie of cyclocoumarol analogues. Several bioinformatics tools have been used: selective COX-2 pharmacophores were elucidated using LigandScout and docking studies (Surflex) were conducted to understand the binding mode of different compounds. Finally, SeeSAR enabled to predict the affinity of the molecules the most susceptible to inhibit selectively COX-2. Biological tests confirmed their inhibitory activity against COX-2 and showed no significant inhibition for COX-1. Among the synthesized molecules, the 4-OMe cyclocoumarol has demonstrated an activity and a selectivity very interesting, similar to NS-398, a known selective COX-2 inhibitor.Based on the biological results obtained, a pharmacomodulation study of cyclocoumarol derivatives has been realized using in silico tools in order to predict the affinity of new compounds and to discover new selective inhibitors of COX-2.Keywords : cyclocoumarol, benzalacetones, warfarines, pharmacophores, docking, virtual screening, COX-2, repositioning

Dans cette étude, nous décrivons pour la première fois les propriétés anti-tumorales de composés de type thiomorpholine sulfonamide hydroxamate dans le cancer du sein. Nous avons montré que le TMI-1, un inhibiteur à spécificité double MMPs/ADAM-17, est un puissant inhibiteur de la croissance tumoral in vitro et in vivo. Cette activité anti-tumorale est indépendante de l’inhibition d’ADAM-17 et des MMPs. En effet, le TMI-1 inhibe la croissance tumorale in vitro de 89% des lignées tumorales mammaires à des IC50 de l’ordre du micromolaire, par sa double capacité d’induire l’arrêt du cycle cellulaire en G0/G1 et l’apoptose dépendante de la voie extrinsèque. TMI-1 n’a aucun effet sur les cellules normales. In vivo, le TMI-1 inhibe le développement tumoral et l’apparition de nouvelles tumeurs dans les souris transgéniques MMTV-ERBB2/neu. A la différence des drogues cytotoxiques conventionnelles, TMI-1 à une activité sélective sur les cellules tumorales en affectant le pool de cellules souches cancéreuses mammaires. De plus, le TMI-1 agit en synergie en association avec les drogues de chimiothérapie et de thérapies ciblées. TMI-1 a déjà été utilisé en clinique, est une molécule candidate au repositionnement clinique en cancérologie. D’une manière intéressante, une corrélation marquée a pu être mise en évidence entre TMI-1 et le statut mutationnel de P53. Finalement, TMI-1 représente une alternative thérapeutique prometteuse dans le traitement des cancers, d’autant que la sélectivité semble associée à un marqueur « compagnon » P53, muté dans environ 50% des cancers. Le lien existant entre ces composés et P53 passe par l’identification de la ou les cibles. Ce travail est actuellement en cours, utilisant des approches de protéomique inverse. / In this study, we focused on breast cancer and reported for the first time in vitro and in vivo antitumor properties of thiomorpholin sulfonamide hydroxamate compounds. We found that TMI-1, a dual ADAM-17 and MMP inhibitor is a strong anti-cancer agent. TMI-1 exerts its antitumor activity at micromolar range by induction of cell cycle arrest in G0/G1 and extrinsic apoptosis pathway. TMI-1 is not cytotoxic for normal cells. 89% of breast tumor cells are sensitive to TMI-1 in vitro. TMI-1 is also efficient in vivo, inhibits tumor growth and prevents the formation of additional tumors in MMTV-ERBB2/neu transgenic mice. Unlike conventional cytotoxic drugs, TMI-1 has a selective activity on tumor cells by affecting the pool of cancer stem cells. Interestingly TMI-1 is a potent synergistic drug for breast cancer therapy. TMI-1, already used to treat inflammatory disease, is a candidate for drug repositioning in oncology. Interestingly, a marked correlation was found between TMI-1 and the mutational status of P53. Finally, TMI-1 is of outstanding interest, as efficiency may be related to the surrogate marker P53 mutated in approximately 50% of cancers. The relationship between these compounds and P53 is currently in progress. This is done by a reverse proteomic approaches attempting to identify direct target(s).

Le développement de novo de médicaments est un processus long et coûteux. De plus en plus, les développeurs de médicaments cherchent à mettre en oeuvre des stratégies rentables et à moindre risque pour le développement de produits pharmaceutiques. Le processus de trouver de nouveaux usages pour des médicaments existants en dehors de l'indication initiale pour laquelle ils ont été initialement approuvé est couramment désigné comme « repositionnement », « réorientation » ou « reprofilage ». Le développement de formulations différentes pour un même médicament pharmaceutique est communément désigné comme « reformulation » et le processus de trouver une autre utilisation thérapeutique d'un médicament déjà connu est dénommé « repositionnement ». Ces deux stratégies sont devenues un courant dominant dans le développement des médicaments. Les principaux objectifs de la recherche menée dans cette thèse sont de parvenir à proposer une nomenclature et la taxonomie solide et valable pour l'identification et la classification des stratégies de « repurposing » de médicaments ; évaluer les voies de régulation de stratégies de repositionnement et de reformulation, par types de stratégies et dans les 2 régions géographiques étudiées ; et déterminer les paramètres qui ont un impact sur la probabilité d'un résultat positif sur le prix, le remboursement et l'accès au marché vis-à-vis des conditions accordées pour le médicament original dans les deux régions géographiques dans l'étude / De novo drug development is a costly and lengthy process. As a result of such market forces, drug developers are increasingly striving to find cost effective and reduced-risk strategies for developing drug products and to protect existing products from competition, as well as to extend their patent protection time. The process of finding new uses for existing drugs outside the scope of the original indication for which they were initially approved is variously referred as repositioning, redirecting, repurposing, or reprofiling. The development of different formulations for a same pharmaceutical drug is commonly designated as “reformulation” and the process of finding a new therapeutic use for an already known drug is referred to as “repositioning”. Both strategies have become a mainstream in drug development. The main objectives of the research conducted in this thesis are to propose a robust and valid nomenclature and taxonomy for identification and classification of drug repurposing strategies, to evaluate which regulatory pathways and trends are taken by drug repositioning and reformulation, by repurposed types and within the Europe and the US and determine which parameters have the most and least impact on the probability of a successful outcome on pricing, reimbursement and market access in repurposing vis-à-vis the conditions granted for the original drug

Résumé : Les méthodes de détection de similarités de sites de liaison servent entre autres à la prédiction de fonction et à la prédiction de cibles croisées. Ces méthodes peuvent aider à prévenir les effets secondaires, suggérer le repositionnement de médicament existants, identifier des cibles polypharmacologiques et des remplacements bio-isostériques. La plupart des méthodes utilisent des représentations basées sur les atomes, même si les champs d’interaction moléculaire (MIFs) représentent plus directement ce qui cherche à être identifié. Nous avons développé une méthode bio-informatique, IsoMif, qui détecte les similarités de MIF entre différents sites de liaisons et qui ne nécessite aucun alignement de séquence ou de structure. Sa performance a été comparée à d’autres méthodes avec des bancs d’essais, ce qui n’a jamais été fait pour une méthode basée sur les MIFs. IsoMif performe mieux en moyenne et est plus robuste. Nous avons noté des limites intrinsèques à la méthodologie et d’autres qui proviennent de la nature. L’impact de choix de conception sur la performance est discuté. Nous avons développé une interface en ligne qui permet la détection de similarités entre une protéine et différents ensembles de MIFs précalculés ou à des MIFs choisis par l’utilisateur. Des sessions PyMOL peuvent être téléchargées afin de visualiser les similarités identifiées pour différentes interactions intermoléculaires. Nous avons appliqué IsoMif pour identifier des cibles croisées potentielles de drogues lors d’une analyse à large échelle (5,6 millions de comparaisons). Des simulations d’arrimage moléculaire ont également été effectuées pour les prédictions significatives. L’objectif est de générer des hypothèses de repositionnement et de mécanismes d’effets secondaires observés. Plusieurs exemples sont présentés à cet égard. / Abstract : Methods that detect binding site similarities between proteins serve for the prediction of function and the identification of potential off-targets. These methods can help prevent side-effects, suggest drug repurposing and polypharmacological strategies and suggest bioisosteric replacements. Most methods use atom-based representations despite the fact that molecular interaction fields (MIFs) represents more closely the nature of what is meant to be identified. We developped a computational algorithm, IsoMif, that detects MIF similarities between binding sites. We benchmark IsoMif to other methods which has not been previously done for a MIF-based method. IsoMif performed best in average and more consistently accross datasets. We highlight limitations intrinsic to the methodology or to nature. The impact of design choices on performance is discussed. We built a freely available web interface that allows the detection of similarities between a protein and pre-calculated MIFs or user defined MIFs. PyMOL sessions can be downloaded to visualize similarities for the different intermolecular interactions. IsoMif was applied for a large-scale analysis (5,6 millions of comparisons) to predict offtargets of drugs. Docking simulations of the drugs in the binding site of their top hits were performed. The primary objective is to generate hypotheses that can be further investigated and validated regarding drug repurposing opportunities and side-effect mechanisms.

L’instabilité d’ADN mitochondrial (ADNmt) peut être quantitative avec la déplétion de l’ADNmt ou qualitative avec des délétions de l’ADNmt. Ces anomalies sont une des causes les plus commmunes des maladies mitochondriales. Un des gènes qui contrôle la stabilité et le maintien de l’ADNmt est POLG. Ce gène code pour la polymerase gamma mitochondriale. Chez l’homme, les mutations dans le gène POLG sont liées aux maladies mitochondriales telle que; l’insuffisance hépatique, le syndrome d’Alpers, le PEO ou Progressive External Ophtalmoplegia, la neuropathie sensorielle et l’ataxie. Des mutations dans le gène POLG sont aussi associées au syndrome de Parkinson. Aujourd’hui, il n’existe aucune thérapie pour ces maladies. Compte tenu de la conservation évolutive de la fonction mitochondriale de la levure à l’homme, nous avons utilisé deux organismes modèles, Saccharomyces cerevisiae et Caenorhabditis elegans, pour identifier des molecules chimiques capables de compenser l’instabilité de l’ADNmt liée à des mutations du gène POLG dans des fibroblastes d’un patient. Nous avons trouvé trois molécules candidates potentielles: MRS2, MRS3 et MRS4, à partir d’un criblage primaire chez la levure, en utilisant une chimiothèque d’environ 2000 molécules chimiques. MRS3 est la molécule candidate la plus efficace pour la stabilization d’ADNmt chez des mutants POLG de la levure, du champignon filamenteux, du nématode et sur des fibroblastes de patients. MRS3, ou clofilium tosylate (CLO), est un agent antiarrhytmique, médicament pour soigner les troubles du rythme cardiaque. Dans cette étude, nous avons aussi montré que deux autres antiarrhythmiques appartenant à la même classe que CLO avaient un effet positive chez un mutant POLG de C. elegans. En utilisant une approche de chemogénomique chez la levure, nous avons identifié Fis1, un acteur de la fission mitochondriale qui pourrait être impliqué dans la mode d’action de CLO. Fis1 est requise pour la viabilité cellulaire en concentration légèrement toxique de CLO et nécesaire pour la stabilization de l’ADNmt par CLO. L’ensemble de ces résultats ont montré que CLO pourrait être la première molécule chimique qui stimule la réplication de l’ADNmt et qui pourrait être développée pour le traitement des maladies liées à des mutations dans le gène POLG. Ces résultats ont aussi permis de mettre en évidence une nouvelle connexion entre replication de l’ADNmt et la fission mitochondriale. / The instability of mitochondrial DNA (mtDNA) in form of mtDNA depletion (quantitative instability) or large deletion (qualitative instability) is one of the most common cause of mitochondrial diseases.. One of the genes responsible for human mtDNA stability, POLG, is exploited in this study. POLG encodes the human mitochondrial polymerase gamma. In human, POLG mutations are a major cause of mitochondrial disorders including hepatic insufficiency; Alpers syndrome, progressive external ophthalmoplegia, sensory neuropathy and ataxia. They are also associated with Parkinsonism. Currently, there is no effective and disease-specific therapy for these diseases. Based on the conservation of mitochondrial function from yeast to human, we used Saccharomyces cerevisiae and Caenorhabditis elegans as first pass filters to identify chemical compounds that suppresses mtDNA instability in cultured fibroblasts of a POLG-deficient patient. We found three potential candidates, MRS2, MRS3 and MRS4, from a chemical screening of nearly 2000 compounds in yeast. MRS3 is the most efficacious in stabilizing mtDNA in yeast, filamentous fungi, worm and patient fibroblasts. This unsuspected compound, clofilium tosylate (CLO), belongs to a class of antiarrhythmic agents for cardiovascular disease. Two other antiarrhythmic agents (FDA-approved) sharing common pharmacological properties and chemical structure with CLO also show potential benefit for POLG deficiency in C. elegans. Using a chemogenomic approach in yeast, we also discovered that a mitochondrial fission actor Fis1 is implicated in the mechanism of action of CLO. Fis1 is important for cellular viability in a slightly toxic concentration of CLO and is required for the mtDNA stabilizing potency of CLO. Our findings provide evidence of the first mtDNA-stabilizing compound that may be an effective pharmacological alternative for the treatment of POLG-related diseases and uncover a new connection between the mitochondrial fission process and mtDNA replication. / Ketidakstabilan DNA mitokondria (mtDNA) dalam bentuk pengurangan kopi mtDNA di dalam sel (ketidakstabilan kuantitatif), atau pun dalam bentuk delesi pada sekuens mtDNA (ketidakstabilan kualitatif) merupakan salah satu penyebab penyakit mitokondria. Salah satu gen yang bertanggung jawab dalam menjamin kestabilan mtDNA adalah POLG. Gen POLG mengkode protein polimerase gamma pada manusia, yang mereplikasi dan mereparasi mtDNA di dalam mitokondria. Mutasi pada gen POLG dapat menyebabkan penyakit kelainan mitokondria pada manusia, seperti gagal ginjal, sindrom Alpers, Progressive External Ophtalmoplegia, neuropati sensorial, ataxia dan bisa dikaitkan dalam beberapa gejala Parkinsonisme. Saat ini, belum ada terapi obat yang dapat mengatasi penyakit – penyakit tersebut. Berdasarkan kesamaan evolutif dari ragi hingga manusia, pada studi ini kami menggunakan Saccharomyces cerevisiae dan Caenorhabditis elegans untuk mengidentifikasi molekul obat yang berpotensi mengatasi ketidakstabilan mtDNA dari fibroblas pasien manusia yang memiliki mutasi gen POLG. Kami mengidentifikasi tiga kandidat potensial, yakni MRS2, MRS3 dan MRS4 dari penapisan kurang lebih 2000 molekul obat dengan menggunakan ragi. MRS3 adalah kandidat yang paling berkhasiat dan mampu mengatasi ketidakstabilan mtDNA pada ragi, Podospora, cacing dan fibroblas manusia. MRS3 adalah alias bagi clofilium tosylate (CLO), sebuah molekul antiaritmia untuk penyakit kardiovaskuler. Pada studi ini, kami juga menguji aktifitas dua molekul antiaritmia lain yang tergabung dalam kelas yang sama dengan CLO, dan menemukan bahwa kedua molekul ini juga berpotensi mengatasi defisit POLG pada cacing C. elegans. Dengan menggunakan metode kemogenomik pada ragi, kami juga mengidentifikasi sebuah aktor prosesus pembelahan mitokondria, Fis1, yang berpotensi terlibat dalam mekanisme seluler CLO. Fis1 dibutuhkan untuk: (1) kelangsungan hidup ragi pada konsentrasi toksik CLO dan (2) efek CLO dalam menstabilkan mtDNA pada ragi. Keseluruhan studi ini membuktikan potensi CLO sebagai molekul penstabil mtDNA yang pertama, yang dapat dikembangkan sebagai salah satu alternatif terapi obat untuk penyakit – penyakit mitokondria terkait mutasi POLG. Melalui studi ini, juga diungkap adanya hubungan antara kestabilan mtDNA dan prosesus pembelahan mitokondria.