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

Les sarcoglycanopathies sont des dystrophies musculaires récessives (LGMD2D, E, C, F) causées par des mutations dans les gènes codant les sarcoglycanes (SG) alpha,béta, gamma et delta. Ces protéines transmembranaires font parties d’un complexe interagissant avec la dystrophine, pour protéger les fibres musculaires contre le stress mécanique du à la contraction. La perte de l’expression membranaire d’une des SG peut entrainer l’absence du complexe entier à la membrane. Les mutations trouvées chez des patients sont à 66% des mutations faux-sens ; certaines d’entre-elles peuvent avoir une prévalence importante, comme R77C, la mutation la plus fréquente dans l’alpha-sarcoglycanopathie. Nous avons précédemment démontré que les SGs mutées sont retenues dans le réticulum endoplasmique par le contrôle qualité (ERQC), et qu’il est possible de sauver cette protéine mutée en inhibant l’activité d’une enzyme clé de l’ERQC, l’alpha-mannosidase, par traitement pharmacologique à la Kifunensine. Ce traitement s’est cependant avéré toxique.Ce projet de thèse vise donc à identifier de nouvelles molécules thérapeutiques pour les sarcoglycanopathies. Dans cette optique, nous avons tout d’abord cherché un modèle in vitro nous permettant d’étudier différents mutants d’alpha-SG. Nous avons choisi de générer une lignée cellulaire stable en transduisant les trois SG béta, gamma et delta dans des cellules immortalisées. Cette lignée a ensuite été transfectée avec des mutants d’alpha-SG pour étudier différentes molécules thérapeutiques identifiées dans la littérature. Nos travaux ont permis de démontrer la capacité de 7 molécules à restaurer l’expression membranaire de mutants alpha-SG. Afin de pouvoir valider l’efficacité de ces molécules in vivo, nous avons généré un modèle murin exprimant la mutation béta-T153R. Nos résultats constituent une preuve de principe de l’efficacité de molécules pharmacologiques pour le traitement de patients atteints de sarcoglycanopathies. / Sarcoglycanopathies are recessive muscular dystrophies (LGMD2D, E, C, F) caused by mutations in genes coding for alpha, beta, gamma and delta-sarcoglycans (SG). These transmembrane proteins are part of a complex interacting with dystrophin to protect muscle fibers against mechanical stress due to contraction. Loss of membrane expression of one SG can cause the absence of the entire complex at the membrane. Mutations found in patients are at 66% missense mutations; some of them being highly prevalent like R77C, the most frequent mutation in alpha-sarcoglycanopathy. Interestingly, we previously demonstrated that mutated SGs are retained in the endoplasmic reticulum by the quality control (ERQC), and that it is possible to rescue the mutated protein by inhibiting the activity of a key ERCQ enzyme: alpha-mannosidase I, using Kifunensine as a treatment.The aim of this PhD project is to identify new therapeutic molecules for sarcoglycanopathies. To do so, we first searched an in vitro model to study several alpha-SG mutants. We chose to generate a stable cell line, by transduction of immortalized cells with beta, gamma and delta-SG. This cell line was then transfected with alpha-SG mutants to study different therapeutic molecules identified in literature. Our work demonstrated the ability of 7 molecules to restore the membrane expression of several alpha-SG mutants. To validate the efficacy of those molecules in vivo, we generated a mouse model expressing the beta-T153R mutation. Our results are a proof of principle of the efficacy of pharmacological molecules to treat sarcoglycanopathies.

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

Les anticorps monoclonaux (Acm) ont révolutionné la prise en charge de nombreuses maladies inflammatoires chroniques. L’administration par voie systémique des Acm ne semble pas optimale pour le traitement des maladies respiratoires. Ce travail a eu pour objectif d’étudier le comportement des anticorps après leur administration par voie pulmonaire. Le cetuximab, un anticorps anti-EGFR, a été étudié dans un modèle murin de tumeur pulmonaire bioluminescente et chez le macaque. Le G6-31, un anticorps anti-VEGF, a été étudié dans un modèle murin transgénique de tumeur pulmonaire spontanée. Les résultats montrent que les anticorps administrés par voie pulmonaire sont efficaces, persistent durablement dans le poumon et passent peu dans le compartiment sanguin. L’administration par voie pulmonaire d’Acm pourrait donc augmenter l’index thérapeutique de ces médicaments. Ces résultats ouvrent la voie pour l’administration par voie pulmonaire d’Acm dans les pathologies respiratoires en général. / Monoclonal antibodies (mAbs) modified profoundly the treatment of many chronic inflammatory diseases. Systemic administration of mAbs does not seem to be optimal for the treatment of respiratory diseases. This work aims at studying the fate of mAbs after pulmonary delivery. The lung delivery of Cetuximab, an anti-EGFR antibody, was assessed in an orthotopic mouse model of lung tumor and in macaques. G6-31, an anti-VEGF antibody, was studied in a transgenic murine model of spontaneous lung tumors. The results showed that mAbs, after pulmonary delivery, were pharmacologically effective, persisted durably into the lung and passed slowly into the bloodstream. Pulmonary delivery of mAbs might increase the therapeutic index of these drugs. Altogether, these results open the way for the pulmonary administration of mAbs in respiratory disorders

Selon l'organisation mondiale de la santé, 21 pays d'Amérique Latine et notamment le Brésil sont touchés par la maladie de Chagas qui est provoquée par le protozoaire Trypanosoma cruzi (T. cruzi). En dépit de très nombreuses études expérimentales, il n'existe aucun traitement efficace contre la maladie de Chagas, et l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques est fondamentale pour développer de nouvelles drogues. Dans cette thèse, j'ai revisité 41 protéines chez T. cruzi récemment proposées par Nicolas Carels et al. A partir d'une nouvelle procédure bioinformatique, j'ai trouvé qu'il est possible de prédire les structures 3D de séquences T. cruzi ayant des homologues ou des analogues chez l'homme et très probablement associées aux fonctions trypanothione réductase, cystéine synthase et ATPase, ainsi que des séquences spécifiques à T. cruzi et absentes chez Homo Sapiens associées à des activités 2,4-dienoyl-CoA réductase et leishmanolysine. Les implications de nos modèles raffinées par des dynamiques moléculaires atomistiques (monomère ou dimère) dans leur environnement in vitro (solution aqueuse ou bicouche membranaire) sont discutées à des fins thérapeutiques, et suggèrent que toutes les cibles protéiques, à l'exception de la cystéine synthase, méritent d'autres investigations. / According to the World Health Organization, 21 Latin American countries are endemic for Chagas disease, affecting 10 million people. Chagas' disease, caused by the protozoan Trypanosoma cruzi (T. cruzi), is a parasitic illness endemic mostly in Latin America and particularly in Brazil. Despite many experimental studies, there is no efficient treatment against Chagas disease, and the search for new therapeutic targets specific to T. cruziis critical for drug development. In my thesis, I have revisited 41 protein sequences proposed by the analogous enzyme pipeline, and found that it is possible to provide structures for 33 T. cruzisequences with clear homologs or analogs in H. sapiensand likely associated with trypanothione reductase, cysteine synthase and ATPase functions, and structures for sequences specific to T. cruziand absent in H. sapiens associated with 2,4-dienoyl-CoA reductase, and leishmanolysin activities. The implications of our structures refined by atomistic molecular dynamics (monome or dimer states) in their in vitro environments (aqueous solution or membrane bilayers) are discussed for drug development and suggest that all protein targets, except cysteine synthase, merit further investigation.

Les Streptocoques Béta-hémolytiques du groupe A (GAS) sont responsables de manifestations cliniques variées et de séquelles non suppuratives comme notamment le rhumatisme articulaire aigu (RAA). Les affections sévères à GAS tuent plus de 500.000 personnes chaque année. Le pouvoir pathogène du GAS est encore mal compris. Il semble être notamment lié à la présence de nombreux gènes codant pour des facteurs de virulence dans le génome du GAS, dont celui codant la protéine emm. La protéine transmembranaire M joue un rôle essentiel dans la virulence du GAS. Le typage moléculaire des GAS se base sur la séquence de la partie hypervariable de ce gène (emm-typing). L’épidémiologie du GAS semble varier au cours du temps et en fonction de la localisation géographique et/ou du contexte socio-économique. Cependant, les différences dans les critères d’inclusion des différentes études épidémiologiques disponibles dans la littérature rendent les comparaisons difficiles. Pour mieux évaluer ces variations, nous avons mené une analyse prospective de l’épidémiologie clinique et moléculaire d’isolats de GAS provenant d’enfants présentant une infection à GAS, simultanément en deux localisations géographiques différentes (Bruxelles et Brasília, Brésil). Un des points importants de notre étude a été la mise en évidence de la diversité génétique de la protéine M des isolats belges et brésiliens. Alors que de nombreux emm-types différents sont retrouvés à Brasília (48 emm-types sur 128 isolats), ceux retrouvés à Bruxelles sont relativement peu nombreux (20 emm-types sur 200 isolats) et sont ceux communément retrouvés dans les pays industrialisés. Afin de mieux comprendre les bases moléculaires de cette différence, une analyse phylogénétique basée sur la quasi-totalité de la séquence de la protéine M exposée à la surface de la bactérie a été réalisée. Cette analyse a permis de montrer que les emm-types belges sont génétiquement éloignés les uns des autres alors que les emm-types brésiliens sont génétiquement plus proches. De manière intéressante, cette analyse a montré que les souches belges présentent une grande diversité au niveau de la région de la protéine M dite ‘constante’. En conséquence, la diversité génétique globale des protéines M belges et brésiliennes est similaire, mais elle se situe dans des régions différentes de la protéine M, ce qui pourrait indiquer l’existence de pressions de sélection différentes entre les deux pays. D’un point de vue vaccinal, ces résultats indiquent qu’un vaccin dirigé contre certaines des parties constantes de M présenterait une bonne couverture théorique dans les deux pays. Par contre, le vaccin 26-valent, en cours d’évaluation clinique, aurait une couverture théorique de 76% à Bruxelles et de 32% à Brasília. Notre analyse phylogénétique a également permis de montrer que la non-sensibilité à la ciprofloxacine (observée dans 22,5 % et 9% des souches belges et brésiliennes respectivement) survient dans des souches génétiquement éloignées, contrairement à ce qui est proposé actuellement dans la littérature. De plus, nous avons mis en évidence un polymorphisme au sein des gènes codant les topoisomérases cibles de la ciprofloxacine. L’identification de mutations responsables du phénotype de non-sensibilité nécessite par conséquent une confirmation expérimentale. Les manifestations cliniques sont assez différentes entre Bruxelles et Brasília. Les infections cutanées sont beaucoup plus fréquentes à Brasília. De manière intéressante au Brésil, des souches de GAS présentant un tropisme cutané sont isolées du pharynx. Ces souches ‘cutanées’ pourraient avoir acquis des déterminants génétiques leur permettant de se développer dans des tissus pharyngés. De plus, ces résultats pourraient remettre en question le postulat que seules les souches de tropisme pharyngé sont impliquées dans le développement du RAA. D’autres études épidémiologiques dans des pays où le RAA est endémique devront être réalisées afin de préciser nos résultats et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires menant au développement du RAA. Cependant, étant donné la prévalence du RAA et l’accès limité au diagnostic microbiologique des pharyngites dans le réseau public de soins au Brésil, nous avons développé un score clinique permettant de limiter les traitements antibiotiques chez les enfants probablement atteints de pharyngites virales. L’utilisation de ce score permettrait de réduire le nombre de prescriptions antibiotiques dans les pharyngites de l’enfant de 41 à 55% à Brasília. Le choc toxi-infectieux est une pathologie relativement rare et le RAA n’est quasi plus décrit dans les pays développés. Cependant, deux nourrissons ont présenté un choc toxi-infectieux suivi d’un RAA (HUDERF, Bruxelles). A notre connaissance, cette association clinique n’a jamais été décrite. L’analyse de ces deux cas du point de vue de la virulence bactérienne a révélé la présence de nombreux gènes de facteurs de virulence, portés par des phages et différents dans les deux souches. Nos résultats illustrent la complexité de la relation hôte-pathogène. La capacité des bactéries à s’adapter à leurs hôtes et à causer des pathologies dépend de nombreux facteurs, qui varient d’un isolat à l’autre, et dont l’importance varie d’un hôte à l’autre. Notre travail a permis d’exemplifier la diversité génétique des GAS, aussi bien au niveau du gène emm qu’au niveau des facteurs de virulence, et de l’implication de ceux-ci dans le développement de pathologies streptococciques rares.

En raison de leur haute spécificité d’interaction, les protéines thérapeutiques sont de plus en plus utilisées et représentent une part majoritaire du marché pharmaceutique. Néanmoins, ces molécules sont fragiles et leur stabilité est une problématique majeure pour l'industrie pharmaceutique. La dégradation des protéines thérapeutiques peut survenir à chaque étape de leur cycle de vie : production, stockage, transport et administration au patient. Les modifications chimiques, l'exposition à des forces de cisaillement (fort débit fluidique), la température, le pH et les interactions avec les matériaux et/ou les interfaces gazeuses sont autant de facteurs qui peuvent nuire à la stabilité de ces protéines. De plus, l'utilisation croissante de dispositifs médicaux automatisés pour la manipulation et l'injection de protéines thérapeutiques augmente drastiquement le risque de dégradation. Dans cette thèse, nous étudions l’effet et le rôle de la triple interface solide/liquide/air sur l'agrégation des protéines. Ce phénomène se produit fréquemment dans les procédés de manipulation d’une solution de protéines thérapeutiques (cavitation, agitation…). Lors d’un mouillage intermittent, les interfaces air/liquide et liquide/solide se confondent en une seule et même interface appelée triple interface ou ligne triple. La ligne triple est une zone favorisant fortement l'agrégation des protéines. Notre étude, basée sur l’insuline, montre que la ligne triple cause une accumulation progressive de protéines qui déclenche, après une période de nucléation, leur agrégation, précisément à l’endroit de cette ligne triple. Nos résultats démontrent aussi que les forces de cisaillement, seules, n’entrainent pas l’agrégation de l’insuline. De plus, nous observons que la diminution de la tension superficielle (induite par l’ajout de polysorbates) d'une solution de protéines réduit le risque de formation d’agrégats. En conclusion de ce travail, nous proposons des recommandations pour la conception des dispositifs médicaux de préparation et d’administration de protéines thérapeutiques. / Due to the high specificity of their interactions, proteins are increasingly used in therapy and represent a vast majority of the global pharmaceutical market. Nevertheless, these molecules are fragile and therapeutic protein stability is a major concern in pharmaceutical industry. Protein degradation and aggregation can occur at every step during production, storage, transport and delivery. In this thesis, we interrogate the possible role of intermittent wetting in protein aggregation. Intermittent wetting frequently occurs in protocols involving pumping (cavitation), agitation, and liquid handling. During intermittent wetting, the air/liquid and liquid/solid interfaces meet at a triple line or triple interface, which is a local trigger for protein aggregation because it concentrates the mechanical action of the recessing fluid on the surface adsorbed proteins. We study the effect of surface intermittent wetting on insulin aggregation. Our results demonstrate that the triple interface line, where an air/water interface meets a hydrophobic surface, allows progressive protein accumulation, and finally triggers local insulin aggregation. We also show that shear stress, alone, is not detrimental for protein stability. Additionally, Additives such as polysorbates were tested, showing that the modification of the surface tension of a protein solution impacts its ability to form aggregates. Based on this work, we propose recommendations for the design of drug delivery and preparation devices in order to limit the risk of protein aggregation at the triple interface.

Bien que des interventions psychothérapeutiques efficaces aient été identifiées pour un éventail de problématiques psychologiques, un nombre considérable de clients ne bénéficient toutefois pas complètement de ces traitements, tel que l’indiquent les hauts taux d’abandon thérapeutique. La relation thérapeutique comme telle a été identifiée comme l’un des prédicteurs de l’abandon et plusieurs études ont démontré que les clients qui demeurent en thérapie évaluent leur alliance thérapeutique de manière plus positive que ceux qui abandonnent. De plus, parmi les clients qui demeurent en thérapie, c’est encore la relation thérapeutique qui joue un rôle important par sa valeur prédictive des résultats thérapeutiques. Le courant humaniste, en psychothérapie, place la relation thérapeutique au premier plan de l’intervention et a largement contribué à l’intérêt grandissant, en recherche, pour la relation thérapeutique. Malgré cette reconnaissance de l’importance de la relation thérapeutique, les études sur la nature des composantes de la relation thérapeutique et sur leur rôle dans l’efficacité de la thérapie ont surtout été menées du point de vue du psychothérapeute ou de celui d’un observateur. Le point de vue du client a été peu étudié, bien qu’il puisse être un meilleur prédicteur des résultats thérapeutiques. La présente étude avait donc pour but de recueillir les perceptions de clients adultes en psychothérapie sur la nature des composantes d’une relation thérapeutique positive ainsi que sur les composantes de la relation thérapeutique qu’ils perçoivent comme ayant un impact positif sur leur processus de changement. Un cadre théorique humaniste a été privilégié. Un devis qualitatif a été utilisé, car ce type de devis est pertinent pour explorer un phénomène peu documenté et pour décrire en profondeur l’expérience unique et complexe qui s’y rapporte. Des entrevues semi-structurées ont été réalisées auprès de clients en psychothérapie à moyen et long terme (de 15 séances à deux ans), avec des psychologues d’orientation humaniste, étant donné l’importance qui est accordée à la relation thérapeutique par cette approche. Les données ont été analysées à l’aide de la méthode d’analyse de contenu mixte, inspirée de la méthode proposée par l’Écuyer, en combinant la méthode déductive et la méthode inductive. Une grille des composantes préexistantes a été construite pour guider la collecte et l’analyse des données et comprend la Relation coopérative, la Relation transférentielle, la Relation personne-à-personne et la Relation transpersonnelle. L’analyse des données a permis de décrire en profondeur ces composantes. De plus, l’analyse à l’aide de la méthode inductive a fait se dégager un arbre des catégories émergentes, qui amène des éléments d’approfondissement quant à la perception des clients d’une relation thérapeutique positive. Une démarche d’accord inter-juges a permis d’augmenter la validité du processus de codification. En ce qui a trait aux éléments perçus comme ayant un impact positif sur le processus de changement, la confiance mutuelle et le dévoilement de soi seraient centraux dans la perception des clients de cette étude. De plus, il ressort que différents éléments de la relation plus personnelle qui s’établit entre le client et le thérapeute, tels qu’un équilibre entre intimité et distance émotionnelle ainsi que la présence d’une complicité, seraient des leviers importants dans le processus de changement, selon les clients qui ont participé à cette étude. À la lumière des résultats obtenus ainsi que des forces et des limites de l’étude, des recommandations concernant les pistes d’investigation futures pour la recherche sont formulées. Les résultats et la discussion de la présente étude pourront fournir aux psychologues cliniciens et aux institutions de formation une porte d’entrée pour amorcer ou poursuivre une réflexion quant aux composantes de la relation thérapeutique pouvant recevoir une attention particulière en psychothérapie.

<p align="justify">The production of reactive oxygen species is strictly kept under control in the Human body. However, several conditions are characterized by the over-production or the uncontrolled production of these species, promoting damage to the host tissue. Among oxygen species producer, the myeloperoxidase/hydrogen peroxide/chloride system is a key element. This the consequence of the large quantity of myeloperoxidase found in neutrophils and that can be released rapidly during an inflammatory process. Moreover, hypochlorous acid, synthesized by this system, is a powerful oxidant.</p> <p align="justify">We have studied the impact of non-steroidal anti-inflammatory drugs (oxicams, nimesulid and flufenamic acid) on three reactive oxygen species, namely, hydroxyl radical, hydrogen peroxide and hypochlorous acid. The first results showed the weak antioxidant properties of these molecules and the necessity to focus on the myeloperoxidase/hydrogen peroxide/chloride system. During the study of the myeloperoxidase inhibition, it appeared that flufenamic acid was an efficient inhibitor that modulated the hypochlorous acid production and was directly oxidized by the enzyme.</p> <p align="justify">Due to the efficacy of flufenamic acid, this molecule was tested in a model of myeloperoxidase-dependent low-density lipoprotein (LDL) oxidation and compared to thiol-containing molecules like N-AcetylCystein and its lysinate salt, glutathione and captopril. The results showed that flufenamic acid lost part of its inhibiting effect while thiol-containing molecules demonstrated an interesting inhibiting activity in this model. A potential explanation could be the ability of myeloperoxidase to bind lipoproteins, masking the entry of its catalytic pocket. In these conditions, the inhibitor size becomes a key parameter in the inhibition of the MPO-dependent low-density lipoprotein oxidation and N-AcetylCystein appears as a powerful inhibitor in this context. These results render N-AcetylCystein an excellent candidate for studies that focus on the reduction of cardiovascular pathology risk.</p> <br> <p align="justify">Le corps humain est le siège constant de la synthèse d’espèces oxygénées réactives dont la production contrôlée est indispensable au bon fonctionnement de l’organisme. Cependant dans de nombreuses pathologies, il arrive qu’une production exagérée et/ou incontrôlée de ces espèces aboutisse à des dégâts oxydatifs. Parmi les mécanismes de production d’espèces oxydantes, le système myéloperoxydase / peroxyde d’hydrogène / chlorure détient une place importante. Ceci est notamment la conséquence de la grande quantité de MPO présente dans les neutrophiles, pouvant être libérée très rapidement lors de l’inflammation. De plus l’acide l’hypochloreux synthétisé par ce système est un très bon oxydant.</p> <p align="justify">Nous avons étudié l’impact des anti-inflammatoires non-stéroïdiens (oxicams, nimésulide et acide flufénamique) sur trois espèces oxygénées réactives : le radical hydroxyle, le peroxyde d’hydrogène et l’acide hypochloreux. Les premiers résultats montrent le faible pouvoir anti-oxydant des molécules testées et la nécessité de concentrer notre recherche sur le système myéloperoxydase / peroxyde d’hydrogène / chlorure, responsable de la synthèse de l’acide hypochloreux. Lors de l’étude de l’inhibition de ce système, il est ressorti que l’acide flufénamique est un bon inhibiteur de la myéloperoxydase car il inhibe la synthèse de l’acide hypochloreux en étant directement oxydé par l’enzyme.</p> <p align="justify">En raison de l’efficacité de l’acide flufénamique, cette molécule a été testée dans un modèle d’oxydation des lipoprotéines de basse densité (LDL) par le système myéloperoxydase / peroxyde d’hydrogène / chlorure en comparaison avec des thiols tels que la N-acétylcystéine et son sel de lysine, le glutathion et le captopril. Les résultats montrent une perte importante du pouvoir d’inhibition de l’acide flufénamique dans ce modèle alors que les thiols et la N-acétylcystéine en particulier, présentent une efficacité non négligeable. Ce phénomène pourrait être attribué à la capacité de la myéloperoxydase de se fixer sur les lipoprotéines, ce qui pourrait masquer l’entrée du site catalytique. Dans ces conditions, la taille de la molécule devient un facteur crucial dans l’inhibition de l’oxydation des lipoprotéines de basse densité et la N-acétylcystéine apparaît dès lors comme un inhibiteur puissant dont les résultats en font un excellent candidat dans des études d’intervention visant la diminution du risque de pathologies cardiovasculaires chez certains patients.</p>

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