Le terme folate (vitamine B9) désigne une famille de molécules ayant une structure de base composée de 3 parties : un noyau pterine, un acide para-aminobenzoïque (pABA) et une chaine de glutamates. Le rôle de ces cofacteurs est de transporter des groupements monocarbonés. Ils interviennent dans de nombreuses réactions comme la synthèse des bases nucléiques, la synthèse de méthionine et la synthèse et le turnover de la S-adenosylmethionine,. Le folate est synthétisé chez les plantes et un grand nombre de micro-organismes dont les parasites du phylum des apicomplexes, tels que Plasmodium falciparum, et Toxoplasma gondii. Les enzymes impliquées dans cette voie de biosynthèse étant absentes chez l'homme, elles représentent des cibles herbicides, antibiotiques et antiparasitaires potentielles. Les inhibiteurs de la voie de biosynthèse du folate (tels que les sulfamides, analogues du pABA et inhibiteurs de la dihydroptéroate synthase, ou les inhibiteurs de la dihydrofolate réductase), sont souvent utilisés comme antibiotiques et antiparasitaires. Un problème majeur dans le traitement de ces maladies infectieuses est la résistance développée contre ces molécules, ce qui nécessite la recherche permanente de nouveaux médicaments. Le pABA est synthétisé en plusieurs étapes qui sont autant de cibles intéressantes pour développer de nouveaux inhibiteurs. Tout d'abord l'aminodeoxychorismate (ADC) synthase transforme le chorismate en ADC, puis dans une seconde étape, l'ADC est transformé en pABA par une ADC lyase. Chez les plantes supérieures et les parasites apicomplexes l'ADC synthase est une enzyme bifonctionnelle composée de deux grands domaines, un domaine glutamine amidotranferase (GAT) qui permet de produire le NH3 nécessaire à l'amination du chorismate, et un domaine ADC synthase (ADCS). Nous avons pu déterminer les paramètres cinétiques de la GAT-ADCS d'Arabidopsis. Nous avons constaté que ces deux domaines fonctionnent indépendamment, c'est-à-dire soit en présence de glutamine seule pour le domaine GAT (pas de chorismate), soit en présence de chorismate et de NH3 pour le domaine ADCS (pas de glutamine). Toutefois, le fonctionnement en tandem des deux domaines (tous les substrats sont présents) améliore les propriétés cinétiques (kcat) de chacun d'eux. Nos résultats montrent aussi que le NH3 produit par le domaine GAT et nécessaire à la synthèse de l'ADC n'est pas relargué dans le milieu extérieur mais canalisé (channeling) vers le domaine ADCS. Finalement, nous avons observé que l'ADC, produit final de la réaction, retro-inhibe le domaine ADCS en absence d'ADC lyase. Pris dans son ensemble, nos résultats indiquent que l'amination du chorismate est l'étape la plus limitante de la synthèse du pABA,.. Des expériences de criblage à haut débit nous ont permis d'identifier une molécule, la rubreserine, qui inhibe in vitro le domaine GAT de l'ADC synthase d'Arabidopsis avec un Ki autour de 8 µM. Nous avons observé que cette molécule inhibe la croissance de plantules d'Arabidopsis thaliana et la prolifération des parasites Toxoplasma gondii et Plasmodium falciparum avec des IC50 respectif de 65 µM, 20 µM et 1.2 µM. Chez Arabidopsis, la concentration en folate des cellules traitées est abaissée d'environ 40% par rapport au contrôle, une diminution qui n'a plus lieu en présence de pABA. L'ajout de pABA et de 5-formyltetrahydrofolate dans les milieux de culture d'Arabidopsis ou de Toxoplasma supprime en grande partie l'inhibition de croissance liée à la rubreserine, ce qui montre bien la connexion entre rubreserine et voie de biosynthèse du folate. Avec Toxoplama gondii, la rubreserine apparait plus efficace que les sulfamides pour bloquer l'invasion et la prolifération de ces parasites dans les fibroblastes humains. Ces résultats valident la GAT-ADCS comme cible anti-folate et montrent que la rubreserine a des propriétés anti-parasitaires intéressantes. / The term folate (vitamin B9) is a family of molecules with a basic structure composed of 3 parts: a core pterin, a para amino benzoic acid (PABA) moiety and a chain of glutamate. The role of these cofactors is to carry one-carbon groups. They are involved in many reactions such as the synthesis of nucleic acids, the synthesis of methionine and the synthesis and turnover of S-adenosylmethionine. Folate is synthesized in plants and many micro-organisms including parasites of the Apicomplexa phylum such as Plasmodium falciparum and Toxoplasma gondii. Several enzymes involved in the pathway are absent in humans, and so they are potential targets for herbicide, antibiotic and antiparasitic drugs. Inhibitors of folate biosynthesis (such as dihydropteroate synthase inhibitors, or inhibitors of dihydrofolate reductase), are often used as antibiotics and pesticides. A major problem in treating these infectious diseases is the resistance developed against these molecules, which requires a constant search for new drugs. pABA is synthesized in several steps which are all attractive targets for developing new inhibitors. First the aminodeoxychorismate (ADC) synthase converts chorismate into ADC, and then, in a second step, the ADC is converted to pABA by an ADC lyase. In higher plants and apicomplexan parasites the ADC synthase is a bifunctional enzyme composed of two main domains: a glutamine amidotranferase (GAT) domain that produces NH3, and an ADC synthase domain (ADCS) that catalyzes the amination of chorismate. We determined the kinetic parameters of the Arabidopsis GAT-ADCS. We found that these two domains function independently, that is to say either in the presence of glutamine alone for the GAT domain (no chorismate) or in the presence of chorismate and NH3 for the ADCS domain (no glutamine). However, the tandem operation of the two domains (all substrates are present) improves the kinetic properties (kcat) of each one. Our results also show that the NH3 produced by the GAT domain and required for the synthesis of ADC is not released into the surroundings but rather channeled to the active site of ADCS. Finally, we observed that ADC, the final product of the reaction, retro-inhibits the ADCS domain in the absence of ADC lyase. Taken together, our results indicate that the amination reaction of chorismate is the most limiting step of the synthesis of pABA. Using high-throughput screening approaches we have identified a molecule, rubreserine, which inhibits in vitro the GAT domain of Arabidopsis GAT-ADCS with a Ki value around 8 µM. We observed that this molecule inhibits the growth of Arabidopsis thaliana seedlings and the proliferation of Toxoplasma gondii and Plasmodium falciparum parasites with respective IC50 of 65 µM, 20 µM and 1 µM. In Arabidopsis, the concentration of folate in rubreserine-treated cells is lowered by about 40% compared to controls, a decrease that is suppressed in the presence of pABA. The addition of pABA and 5-Formyltetrahydrofolate in the culture media of Arabidopsis and Toxoplasma partly reverses the growth inhibition due to rubreserine, which shows the connection between the drug and folate biosynthesis. Rubreserine appears more effective than sulfa-drugs to block the invasion and proliferation of Toxoplasma gondii in human fibroblasts. These results validate the GAT-ADCS as an anti-folate target and show that rubreserine has interesting anti-parasitic properties.

Nous avons étudié les aspects biochimiques, enzymologiques et génétiques des voies de la méthylation sur les foies foetaux issus d'abortum pour AFTN et témoins. Nous avons mis en évidence un déficit de la vitamine B12 et de la SAM et une baisse des activités MTR et MTHFR dans les tissus AFTN. Ces résultats permettent d'établir qu'une supplémentation en B12 devrait être associée à la supplémentation en folates réalisée en début de grossesse afin de prévenir la survenue de ces AFTN. Nous avons aussi étudié les interactions entre MTR et MMACHC en utilisant des lignées cellulaires de patients porteurs de déficits en MTR (cblG, variant-cblG) et en MMACHC (cblC). Cette étude suggère un rôle régulateur de la MTR dans le métabolisme intracellulaire de la CNCbl, par l'épissage de MTR de deux transcrits codant pour l'enzyme fonctionnelle de taille attendue et une protéine tronquée non fonctionnelle, respectivement / We studied the methylation pathways in liver tissue from fetal NTDs and controls. We identified a vitamin B12 and SAM deficiency and also decreased activities of MTR and MTHFR in NTDs tissue. These results provide evidence that vitamin B12 supplementation should be associated with folate supplementation in early pregnancy in order to prevent the occurrence of these NTDs. We also studied the interactions of MTR with MMACHC by using cell lines patients with MTR and MMACHC deficiency. This study suggests a regulatory role of MTR in the intracellular CNCbl metabolism by splicing of two MTR transcripts encoding the functional enzyme of the expected size and a truncated non-functional protein, respectively

En Guadeloupe, la prévalence du diabète est deux fois plus élevée qu'en France hexagonale, avec une prédominance féminine. En dehors des facteurs environnementaux, la vitamine D et certains polymorphismes de gènes impliqués dans son métabolisme seraient associés à un risque de pathologies métaboliques. Les androgènes sont également associés aux anomalies du métabolisme glucidique, soit directement, soit via leur transporteur SHBG (Sex Hormone Binding Protein). Nous avons émis les hypothèses de recherche suivantes: 11 le statut en vitamine D et les polymorphismes des gènes impliqués dans son métabolisme pourraient être associés aux paramètres métaboliques chez des sujets Afro-Caribéens (AC). Ils expliqueraient l'importance des pathologies cardiométaboliques en Guadeloupe. 2/ la SHBG pourrait être associée aux anomalies du métabolisme glucidique, indépendamment des stéroïdes sexuels. Nos travaux sont présentés dans 4 études. Nous avons mis en évidence une prévalence élevée du déficit en vitamine D chez les sujets AC diabétiques de type 2. Nous avons trouvé une association significative entre le statut vitaminique D et le risque cardiométabolique chez ces sujets, mais aussi dans une population de sujets en hémodialyse chronique. Les polymorphismes des gènes impliqués dans le métabolisme de la vitamine D sont aussi associés à ce risque. Chez les sujets dysmétaboliques, une relation entre la SHBG, la graisse intra-hépatique, les hépatokines et les paramètres métaboliques a été mise en évidence, indépendamment des stéroïdes sexuels. En conclusion, la vitamine D et la SHBG pourraient être des marqueurs d'intérêt pour le dépistage des sujets à haut risque cardiométabolique. / In Guadeloupe, the prevalence of diabetes is two times higher than in Metropolitan France, with a female predominance. Apart from environmental factors, vitamin D and polymorphisms of genes involved in vitamin D metabolism would be associated with increased risk of metabolic diseases. Androgens are also associated with abnormal glucose metabolism, directly or through the Sex Hormone Binding Protein (SHBG). Our main hypotheses were: 11 Vitamin D status and polymorphisms of genes involved in its metabolism may be associated with metabolic pammeters in Afro-Caribbean (AC). They could explain the importance of cardiometabolic diseases in Guadeloupe. 2/ SHBG may be associated with abnormal glucose metabolism, independently of sex steroids. Our research is presente<! in four studies. We have demonstrated a high prevalence of vitamin D deficiency in AC patients with type 2 diabetes. We found a significant association between vitamin D status and cardiometabolic risk in these subjects, but also in a population of patients undergoing in chronic hemodialysis. Polymorphisms in genes involved in vitam in D metabolism are also associated with this risk, In dysmetabolic patients, a relationship between SHBG, intmhepatic fat, hépatokines and metabolic parameters was demonstrated, independently of sex steroids hormones. In conclusion, vitamin D and SHBG may be markers of interest for screening patients at high cardiometabolic risk.

Les fruits et légumes constituent la principale source de vitamine C dans l'alimentation humaine, mais leur concentration en vitamine C varie fortement en fonction de la saison et des conditions de culture. Au cours de cette thèse, nous avons testé successivement différentes hypothèses afin de mettre en évidence le rôle de la lumière dans ces variations, en prenant comme modèle le fruit de tomate. Nous avons supposé i) un effet direct du rayonnement intercepté par les fruits sur le métabolisme de la vitamine C (synthèse, recyclage, dégradation), ou ii) un effet du rayonnement sur les feuilles augmentant le transport de molécules (sucres, vitamine C, ...) favorisant l'accumulation de vitamine C dans le fruit. Nos résultats ont souligné la complexité de la régulation de la teneur en vitamine C dans les fruits par la lumière, qui dépend principalement du microclimat radiatif du fruit et dans une moindre mesure du rayonnement intercepté par les feuilles, en interaction avec le stade de développement du fruit. L'étude de la relation sucres/vitamine C dans les fruits a montré que les sucres n'étaient pas limitants pour la synthèse de vitamine C. L'impact du rayonnement sur le métabolisme de la vitamine C a été étudié, en interaction avec la température, sur fruits détachés. Le rayonnement augmente les teneurs en vitamine C des fruits pour les températures inférieures ou égales à 23°C en liaison avec l'augmentation des expressions des gènes de la voie de biosynthèse et des activités des enzymes de recyclage, particulièrement à 12°C. À forte température (31°C), la lumière ne modifie pas la teneur en vitamine C du fruit malgré l'augmentation de l'expression de certains gènes de la voie de synthèse, mais on observe une diminution du recyclage de la vitamine C (DHAR) et une augmentation d'un produit de dégradation de la vitamine C (thréonate). Les données recueillies ont permis d'initier un modèle d'accumulation de la vitamine C au cours du développement du fruit qui dans le futur prendra en compte les facteurs de l'environnement

Les oligonucléotides antisens et leurs analogues, tels que les Peptide Nucleic Acids (PNA), ont la capacité d'inhiber ou de moduler l'expression d'un gène cible, de manière spécifique de séquence. Leur utilisation pour des applications thérapeutiques est cependant limitée par leur faible internalisation cellulaire ou leur mauvaise localisation intracellulaire, etnécessite le développement de stratégies efficaces de vectorisation. La Riboflavine, ou vitamine B2, est une vitamine essentielle qui a les caractéristiques requises pour être potentiellement utilisée en tant qu'agent ciblant de vectorisation. Le travail accompli au cours de ce projet de thèse a permis de démontrer la capacité de deux dérivés de la Riboflavine, la Flavine et le Lumichrome, à induire une internalisation par endocytose de PNA conjugués, dans plusieurs lignées cellulaires. En outre, un phénomène d'internalisation photochimique induit par la Rhodamine a été mis en évidence avec des double-conjugués Flavine ou Lumichrome - PNA - Rhodamine et conduit à une sortie efficace des endosomes de ces conjugués. Ce travail de thèse a donc permis de caractériser un conjugué trifonctionnel pour l'internalisation et lalibération cytoplasmique de molécules bioactives.

La vitamine E (VE) est parfois préconisée pour le traitement de l’arthrose chez le chien, par contre aucune étude n’a documenté cette efficacité. L’objectif de cette étude était de déterminer l’effet d’une forte dose de VE alimentaire sur l’inflammation et la douleur arthrosique chez le chien. Deux groupes de chiens avec arthrose provoquée par section du ligament croisé crânial du membre postérieur droit ; un groupe contrôle (n=8) et un groupe supplémenté avec la VE (n=7), ont été suivis selon un design parallèle, randomisé et en aveugle. La supplémentation a été commencée 1 jour après la chirurgie avec une dose de 400 UI/animal/jour par voie orale pendant 56 jours. Les évaluations objectives (activité électrodermique, EDA) et subjectives (VAS, NRS) de la douleur ont été faites avant la chirurgie J0, à J28 et à J55 après chirurgie. La détermination de la concentration synoviale des marqueurs de l’inflammation (IL-1β, PGE2 et NOx) et l’étude lésionnelle ont été faites après l’euthanasie à J56. Une comparaison unilatérale avec un seuil alpha de 10% a été réalisée. Les concentrations synoviales de PGE2 et de NOx étaient faibles chez le groupe supplémenté en VE par rapport au contrôle (P=0,03 et P<0,0001 respectivement). Les valeurs de VAS, NRS et EDA ont montré une tendance constante à l’amélioration de la douleur dans le groupe traité, avec des résultats significatifs obtenus pour VAS à J55 et pour EDA à J28 (P ajusté = 0,07 dans les deux cas). L’analyse histologique du cartilage articulaire a montré une réduction significative des scores lésionnels dans le groupe traité. C’est la première fois qu’une étude menée chez le chien avec arthrose, a montré qu’une forte dose en VE alimentaire permet de réduire les marqueurs de l’inflammation articulaire, les lésions histologiques cartilagineuses et permet aussi d’améliorer les signes de la douleur associe à l’arthrose. / Because of the evidence of some anti-inflammatory and analgesic activities of vitamin E (VE) in human osteoarthritis (OA), this double blind and randomized pilot study used a broad spectrum of clinical and laboratory parameters to investigate whether such beneficial effects could be detected in a canine experimental OA model. Dogs were divided into 2 groups: control group (n = 8) receiving a placebo, and test group (n = 7) receiving orally 400 IU/ animal/ day of VE during 55 days, starting the day after transection surgery of the cranial cruciate ligament. At d56, dogs were euthanized and concentrations of prostaglandin E2 (PGE2), nitric oxide (NO) and interleukin-1β (IL-1β) were measured in synovial fluid samples. Severity of lameness and pain was assessed using a visual analogue scale (VAS), a numerical rating scale (NRS) and electrodermal activity (EDA) at d0, d28 and d55. The size and grade of cartilage macroscopic lesions on femoral condyles and tibial plateaus were evaluated, and the histological severity of cartilage lesions and synovial inflammation was determined. One-side comparison was conducted at an alpha-threshold of 10%. Synovial amounts of NOx and PGE2 were lower in the test group (P < 0.0001 and P = 0.03, respectively). Values of VAS, NRS and EDA showed a consistent trend to be lower in the test group compared to the control, while statistical significance was reached for VAS at d55 and EDA at d28 (adjusted P = 0.07 in both cases). Histological analyses of articular cartilage showed a significant reduction in lesions’ scores in the tested group. For the first time, a study in dog with OA using high dose of VE showed that this supplementation reduces inflammation joint markers and histological expression, as well as tends to improve signs of pain.

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

Le terme folate (vitamine B9) désigne une famille de molécules ayant une structure de base composée de 3 parties : un noyau pterine, un acide para-aminobenzoïque (pABA) et une chaine de glutamates. Le rôle de ces cofacteurs est de transporter des groupements monocarbonés. Ils interviennent dans de nombreuses réactions comme la synthèse des bases nucléiques, la synthèse de méthionine et la synthèse et le turnover de la S-adenosylmethionine,. Le folate est synthétisé chez les plantes et un grand nombre de micro-organismes dont les parasites du phylum des apicomplexes, tels que Plasmodium falciparum, et Toxoplasma gondii. Les enzymes impliquées dans cette voie de biosynthèse étant absentes chez l'homme, elles représentent des cibles herbicides, antibiotiques et antiparasitaires potentielles. Les inhibiteurs de la voie de biosynthèse du folate (tels que les sulfamides, analogues du pABA et inhibiteurs de la dihydroptéroate synthase, ou les inhibiteurs de la dihydrofolate réductase), sont souvent utilisés comme antibiotiques et antiparasitaires. Un problème majeur dans le traitement de ces maladies infectieuses est la résistance développée contre ces molécules, ce qui nécessite la recherche permanente de nouveaux médicaments. Le pABA est synthétisé en plusieurs étapes qui sont autant de cibles intéressantes pour développer de nouveaux inhibiteurs. Tout d'abord l'aminodeoxychorismate (ADC) synthase transforme le chorismate en ADC, puis dans une seconde étape, l'ADC est transformé en pABA par une ADC lyase. Chez les plantes supérieures et les parasites apicomplexes l'ADC synthase est une enzyme bifonctionnelle composée de deux grands domaines, un domaine glutamine amidotranferase (GAT) qui permet de produire le NH3 nécessaire à l'amination du chorismate, et un domaine ADC synthase (ADCS). Nous avons pu déterminer les paramètres cinétiques de la GAT-ADCS d'Arabidopsis. Nous avons constaté que ces deux domaines fonctionnent indépendamment, c'est-à-dire soit en présence de glutamine seule pour le domaine GAT (pas de chorismate), soit en présence de chorismate et de NH3 pour le domaine ADCS (pas de glutamine). Toutefois, le fonctionnement en tandem des deux domaines (tous les substrats sont présents) améliore les propriétés cinétiques (kcat) de chacun d'eux. Nos résultats montrent aussi que le NH3 produit par le domaine GAT et nécessaire à la synthèse de l'ADC n'est pas relargué dans le milieu extérieur mais canalisé (channeling) vers le domaine ADCS. Finalement, nous avons observé que l'ADC, produit final de la réaction, retro-inhibe le domaine ADCS en absence d'ADC lyase. Pris dans son ensemble, nos résultats indiquent que l'amination du chorismate est l'étape la plus limitante de la synthèse du pABA,.. Des expériences de criblage à haut débit nous ont permis d'identifier une molécule, la rubreserine, qui inhibe in vitro le domaine GAT de l'ADC synthase d'Arabidopsis avec un Ki autour de 8 µM. Nous avons observé que cette molécule inhibe la croissance de plantules d'Arabidopsis thaliana et la prolifération des parasites Toxoplasma gondii et Plasmodium falciparum avec des IC50 respectif de 65 µM, 20 µM et 1.2 µM. Chez Arabidopsis, la concentration en folate des cellules traitées est abaissée d'environ 40% par rapport au contrôle, une diminution qui n'a plus lieu en présence de pABA. L'ajout de pABA et de 5-formyltetrahydrofolate dans les milieux de culture d'Arabidopsis ou de Toxoplasma supprime en grande partie l'inhibition de croissance liée à la rubreserine, ce qui montre bien la connexion entre rubreserine et voie de biosynthèse du folate. Avec Toxoplama gondii, la rubreserine apparait plus efficace que les sulfamides pour bloquer l'invasion et la prolifération de ces parasites dans les fibroblastes humains. Ces résultats valident la GAT-ADCS comme cible anti-folate et montrent que la rubreserine a des propriétés anti-parasitaires intéressantes.

Ces pages font un état des lieux des travaux réalisés au sein du département de médecine générale de 2004 à 2011 sur l'hypovitaminose D, sa fréquence, ses facteurs de risques, son lien avec les douleurs musculo-squelettiques diffuses et chroniques chez les adultes jeunes. De ces travaux et de la revue de la litéérature, il ressort quelques notions importantes et méconnues. Les personnes qui cnsultent un médecin généraliste ont des taux sérique de vitamine D beaucoup plus bas que les taux trouvés dans les groupes de volontaires sains recrutés pour les grandes études comme Suvimax ou l'enquête nationale nutrition santé (ENNS). Les taux retrouvés dans nos travaux sont identiques à ceux trouvés dans les populations émigrées des pays développés et dans les populations des pays où le soleil est évité, mais nos populations, elles, sont ordinaires hommes comme femmes.Les facteurs de risques de l'hypovitaminose sont retouvés dasn nos populations : les vêtements couvrants, le phototype, l'obésité, pas d'exposition solaire, pas de sport en extérieur, pas de vacances au soleil, la CMU marqueur de précarité. Une des conséquences sont des douleurs musculaires et osseuses, chronqiues, diffuse avec une moindre qualité de vie physique. Le traitement des déficits améliore les patients douloureux que nous avons trouvé très carencés. Ces patient consomment beaucoup de soisns et leur prise en charge pourrait réduire d'au moins 50 % leur consommation de soins. Il y a urgence à prendre en considération ce p^roblème de santé publique car 100% des consultants adultés âgés entre 18 et 50 ans, homme et femme, douloureux chroniques, ont un déficit (vitamine D <20 ng/ml ou 50 nmol/l), et plus de 25% ont un déficit sévère (vitamine D <10 ng/l ou 25 nmol/l).

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.