Dissertations / Theses on the topic 'Bioactifs'

Le travail presente ici apporte une contribution a l'etude de la synthese d'aminoacides cyclopropaniques optiquement actifs. Dans la premiere partie, nous avons mis au point une methode de dedoublement de l'oxaphospholane precurseur du methylenecyclopropylmethanol. Cet alcool optiquement actif precurseur de l'hypoglycine a, nous a aussi permis d'acceder a des methylenecyclopropylcarbinols. Dans la seconde et troisieme partie, nous decrivons la synthese de 2,3-methanoaminocides par condensation de carbanions d'imines sur des sulfates cycliques enantiomeriquement purs. Ces derives electrophiles sont facilement accessibles a partir de produits naturels optiquement actifs. Cette reaction stereoselective nous a permis de preparer l'acide (1s, 2r)-allonorcoronamique, la (2s, 3r)-methanoproline et l'acide (2s, 3r)-methanopipecolique. Dans la derniere partie, nous avons prepare le (1s, 2s)-2-formylcyclopropane-carboxylate de methyle a partir de l'acide l-glutamique. Cet aldehyde, par condensation avec des phosphonates, permet d'acceder a des dehydroaminoacides, eux meme precurseurs d'acides 2-amino-4,5-methanoadipiques

Les alcaloïdes sont des composés largement présents dans la nature. L'étendue croissante des propriétés pharmacologiques de ceux extraits d'une grenouille néotropicale, Dendrobates pumilio, a suscité un intérêt particulier pour leur étude, tant du point de vue synthétique que biologique. L'intérêt suscité par l'alcaloïde (-)-205B au sein de notre laboratoire est dû non seulement au défit que représente sa structure tricyclic de type 8b-azaacénaphthylène, mais aussi par l'activité biologique prometteuse vis à vis de certains troubles neuronaux.Une stratégie de synthèse efficace et hautement stéréosélective, a été développée conduisant à l’alcaloïde (-)-205B. Cette approche synthétique est basée sur trois transformations caractéristiques pour la constitution du noyau tricyclique et pour la mise en place des principaux centres stéréogènes : une 2+2 cycloaddition, une réaction de Mannich vinylogue et une cyclisation aza-Prins. Parallèlement à cette synthèse totale, une nouvelle méthodologie de transfert de chiralité a été développée par alkylation stéréosélective via un lien sililé permettant de résoudre la difficulté apparue dans l'approche précédente
Alkaloids are widely occurring compounds in nature. The increasing scope of pharmacological properties displayed by the alkaloids extracted from a neotropical frog Dendrobates pumilio has arouse an intense interest in their study, both from a synthetic and biological aspect. The interest toward the alkaloid (-)-205B has not been considered in our laboratory solely because of the challenged 8b-azaacenaphthylene ring structure, but also was inspired by the promising biological activity it might possess against neuronal disorders.An efficient and highly stereoselective synthetic strategy was developed for the synthesis of the alkaloid (-)-205B. This approach features three characteristic transformations for building up the tricyclic core and installing the main stereochemistry: a 2+2 cycloaddition, a vinylogous Mannich reaction and an aza-Prins cyclization. In tandem with this total synthesis, a novel methodology was developed focusing on the stereo-directed alkylation based on silicon-tethered chemistry that comes up as an efficient solution for a difficulty encountered within the earlier approach

Les extraits naturels tels que les venins animaux constituent une source importante de peptides bioactifs à visée thérapeutique. Parmi les peptides dérivés de venins utilisés en médecine, citons l’Eptifibatide, un médicament antiplaquettaire développé à partir de l’echistatin provenant d’une vipère, le Ziconotide, un puissant analgésique identifié dans le venin d’un cône ou encore l’Exenatide, un agoniste du récepteur du glucagon-like peptide 1 isolé de la salive du monstre de Gila et utilisé pour le traitement du diabète de type 2. Ces peptides riches en ponts disulfures provenant des venins présentent une structure tridimensionnelle contrainte et une stabilité plasmatique accrue comparé aux peptides linéaires. La conservation et la ressemblance des récepteurs de la proie/du prédateur avec les récepteurs humains, fait des peptides de venins une source unique de composés tête de série pour le design d’outils pharmacologiques et de composés thérapeutiques. Il est estimé que moins de 1% des peptides de venins ont été caractérisé pharmacologiquement. Ce projet a pour objectif d’explorer la pharmacologie de nouveaux peptides isolés de venins en utilisant la synthèse peptidique en phase solide basée sur la chimie Fmoc (Fmoc-SPPS) ainsi que des stratégies de repliement oxydant et régiosélectif afin de produire le peptide correctement replié responsable de l’activité biologique pour sa caractérisation ultérieure. Alors que la première partie de ce projet est dédiée à la synthèse de peptides de venins linéaires et pauvre en pont disulfures, la seconde partie sera consacrée à la synthèse de peptides riches en pont disulfures via des stratégies de repliement oxydatif et régiosélectifs. Dans un dernier chapitre, nous allons explorer les approches de protéomique intégrées à la transcriptomique pour l’identification de nouvelles séquences à partir des venins. Dans l'ensemble, ce projet permettra de mieux comprendre la pharmacologie des peptides de venins et mènera à la conception de nouveaux outils pharmacologiques et de potentiels candidats médicaments
Natural extracts such as animal venoms are an important source of bioactive peptides for therapeutic purposes. Peptides derived from venoms currently used in medicine include Eptifibatide, an antiplatelet drug developed from echistatin, a toxin isolated from a viper, Ziconotide, a potent analgesic identified in the venom of a cone snail and Exenatide , a glucagon-like peptide 1 receptor agonist isolated from the saliva of the Gila monster and used for the treatment of type 2 diabetes. These disulfide-rich venom peptides exhibit a constrained three-dimensional structure and increased plasma stability compared to linear peptides. Conservation of prey / predator receptors with human receptors makes venom peptides a unique source of lead compounds for the design of pharmacological tools and therapeutic compounds. It is estimated that less than 1% of the venom peptides have been pharmacologically characterized. Thus, this project aims to explore the pharmacology of novel venom-isolated peptides using solid phase peptide synthesis based on Fmoc chemistry (Fmoc-SPPS) as well as oxidative and regioselective folding strategies to produce the correctly folded and biologically active peptide for subsequent characterization. While the first part of this project is dedicated to the synthesis of linear and disulfide-poor venom peptides, the second part will be dedicated to the synthesis of disulfide-rich peptides via oxidative and regioselective folding strategies. Finally, we will use proteomic approaches integrated with transcriptomic data for the identification of new sequences from venoms. Overall, this project provides a better understanding of the pharmacology of venom peptides and identifies leads for the development of new pharmacological tools and potential drug candidates

Dans ce memoire de these traitons deux sujets principaux : une tentative de synthese du (-)-jasmonate de methyle et la synthese diastereomerique de plusieurs aminoester. Nous avons tente de realiser une synthese courte et efficace du (-)-jasmonate de methyle en utilisant une reaction d'addition 1,4 diastereoselective de derives acetyles du (-)-8-phenylmenthol. Nous avons montre que l'acetate de (-)-8-phenylmenthyle conduit exclusivement au produit d'addition 1,2. Par contre le thiophenylacetate de (-)-8-phenylmenthyle conduit au produit d'addition 1,4. On constate egalement que le (-)-8-phenylmenthol ne permet pas l'obtention d'une bonne diastereoselectivite en position de la 2-cyclopenten-1-one. Nous avons realise l'alkylation diastereoselective de l'hydroxypinanylideneglycinate d'ethyle avec deux bromures benzyliques avec des rendements isoles respectivement de 68% et 58%. Un seul diastereomere est observe sur les spectres rmn 1h. Nous avons applique la reaction d'aldolisation diastereoselective du (rrr)-iminoglycinate d'ethyle, a la synthese de l'erythro-m-3-hydroxytyrosinate d'ethyle enantiomeriquement pure en quatre etapes. Le rendement global est de 49%. Et nous avons attribue la configuration relative erythro a l'amino ester sur la base de la constante de couplage 3j 2 3 de l'oxazoline 17 prepare selon la methode de meyers. Nous avons egalement realise, la synthese d'un amino ester non naturel, l'amino-tetrahydrofuran-2-yl-acetate d'ethyle enantiomeriquement pure par cette meme methode. Par ailleurs, nous avons montre que l'enolate de titane utilise dans nos conditions reactionnelles est compatible avec d'autres electrophiles tels que les halogenures, mais aussi avec les cetals cycliques et les groupements protecteurs silyles. Les reactions d'aldolisations ont lieu avec un exces diastereomerique >96% determine par rmn 1h (200 mhz).

Le travail porte sur l’étude de verres bioactifs à base de SiO2, CaO, Na2O et P2O5 et se décompose en trois parties. Afin de relier la structure et la bioactivité, une étude structurale de ces verres a été réalisée par RMN du 29Si et du 31P. Cette étude a permis de montrer que l’ajout progressif de phosphore engendre une polymérisation progressive du réseau silicate et modifie légèrement la nature chimique des entités phosphates. La deuxième partie concerne l’élaboration d’un verre bioactif macroporeux à porosité contrôlée en transposant le « Procédé d’élaboration de substituts osseux synthétiques d’architecture poreuse parfaitement maîtrisée » au verre 43,65SiO2-22,795CaO-30,555Na2O–3P2O5. Cependant, la densification par traitement thermique engendre la cristallisation partielle du verre. La RMN du 23Na a permis de confirmer la formation d’une vitrocéramique. La troisième partie concerne l’évaluation de la bioactivité in vitro ainsi que des essais préliminaires de cytocompatibilité du verre initial et de la vitrocéramique correspondante. Les analyses Infra Rouge réalisées sur les surfaces des échantillons plongés dans du fluide physiologique simulé (SBF) ont montré que la vitrocéramique est plus bioactive que le verre : l’apatite s’est formée après 5h15 d’immersion pour la vitrocéramique contre 10h15 pour le verre. Les tests de cytocompatibilité ont mis en évidence une non cytotoxicité du verre et de la vitrocéramique. Cette étude a ainsi permis de corréler la structure des verres à leur bioactivité. À partir d’un verre très bioactif, il a également été possible d’élaborer une vitrocéramique macroporeuse à porosité contrôlée, avec de meilleurs résultats de bioactivité in vitro
The work concerns the study of bioactive SiO2, CaO, Na2O and P2O5 glasses and presents three parts. In order to connect the structure and the bioactivity, a structural study of these glasses was carried out by 29Si and 31P NMR. The study allowed to show that the progressive phosphorus addition generates an increasingly important polymerization of the silicate network and modifies slightly the phosphate entities chemical nature. The second part relates the macroporous bioactive glass elaboration with controlled porosity by transposing the « Procédé d’élaboration de substituts osseux synthétiques d’architecture poreuse parfaitement maîtrisée » to 43. 65SiO2-22. 795CaO-30. 555Na2O-3P2O5 glass. However, the densification by heat treatment generates a partial crystallization of the glass. The 23Na NMR confirms the glass-ceramic formation. The third part relates to the in vitro bioactivity evaluation as well as preliminary cytocompatibility tests of for the initial glass and the corresponding glass-ceramic. The Infra Red analysis, made on the samples plunged in simulated body fluid (SBF), showed that the glass-ceramic is more bioactive than the glass: apatite was formed after 5h15 immersion for glass-ceramic against 10h15 for glass. The cytocompatibility tests put in evidence no cytotoxicity of the glass-ceramic. This study thus allowed to correlate the glasses structure to their bioactivity. From a very bioactive glass, it was also possible to elaborate a macroporous vitreous ceramic with controlled porosity and with better in vitro bioactivity results

Thèse (Ph.D.) -- Université de Montréal, 2004.
"Thèse présentée à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de Philosophiae Doctor (Ph.D.) en Chimie" Version électronique également disponible sur Internet.

Les contaminations des surfaces constituent un problème majeur de santé public rencontré dans plusieurs secteurs tels que les milieux hospitaliers et l’industrie alimentaire. Cette contamination consiste en l’adhésion de bactéries pathogènes ou opportunistes qui peuvent former des biofilms. Ces biofilms sont potentiellement des sources de développement et de prolifération des bactéries. Une voie efficace de lutte contre la contamination microbienne est l’élaboration de surfaces bactéricides visant à empêcher ou diminuer l’adhésion bactérienne. Basé sur le savoir-faire du laboratoire de Chimie des Substances Naturelles dans le domaine des polysaccharides, nous avons entrepris d’élaborer des supports antibactériens en fixant de manière covalente des molécules aux propriétés antibactériennes sur des fibres lignocellulosiques de pâte à papier (la pâte Kraft). Le lien triazole formé est stable vis-à-vis de l’hydrolyse acide ou basique, et subsiste dans des conditions oxydantes et réductrices. Nous avons choisi de nous intéresser dans un premier temps à la fixation de manière covalente d’un antibactérien commercial connu, le triclosan, sur des fibres lignocellulosiques de la pâte à papier ; puis dans une deuxième approche nous nous sommes orientés vers la fixation de porphyrines sur ces supports. Enfin dans une troisième approche, nous avons fixés des molécules aromatiques qui n’acquièrent leur potentiel antimicrobien qu’après greffage sur le support via le lien triazole. L’étude de l’effet antimicrobien des différents matériaux a montré pour une activité bactéricide du matériau Pâte Kraft-triclosan vis-à-vis notamment de trois souches fréquemment trouvées en milieu hospitalier: Pseudomonas aeruginosa, Bacillus cereus et Escherichia coli ; Dans le cas du greffage de photosensibilisateurs, seul le matériau pâte Kraft-Porphyrine neutre a permis une photoinactivation des souches après irradiation
Surface contamination by pathogens constitutes a major public health problem encountered in many areas such as hospitals, environment and food industry. This contamination consists in the adhesion of pathogenic or opportunistic bacteria that can attach to a biotic or abiotic surface and lead to the formation of biofilm. An effective way to fight against microbial contamination is the development of antibacterial surfaces, in order to prevent or reduce bacterial adhesion. Based on the expertise of the Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles in the field of polysaccharides, we have undertaken the development of antibacterial materials by grafting through covalent bonds molecules presenting antibacterial properties onto lignocellulosic fibers (in this case Kraft pulp fibers). Triazoles are resistant to acid and basic hydrolysis, reductive and oxidative conditions. This moiety is also relatively resistant to metabolic degradation and is not posing particular toxicity problems. The study of the antibacterial effect has shown a bactericidal activity of the triclosan-Kraft pulp sheet against three strains frequently found in hospitals: Pseudomonas aeruginosa, Bacillus cereus and Escherichia coli. In the case of grafting photosensitizers, only the neutral porphyrin-Kraft pulp sheet material displayed a strong photobactericidal activity after irradiation

Le présent mémoire se divise en deux parties. La première décrit le développement d’une nouvelle méthodologie de synthèse de peptides analogues contraints par une sulfahydantoïne. La deuxième partie décrit la synthèse de nouveaux composés dérivés du motif sulfahydantoïne au potentiel antibactérien. Le premier chapitre est consacré à la description des agents thérapeutiques peptidiques et de leurs applications. Il est sujet également de l’intérêt de développer de nouveaux peptides contraints. Le deuxième chapitre décrit la synthèse du motif sulfahydantoïne ainsi que la synthèse de peptides analogues contraints sur support solide et en solution. Le troisième chapitre traite des résultats conformationnelles des peptides contraints obtenus à l’aide de la spectropolarimétrie de dichroïsme circulaire et par la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire. Le quatrième et dernier chapitre porte sur la synthèse de nouveaux composés dérivés de la sulfahydantoïne et leur caractérisation. Finalement, les résultats des tests biologiques réalisés avec les composés sont présentés.

Afin de mieux comprendre le mécanisme de reconnaissance des facteurs de nodulation par les légumineuses, événement déclencheur du processus de fixation de l’azote, une série d’analogues des facteurs de nodulation associés à la luzerne et à la vesce a été préparée. Ces analogues sont préparés en utilisant une méthode chimioenzymatique, qui consiste à produire le squelette oligosaccharidique par des cellules E. Coli recombinantes et à venir fixer la chaîne lipidique par voie chimique. Dans un premier temps, des analogues non hydrolysables par les amidases du sol ont été synthétisés en remplaçant la fonction amide par une fonction amine. Les produits présentent une activité en nodulation, laissant penser qu'il ne se produit pas un clivage entre la chaîne lipidique et le sucre lors du processus de reconnaissance. Cependant, la perte d'activité observée suggère que la fonction amide interagit d'une façon ou d'une autre avec un éventuel récepteur. Dans un deuxième temps, nous nous sommes orientés vers une méthode plus systématique pour l'étude du rôle de la structure de la chaîne, en utilisant les réactions à multi-composants de type Ugi ou Passerini. Celles-ci feraient intervenir l'isonitrile du squelette oligosaccharidique, un aldéhyde, un acide et, dans le cas de la réaction d'Ugi, une amine. En faisant varier la nature de ces trois derniers composés, on devrait pouvoir arriver rapidement à un grand échantillonnage d’analogues. Les essais de couplage réalisés sur la glucosamine se sont révélés encourageants laissant prévoir la possible extrapolation au tétramère
The process of nitrogen fixation by leguminous plants is initiated by the exchange of signal compounds: flavonoids secreted by the plant and nodulation factors (Nod factors) secreted by the bacterium. Nod factors consist in a short chitin oligosaccharidic backbone (typically tetra or pentameric) that is N-acylated at the non-reducing end by a fatty acid. Ln order to understand the role of the structural elements of the bacterial molecule (the nodulation factor) that are involved in the nodulation induction, we have prepared analogs able to trigger the organogenesis in the plant. The focus is on the symbiotic relationship between alfalfa or vetch and their specific rhizobia. The tetrameric backbone was produced by the appropriate E. Coli recombinant cells. The first type of analogs are lipo-chitooligosaccharides in which the fatty-acid is fixed on the sugar via an amine. The sulfated compounds were tested on alfalfa and proved to be still active in nodulation induction, suggesting that there is no cleavage of the fatty-acid during the recognition process. However a decrease of activity seems to prove the influence of the amide group in the recognition process. In a second time, we considered the synthesis of various analogs with modified lipid chains by a method using multi-component reactions such as Passerini and Ugi reactions. Preliminary experiments with glucosamine derivatives are very promising and extrapolation to the tetrameric compounds are in progress

Le travail présenté dans ce manuscrit porte sur l’isolement exhaustif de métabolites issus d’éponges marines récoltées sur la côte de Nouvelle Géorgie des îles Salomon en juillet 2004. Un total de 65 molécules ont été isolées des éponges Petrosia (Petrosia) crassa, Amorphinopsis excavans et Stylissa carteri. Dix sont des nouveaux composés. Le sarasinoside B4, un nouveau produit isolé de l’éponge Amorphinopsis excavans, est un épimère du sarasinoside B1. Les stylissazoles A-I ont été isolées de l’éponge Stylissa carteri. En outre, les stylissazoles A-E ont une activité kinase et appartiennent à une nouvelle classe de pyrroles-2- aminioimidazoles dont les liaisons reliant les monomères sont exclusivement entre les azotes et les carbones. Ce nouveau mode de dimérisation donne une nouvelle dimension à la diversité moléculaire des pyrroles-2-imidazoles. Ce travail de recherche a permis d’approfondir nos connaissances sur les pyrrole-2- aminoimidazoles et de mettre à jour une nouvelle hypothèse de biogénèse des pyrrole-2-aminoimidazoles
The work described in this manuscript deals with the exhaustive isolation of marine metabolites from marine sponges collected from the coast of New Georgie in Solomon Islands. A total of 65 compounds were isolated from Petrosia (Petrosia) crassa, Amorphinopsis excavans and Stylissa carteri, out if which 10 new compounds were identified. Sarasinoside B4, a new product isolated from Amorphinopsis excavans is an epimer of sarasinoside B1. Stylissazoles A-I were isolated from Stylissa carteri. Stylissazoles A-E have kinase activites and belongs to a new subclass of pyrrole-2-aminoimidazoles dimers, which have exclusively N-C bond between the two monomers. This new subclass of molecules constitute additional mode of dimerization and add another dimension to the molecular diversity of pyrrole-2- aminoimidazoles. This research work allowed us to deepen our knowledge about pyrrole-2-aminoimidazoles and update the universal biogenetic pathway proposed previously for pyrrole-2-aminoimidazoles

L'électrofilage, une technique pour la fabrication électrostatique de fibres, a suscité un intérêt croissant ces dernières années en raison de sa polyvalence et de son potentiel d'application dans divers domaines, notamment en ingénierie tissulaire. Le polymère polycaprolactone (PCL) a été approuvé pour une application biomédicale et offre d'excellentes propriétés mécaniques et une biodégradation lente, ce qui en fait un matériau approprié pour une utilisation comme échafaudage pour l’ingénierie tissulaire. Des études antérieures réalisées dans notre laboratoire ontmontré que le greffage covalent (méthode "Grafting From") de polymères ou copolymères bioactifs permet de surmonter l'hydrophobicité du PCL et peut favoriser l'adhésion et la différenciation cellulaire sur les échafaudages. Différents échafaudages en fibres PCL avec différentes microstructures ont été préparés par électrofilage. Le greffage de polymères bioactifs sur ces échafaudages a été réalisé en utilisant deux techniques de "grafting from" ; (i) le greffage par voie thermique pendant 1 ou 3 h qui nécessite une activation de surface par ozonation comme référence et (ii) le greffage UV pendant 1 heure avec ou sans activation de surface. Nous avons comparé ces techniques de greffage en termes de modification de surface, d'effets du processus de greffage sur les propriétés intrinsèques du PCL. Des essais in vitro ont étéréalisés pour observer le comportement des cellules fibroblastiques sur divers échafaudages fonctionnalisés présentant différents degrés d'hydrophilie de surface et les comparer entre eux, ainsi qu’à des échafaudages non greffés. La réussite du greffage de polymères ioniques sur les échafaudages en fibres PCL a été démontrée à l'aide de diverses techniques de caractérisation de surface. Les modifications possibles des propriétés intrinsèques du PCL ont été étudiéespar caractérisation mécanique, chromatographie d'exclusion stérique (SEC) et calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Enfin, la biodégradation de ces échafaudages, à différents temps, a été évaluée dans différents milieux. Cette étude montre l'élaboration de différents échafaudages en fibre PCL, leur fonctionnalisation par greffage polymères bioactifs et l'appréciation des changements mécaniques et microstructuraux. Les essais biologiques in vitro ont montré l’effet favorable du polymère greffé sur la réponse cellulaire et que selon le type de microstructure de l'échafaudage, sa fonctionnalisation de surface par des polymères bioactifs et son hydrophilie de surface, différents comportements cellulaires peuvent être observés
Electrospinning, an electrostatic fiber fabrication technique has evinced more interest in recent years due to its versatility and potential for applications in diverse fields especially in tissue engineering. Polycaprolactone (PCL) polymer has been approved for biomedical application and offers excellent mechanical properties and slow biodegradation, making it an appropriate material for use as a scaffold for tissue engineering. Previous studies carried out in our laboratory have shown that the covalent direct grafting (“Grafting From” method) of bioactive polymers or copolymers allows to overcome the PCL hydrophobicity and can favor cell adhesion and differentiation onto scaffolds. Various PCL scaffolds with different microstructures were prepared by electrospinning. The grafting of bioactive polymers on PCL electrospun scaffolds was carried out using two “grafting from” techniques; (i) the thermal grafting for 1 or 3 hours which requires a surface activation by ozonation as reference and (ii) the UV grafting for 1 hour with or without surface activation. We compared these grafting techniques in terms of surface modification, effect of the grafting processes on the intrinsic PCL properties. In vitro assay experiments were carried out to observe the fibroblast cell behavior on various functionalized scaffolds exhibiting different degrees of surface hydrophilicity and compare them to each other as well as an ungrafted scaffold. The successful grafting of ionic polymers onto the grafted PCL scaffolds was demonstrated using surface characterization techniques. Possible changes in the intrinsic properties of PCL have been studied using mechanical characterization, size exclusion chromatography (SEC), and differential scanning calorimetry (DSC). Finally, the biodegradation at different time points of these scaffolds was evaluated in different environments. This study shows the elaboration of various PCL fiber scaffolds, their functionalization by the grafting of bioactive polymers and the appreciation of the mechanical and microstructural changes. The in vitro biological assays have shown the favorable effect of the grafted polymer on the cellular response and that, depending on the microstructure type of the scaffold, its surface functionalization by bioactive polymers and its surface hydrophilicity, different cell behaviors can be observed

Le travail qui est décrit dans ce mémoire est articulé autour de la réactivité des alcaloi͏̈des pyrrole-2-aminoimidazoles extraits d'éponges marines. Cette étude est notamment basée sur une hypothèse biogénétique qui permet d'expliquer la formation de la plupart de ces composés à partir de précurseurs simples tels que l'oroidine et le dispacamide A. Il existe au sein de cette famille des métabolites linéaires et polycycliques. L'acide 2-pyrrole carboxylique plus ou moins bromé et le 2-aminoimidazole constituent les éléments réactifs les plus importants dans cette série. Le manuscrit est composé de trois études indispensables à la synthèse biomimétique de cette famille d'alcaloi͏̈des: L'étude des réactions de cyclisation N1-C et C3-C intramoléculaires sur le pyrrole permet d'envisager une voie de synthèse vers de nombreux composés polycycliques. L'étude de l'oxydation et de l'ouverture de dimères pyrrole-proline ou proline-proline donne accès à des composés linéaires; elle nous a notamment permis la synthèse biomimétique du dispacamide A et de ses dérivés. L'analyse biomécanistique et la voie de synthèse de l'oroidine, de l'hyménidine et de la clathrodine en utilisant les N-acyl-1,2-dihydropyridines. L'ensemble de cette étude a permis de comprendre de nombreux mécanismes impliqués dans la réactivité des pyrrole-2-aminoimidazoles et de mettre en place une stratégie de synthèse biomimétique qui semble cohérente
The work described in this manuscript is centered on the reactivity of pyrrole-2-aminoimidazole alcaloids isolated from marine sponges. This study is based on a biogenetic hypothesis which could explain the chemical pathways formation of most of this compounds, starting from very simple precursors like oroidine and dispacamide A. This family of compounds comprise linear and polycyclic structural groups. 2-Pyrrolecarboxylic acid, more or less brominated, and 2-aminoimidazole parts are the most important building blocks. The manuscript is divided into three studies: the study of N1-C and C3-C intramolecular cyclisations on pyrrole-aminoacids derivates allowed us to postulate a new synthetic scheme towards many polycyclic compounds belonging to this family. The study of dimeric pyrrole-proline or proline-proline systems and their biomimetic spontaneous transformations to dispacamide A and derivates. Biomechanistic analysis and the access to oroidine, hymenidine and clathrodine, using N-acyl-1,2-dihydropyridines. This general study allowed us to understand numbers of chemical mecanisms involved in the reactivity of pyrrole-2-aminoimidazole alcaloids

L'accès aux soins dentaires est devenu, au cours de ces dernières années, un service de plus en plus demandé par la population. En particulier, la pose d'un implant, destiné à remplacer une dent manquante, en recréant une racine artificielle, devient un acte de plus en plus courant. Une des principales sources de complications entrainant l'échec de la pose d'un implant est une maladie inflammatoire : la péri-implantite. Cette maladie induit la perte des os de soutien dans les tissus entourant l'implant fonctionnel. Actuellement, il n'existe pas d'implant prévenant ces infections bactériennes, seuls des traitements curatifs sont proposés. Le développement d'un traitement antibactérien implantaire apparaît alors comme une solution préventive pertinente pour limiter les complications post-opératoires et représente un défi de santé publique. Pour parvenir à cet objectif, dans ce travail de thèse, plusieurs solutions pour préparer un revêtement implantaire bioactif ont été étudiées et évaluées. Elles sont toutes basées sur le recouvrement d'une surface modèle de titane par un polymère naturel bioactif, le chitosane. Le greffage du biopolymère au substrat a été réalisé via une liaison covalente en utilisant un agent de couplage. Les différentes étapes de la synthèse du revêtement ainsi que ses propriétés biologiques ont été caractérisées à l'aide de techniques d'analyses de chimie de surface, par des études de tenue et de restitution du biopolymère en milieu acide ainsi que par des études in vitro de l'activité antibactérienne et des propriétés biologiques des revêtements. Les résultats de ce travail ont permis de sélectionner le revêtement bioactif possédant les meilleurs propriétés pour l'application visée, notamment en raison de sa tenue en milieu acide et de son activité antibactérienne en présence des bactéries communes
In the past years, population requirement for dental care service increased. More precisely, replacement of missing tooth using dental implant is now a common intervention. As implant provides an artificial root, this procedure is permanent. The failure of the placement procedure is mainly due to an inflammatory disease: peri-implantitis. This disease leads to the death of bone tissues surrounding the dental implant. Today only curative solutions are available, and no implants can prevent bacterial development. It appears that preventing post-surgical complications by designing antibacterial implants is now a public health issue. To achieve this goal, we evaluate in this thesis different solutions to design bioactive implant coatings. We focused our work on coating of a model titanium surface by a bioactive polymer: chitosan. Polymer binding on the substrate is achieved by covalent link using a coupling agent. We described each step of the coating synthesis and characterized its biological properties using both surface chemistry analysis and cell biology techniques. We studied its behavior in an acid environment and analyzed its biological and antibacterial properties in vitro. Results of this work were used to select the bioactive coating with the best properties for the intended application, particularly due to its resistance in acidic condition and its antibacterial activity against common bacteria

Thèse (M.Ress.Renouv.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2006.
La p. de t. porte en outre: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Chicoutimi comme exigence partielle de la maîtrise en ressources renouvelables. CaQCU Comprend des références bibliographiques. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Une microalgue a été isolée des côtes tunisiennes et a été identifiée par des critères morphologiques ainsi que des techniques de biologie moléculaire. L'isolat a été identifié comme appartenant au genre Porphyridium. Dans un 1er volet, Porphyridium sp. et Porphyridium cruentum UTEX 161 ont été cultivées dans 3 milieux de culture afin de déterminer le meilleur milieu de croissance et améliorer la production de métabolites. Les résultats ont montré que les microalgues du genre Porphyridium pouvaient prospérer dans un large éventail de milieux. La production de la biomasse la plus élevée a été obtenue avec le milieu Pm (2 × 107 cellules/mL) pour Porphyridium sp.. Les teneurs les plus élevées en pigments (chlorophylle a = 0,678 ± 0,005 pg/cellule, caroténoïdes totaux = 0,18 ± 0,003 pg/cellule, B-phycoérythrine = 3,88 ± 0,003 pg/cellule) et en protéines solubles (14,58 ± 0,35 pg/cellule) ont été observées avec le milieu F/2. Porphyridium sp. a accumulé une quantité plus élevée d'amidon dans le milieu F/2 (0,69 ± 0,016 %) à égalité avec le milieu Hemerick (0,62 ± 0,050 %). Le milieu Hemerick était le milieu le plus prometteur en termes de production de lipides (2,23 %) et d'EPS (5,41 ± 0,56). Concernant Porphyridium cruentum, le milieu F/2 était le meilleur milieu pour la croissance (4,65 × 106 cellules/mL) et la production de pigments (chlorophylle a = 1,76 ± 0,007 pg/cellule, caroténoïdes totaux = 0,48 ± 0,0022 pg/cellule, B-phycoérythrine = 15,77 ± 0,6 pg/cellule), d'amidon (3,97 ± 0,22 %) et de protéines (34,36 ± 1,035 pg/cellule). Cependant, les milieux Pm et Hemerick se sont avérés les meilleurs pour supporter la production de lipides (4,51 ± 0,45 %) et d'EPS (14,19 ± 0,19 pg/cellule). Dans un 2ème volet, des films bioactifs à base de gélatine et d'alginate de sodium ont été développés en incorporant un extrait aqueux de B-phycoérythrine issue de Porphyridium cruentum à différentes concentrations (45, 67,5 et 90 μg/mL). Le processus d'optimisation a donné une quantité maximale de B-phycoérythrine égale à 4,16 ± 0,24 % dans les conditions suivantes : NaCl = 17 g/L ; MgCl2.6H2O = 2,6 g/L et K2HPO4 = 0 g/L. L'extrait de B-phycoérythrine a démontré des propriétés antioxydantes et antibactériennes. L'incorporation de B-phycoérythrine a entraîné une augmentation notable de l'indice de gonflement et de la solubilité dans l'eau, ainsi qu'une diminution significative de la teneur en humidité. De plus, lorsqu'il est ajouté à des films de gélatine et d'alginate de sodium, l'extrait de B-phycoérythrine améliore les valeurs L*, a* et ΔE*. L'analyse par diffraction des rayons X a révélé que l'ajout d'extrait de la B-phycoérythrine exerçait une influence positive sur la cristallinité des films développés. Les films incorporant l'extrait de la B-phycoérythrine présentaient une structure homogène avec une surface légèrement rugueuse. Les films ont démontré une biodégradabilité complète et un potentiel antioxydant intéressant
A microalga was isolated from the Tunisian coast in the Mahdia governorate and subsequently identified using morphological criteria as well as molecular biology techniques. The isolate was identified as belonging to the genus Porphyridium. In the 1st part, Porphyridium sp. and Porphyridium cruentum UTEX 161 were grown in 3 culture media to identify the optimal growth medium and enhance the production of metabolites. Results showed that Porphyridium could thrive in a wide range of media. The highest biomass production was achieved with the Pm medium (2 × 107 cells/mL) for Porphyridium sp. The highest pigment content (chlorophyll a = 0.678 ± 0.005 pg/cell, total carotenoids = 0.18 ± 0.003 pg/cell, B-phycoerythrin = 3.88 ± 0.003 pg/cell) and soluble proteins (14.58 ± 0.35 pg/cell) were observed with F/2 medium. Porphyridium sp. accumulated a higher amount of starch in the F/2 medium (0.69 ± 0.016%) and was on par with the Hemerick medium (0.62 ± 0.050%). The Hemerick medium showed the most promise in terms of lipid (2.23%) and EPS (5.41 ± 0.56) production. For Porphyridium cruentum, the F/2 medium was the best medium for growth (4.65 × 106 cells/mL) and production of pigments (chlorophyll a = 1.76 ± 0.007 pg/cell, total carotenoids = 0.48 ± 0.0022 pg/cell, B-phycoerythrin = 15.77 ± 0.6 pg/cell), starch (3.97 ± 0.22%) and proteins (34.36 ± 1.035 pg/cell). However, the Pm and Hemerick media proved to be the best for supporting the production of lipid (4.51 ± 0.45%) and EPS (14.19 ± 0.19 pg/cell),. In the 2nd part, bioactive films based on gelatin and sodium alginate were developed by incorporating an aqueous extract of B-phycoerythrin from Porphyridium cruentum at different concentrations (45, 67.5, and 90 μg/mL). The optimization process yielded a maximum B-phycoerythrin content of 4.16 ± 0.24% under the following conditions: NaCl = 17 g/L, MgCl2.6H2O = 2.6 g/L and K2HPO4 = 0 g/L. The B-phycoerythrin extract demonstrated antibacterial and antioxidant properties. The incorporation of B-phycoerythrin led to a significant increase in water swelling index and solubility, as well as a notable decrease in moisture content. Furthermore, when added to gelatin and sodium alginate films, the B-phycoerythrin extract improved the L*, a*, and ΔE* values. X-ray diffraction analysis revealed that the addition of B-phycoerythrin extract had a positive influence on the crystallinity of the developed films. The films incorporating the B-phycoerythrin extract exhibited a homogeneous structure with a slightly rough surface. The new films demonstrated complete biodegradability and promising antioxidant potential

La valorisation des dérivés phénoliques et terpéniques issus de la biomasse s’insère parfaitement dans le défi actuel de nos sociétés qui pousse la chimie traditionnelle à évoluer vers une chimie durable. De par leur nature insaturée, les terpènes se montrent particulièrement intéressants pour synthétiser de nouveaux matériaux par réaction de chimie thiol-ène. Parallèlement, les dérivés phénoliques peuvent être facilement modifiés en synthons insaturés, susceptibles de réagir dans ces mêmes réactions. Ainsi, une large gamme de matériaux à base de linalol et d’eugénol a été élaborée sous irradiation UV. Une approche par photochimie a été privilégiée puisqu’elle s’inscrit parfaitement dans le cadre d’une chimie plus respectueuse de l’environnement. L’effet bénéfique des fonctions oxygénées du linalol et du phénol de l’eugénol sur l’activité antibactérienne a été démontré contre deux souches bactériennes principalement responsables du développement des maladies nosocomiales : S. aureus et E. coli. L’incorporation de nanoparticules de ZnO, de carvacrol ou d’acide tannique lors de la réaction de réticulation permet d’améliorer les propriétés antimicrobiennes de manière significative. L’association avec des polyesters semi-cristallins biosourcés et biodégradables présente une alternative intéressante pour optimiser les performances thermomécaniques des matériaux obtenus.Un deuxième type de matériaux a été synthétisé par photo-réticulation de dérivés phénoliques époxydés comme le résorcinol ou l’eugénol. La polymérisation cationique par ouverture de cycle photoamorcée permet la synthèse de matériaux dont les propriétés mécaniques sont plus élevées que les matériaux obtenus par réaction thiol-ène, et d’autre part de s’affranchir de l’agent réticulant à base de thiol. La synthèse de différents dérivés de l’eugénol mono-époxydés offre l’avantage de pouvoir moduler la composition des matériaux obtenus qui peuvent contenir des fonctions phénol et/ou des insaturations. Les groupements phénols sont indispensables à l’activité antibactérienne et sont à l’origine des propriétés anti-oxydantes. La possibilité d’introduire des insaturations permet une post- fonctionnalisation de la surface des matériaux.Ainsi une large gamme de matériaux réticulés, biosourcés et bioactifs dont les propriétés varient de l’élastomère au thermodurcissable a été synthétisée sous irradiation
The valorization of phenolic and terpene derivatives of biomass is perfectly in line with the current challenge of our societies that drives traditional chemistry to evolve towards a sustainable chemistry. Because of their unsaturated nature, terpenes are particularly interesting for synthesizing new materials by thiol-ene chemistry. At the same time, the phenolic derivatives can easily be modified to unsaturated synthons capable of reacting in these same reactions. Thus, a wide range of materials based on linalool and eugenol has been developed under UV irradiation. An approach by photochemistry has been selected since it fits perfectly within the framework of a chemistry more respectful of the environment. The beneficial effect of the oxygenated functions of linalol and phenolic functions of eugenol on antibacterial activity was demonstrated against two bacterial strains mainly responsible for the development of nosocomial diseases: S. aureus and E. coli. The incorporation of ZnO nanoparticles, carvacrol or tannic acid during the crosslinking reaction makes it possible to improve the antimicrobial properties significantly. The association with semi-crystalline biobased and biodegradable polyesters presents an interesting alternative to optimize the thermomechanical performance of the obtained materials.A second type of materials has been synthesized by photocrosslinking epoxidized phenolic derivatives such as resorcinol or eugenol. The photoinitiated cationic polymerization by opening of the ring enables the synthesis of materials whose mechanical properties are higher than the materials obtained by thiol-ene reaction and on the other hand to get rid of the thiol-based crosslinking agent. The synthesis of various monoepoxidized eugenol derivatives offers the advantage of being able to modulate the composition of the obtained materials which may contain phenol functions and / or unsaturations. The phenol groups are essential to the antibacterial activity and lead to the antioxidant properties. The possibility of introducing unsaturations allows a post-functionalization of the surface of the materials.Thus, a wide range of crosslinked, biosourced and bioactive materials whose properties vary from elastomer to thermosetting have been synthesized under irradiation

Des nouvelles méthodes de gélification avec association de différents composés permettent l’élaboration d’hydrogels sous forme de matrices 3D présentant des propriétés optimales et des fonctions intéressantes. Cette technique d’assemblage peut être effectuée par mélange de plusieurs polymères ou/et par incorporation de nanoparticules dans la matrice polymérique. Ce travail de thèse a montré l’intérêt de mettre en œuvre des réseaux interpénétrés de polymères à base d’alginate et de GelMA, et a mis en évidence l’effet de l’incorporation de nanoliposomes sur les propriétés physico-chimiques des hydrogels. Une caractérisation multi-échelle des hydrogels, a été complétée par une étude des interactions possibles au sein de la matrice 3D. Dans une première partie du travail, une analyse des propriétés de surface des matrices composites à différentes concentrations d’alginate, avant et après fonctionnalisation par des nanoparticules molles, a montré une amélioration de la mouillabilité et de l’énergie de surface des hydrogels. Les propriétés mécaniques des hydrogels ont été déterminées par une caractérisation multi-échelle incluant la microscopie à force atomique (nanoscopique) et le rhéomètre (mésoscopique). Ces analyses ont pris en compte les différentes concentrations d’alginate ainsi que les deux concentrations différentes de liposomes incorporés dans la matrice 3D. Les résultats obtenus ont montré l’intérêt de l’assemblage des deux polymères et l’effet des nanoliposomes sur le processus de gélification de l’alginate dû à une interaction entre les nanoparticules molles et l’agent réticulant (CaCl2). Une étude morphologique des hydrogels a montré la possibilité de contrôler la taille des pores en modifiant la concentration des différents composants des hydrogels ou en fonctionnalisant les matrices 3D par des nanoparticules molles. Les interactions physico-chimiques ont ensuite été étudiées par Spectroscopie de Photoélectrons X, spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire et Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier
Novel crosslinking methods to design 3D hydrogels consist on an innovative combination of various components in order to create 3D structure with optimal properties and functionalities. This blending technic can be carried out by mixing several polymers or/and incorporation of nanoparticles into the polymer network. The present work showed the advantages of interpenetrating polymer networks forms composed of alginate and GelMA and highlighted the effect of the incorporation of nanoliposomes on the physico-chemical properties of the hydrogels. It consisted primarily on a multiscale characterization of the hydrogels and then on the study of the possible interactions in the 3D structure. At first, the surface characterization of the composite hydrogels at different alginate concentrations, before and after the functionalization with soft nanoparticles, showed an improvement of the wetting properties and the surface energy. The mechanical properties of the hydrogels were determined by multiscale analysis using the atomic force microscopy (nanoscopic) and the rheometer (mesoscopic). These analysis took into account the various concentrations of alginateas well as the two different concentrations of the liposomes added in the 3D structure. The results showed the effectiveness of mixing the polymers and the influence of the nanoliposomes on the alginate coagulation due to an interaction between the soft nanoparticules and the coagulation agent (CaCl2). A morphological study of the hydrogels showed the possibility to control the size of the pores by the modification of concentration for each component of hydrogel or by functionalization the 3D structure. The physicochemical interactions were then studied thanks to the X-ray Photoelectron Spectroscopy, the Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy and the Fourier Transform Infrared spectroscopy

Les glycosaminoglycanes (GAGs), des polysaccharides bio-actifs exprimés à la surface des cellules et dans la matrice extracellulaire, sont à l’origine d’un grand nombre de processus physiologiques et pathologiques tels le développement embryonnaire, la croissance cellulaire, l’homéostasie, etc. Parmi les biopolymères, ils offrent le plus grand potentiel d’information grâce à la variété de combinaisons et de modifications régio-sélectives des monosaccharides les constituant. Leur analyse structurale représente ainsi l’un des défis des glycosciences les plus difficiles à relever. De nouvelles approches basées sur la détection à l’échelle de la molécule unique permettent l’observation directe et la nano-manipulation de biomolécules. Principalement utilisées pour les acides nucléiques ou les protéines, ces approches ont rarement été appliquées à l’étude des polysaccharides. Nous présentons ici la détection à l'échelle de la molécule unique d’oligo-glycosaminoglycanes individuels confinés dans un nanopore protéique d’aérolysine et d’α-hémolysine. Nos résultats montrent la capacité de cette technique à discriminer les oligosaccharides d’acide hyaluronique selon leur degré de polymérisation, d’après la durée et la fréquence des blocages de courants. La preuve de la translocation a été montrée par spectrométrie de masse. Cette approche nous a permis de suivre la dépolymérisation enzymatique de l’acide hyaluronique et de déterminer ses paramètres cinétiques. D’autres oligosaccharides (l'héparine, le dermatane sulfate et le dextrane sulfate) ont été étudiés, présentant des signatures caractéristiques différentes, mettant en évidence des différences de structures et/ou conformations
Glycosaminoglycans (GAGs) are bio-active polysaccharide expressed at the cell surface and in the extra-cellular matrix, which mediate cell-cell and cell-matrix interactions at the origin of a variety of physiological and pathological activities such as in embryonic development, cell growth, homeostasis, etc. Among all biopolymers, they offer the largest potential of information owing the incomparable variety of combinations and region-selective modifications of their building monosaccharides. The structural analysis of such complex carbohydrates is recognized as one of the most challenging task of glycosciences. New approaches based on single-molecule detection are currently arousing great interest in biology as it allows the direct observation and nano-manipulation of bio-molecules. Mainly applied to nucleic acids and proteins, these approaches have been not often used for the study of carbohydrates. We report here the detection of individual glycosaminoglycan oligosaccharides confined in aerolysin and α-hemolysin proteic nanopores. Our results show the capability of this new approach to discriminate hyaluronic acid (HA) oligosaccharides according to their polymerization degree based on the analysis of duration and frequency of the current blockades. This feature prompted us to apply this approach to the enzyme monitoring of the hyaluronidase-catalyzed depolymerization of HA and the determination of its kinetic parameters. Translocation has also been proved by mass spectrometry. Other oligosaccharides like heparin, dermatan sulfate and dextran sulfate, have also been studied, showing different characteristic “fingerprints”, due to structure and/or conformation differences

Notre travail porte sur l’étude des propriétés pharmacologiques d’agents bioactifs, et plus particulièrement de neurotoxines, issus d’organismes et de micro-organismes marins dans le but de déterminer leurs modes d’action, leurs cibles moléculaires et les altérations morphologiques et fonctionnelles qu’ils provoquent. Au moyen de techniques d’électrophysiologie et d’imagerie en micro-spectrofluorométrie confocale, nous avons étudié les activités de polyéthers issus du dinoflagellé Gambierdiscus toxicus [la ciguatoxine 1 des Caraïbes (C-CTX-1), la ciguatoxine 4B du Pacifique (P-CTX-4B) et le gambierol], ainsi que celles d’un peptide du venin du cône piscivore Conus consors (la µ-conotoxine CnIIIC), au niveau d’axones myélinisés, de préparations neuromusculaires squelettiques, de neuroblastomes et de cellules chromaffines fœtales de vertébrés. Les principaux résultats obtenus montrent que: (i) la C-CTX-1, à des concentrations nanomolaires, provoque des contractions musculaires asynchrones et dépolarise la membrane musculaire. De plus, elle augmente la libération quantique spontanée d’acétylcholine (ACh), de façon soutenue jusqu’à épuisement, et transitoirement la libération quantique provoquée par l’influx nerveux, puis la bloque complètement. Ces effets sont accompagnés d’une augmentation du volume de la terminaison nerveuse motrice qui peut être reversée par le D-mannitol hypertonique. La C-CTX-1 augmente également l’excitabilité nodale et prolonge la durée du potentiel d’action nerveux. L’ensemble de ces résultats suggère que la C-CTX-1 active les canaux Na+ sensibles au potentiel (VGSC) et inhibe les canaux K+ sensibles au potentiel (VGPC). (ii) La P-CTX-4B est un précurseur des ciguatoxines que l’on retrouve chez certains poissons ciguatériques du Pacifique. La P-CTX-4B bloque les courants Na+ et K+, sans affecter leurs cinétiques, et avec une plus grande affinité vis-à-vis de ces derniers. Elle est 4 fois plus active sur les VGPC et 50 fois moins active sur les VGSC que la P-CTX-1B. La P-CTX-4B modifie également la dépendance vis-à-vis du potentiel de l’activation et de l’inactivation des VGSC. La lidocaïne, un anesthésique local, affecte également les courants Na+, qu’ils soient ou non modifiés par la P-CTX-4B. Ces effets dépendent à la fois de sa concentration et du potentiel de membrane lors des pré-impulsions. (iii) Le gambierol est un inhibiteur de VGPC. Suite à la stimulation du nerf moteur, le gambierol augmente l’amplitude et la durée de la force contractile du muscle squelettique et provoque des contractions asynchrones, alors que suite à la stimulation directe du muscle, il n’en augmente que la durée. Le gambierol prolonge la phase de repolarisation des potentiels d’actions des fibres musculaires et provoque l’apparition de potentiels de plaque motrice et/ou de potentiels d’action musculaires spontanés et répétitifs. Il prolonge également la phase de repolarisation des potentiels d’actions de myocytes en culture, générés dans les conditions de courant imposé, suite à l’inhibition d’un courant K+ de type transitoire. Les résultats obtenus montrent que le gambierol affecte les VGPC post-synaptiques et suggèrent qu’il modifie l’excitabilité nerveuse terminale. (iv) Le gambierol, qui inhibe de façon spécifique les VGPC sans affecter les canaux potassium dépendants du calcium intracellulaire et ceux sensibles à l’ATP, ne modifie pas la libération de catécholamines au niveau des cellules chromaffines fœtales en culture. Le gambierol augmente le niveau de calcium pré-synaptique suite à la stimulation nerveuse. S’il n’exerce aucun effet sur la libération quantique spontanée d’ACh, le gambierol augmente la libération quantique provoquée par le potentiel d’action pré-synaptique et est capable de contrebalancer les effets bloquants post-synaptique de la d-tubocurarine et pré-synaptique de la toxine botulique de type A (BoTx-A). De plus, le gambierol augmente la libération quantique retardée d’ACh. (v) La superfamille des µ-conotoxines est connue pour bloquer les VGSC. La µ-CnIIIC a été purifiée à partir du venin de Conus consors, et synthétisée. Elle inhibe complètement la contraction des muscles squelettiques, qu’elles soient provoquées par la stimulation directe du muscle ou du nerf. La µ-CnIIIC inhibe le courant Na+ de neuroblastomes ainsi que celui de cellules HEK-293 et d’ovocytes de Xénopus exprimant le sous-type musculaire Nav1. 4. Finalement, la µ-CnIIIC est environ 10 fois plus efficace pour inhiber le potentiel d’action global des axones non myélinisés de brochet que celui des axones myélinisés de souris. Ces résultats montrent que la µ-CnIIIC est active sur les sous-types musculaires et neuronaux de VGSC. L’ensemble de ces résultats montrent la diversité d’action de neurotoxines issues d’organismes marins, ainsi que l’intérêt qu’il y a à poursuivre leur étude pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques lors des intoxinations et pour le développement de nouveaux outils pharmacologiques
The present work deals with the study of the pharmacological properties of bioactive agents, in particular neurotoxins, isolated from aquatic organisms and micro-organisms, to determine their functional alterations, molecular targets and mechanisms of action. Using electrophysiological techniques and micro-spectro-fluorometry confocal imaging, we have studied the activity of cyclic polyether toxins isolated from the dinoflagellate Gambierdiscus toxicus [the Caribbean ciguatoxin 1 (C-CTX-1), the Pacific ciguatoxin 4B (P-CTX-4B) and gambierol], and the activity of a peptide isolated from the venom of the piscivorous cone snail Conus consors (the µ-conopeptide CnIIIC), on myelinated axons, vertebrate skeletal neuromuscular preparations, mouse neuroblastoma and rat foetal chromaffin cells. The main results indicate that: (i) C-CTX-1, at nanomolar concentrations, induces asynchronous muscle contractions and depolarizes the muscle membrane. In addition, it increases spontaneous quantal acetylcholine (ACh) release, in a sustained manner until complete exhaustion of the transmitter stores. Furthermore, it increases transiently and blocks completely nerve-evoked quantal ACh release. Those effects are concomitant with an increase of nerve endings volume that could be reversed with hyper-osmolar D-mannitol. C-CTX-1 also increases nodal excitability and increases action potential duration. All together, results suggest that C-CTX-1 activates voltage gated Na+ channels (VGSC) and inhibits voltage gated K+ channels (VGPC). (ii) P-CTX-4B is the precursor of some Pacific ciguatoxins isolated from ciguateric fish. P-CTX-4B blocks Na+ and K+ currents without affecting their kinetics, with a higher affinity for the last one. It is 4 times more active on VGPC and 50 times less active on VGSC than P-CTX-1B. P-CTX-4B also modifies activation and inactivation voltage-sensitivity of VGSC. The local anaesthetic lidocaine affects in the same manner P-CTX-4B modified and unmodified Na+ currents. Those effects depend on both concentration and pre-pulse membrane potential. (iii) Gambierol is a VGPC inhibitor that increases isometric twitch tension in neuromuscular preparations stimulated through the motor nerve. Less twitch augmentation was observed in directly stimulated muscles, when comparing twitch tension-time integrals obtained by nerve stimulation. Gambierol slowed the rate of muscle action potential repolarization without affecting amplitude and overshoot, but triggered spontaneous and/or repetitive action potentials in skeletal muscle fibres. Further evidence is provided that gambierol at sub-micromolar concentrations blocks a fast inactivating outward K+ current that is responsible for action potential prolongation in Xenopus skeletal myocytes. It is suggested that gambierol through a selective action on VGPC prolongs the duration of action potentials, enhances the extent and time course of Ca2+ release from the sarcoplasmic reticulum, and increases twitch tension generation. (iv) Gambierol specifically inhibits VGPC without affecting calcium-dependent and ATP-sensitive K+ channels, and without affecting catecholamine release of foetal chromaffin cells in primary culture. At the neuromuscular junction, gambierol increases nerve terminal calcium levels after nerve stimulation and increases synchronous quantal ACh release, without affecting spontaneous quantal release. Gambierol reverses the effects of d-tubocurarine and of botulinium type-A toxin in vitro. In addition, gambierol increases delayed quantal ACh release. (v) µ-conopeptides are known to block VGSC. The µ-CnIIIC has been purified from Conus consors venom, and synthesized. It inhibits completely skeletal muscle contraction induced by nerve or muscle stimulation, as expected for this family of toxins. However, µ-CnIIIC also inhibits Na+ current in neuroblastoma cells, and in KEK-293 and Xenopus oocytes expressing muscle-type Nav1. 4 channels. µ-CnIIIC is about 10 times more potent to inhibit global action potentials in unmyelinated axon than in myelinated ones. Therefore, results show that µ-CnIIIC is active on both muscle-type and neuronal-type VGSC. All together, present results show the great diversity of mechanisms of action of neurotoxins isolated from aquatic organisms, and the interest in continuing their studies in order to understand their physio-pathological effects during intoxinations, as well as for developing new and original selective pharmacological agents and tools to study physiological processes

Dans la recherche de substances bio-actives, les micromycètes marins constituent une source prometteuse de nouveaux composés. De précédents travaux sur la microfonge conchylicole régionale ont montré une grande diversité de souches fongiques dont plus d'un tiers se sont avérées toxinogènes ou producteurs de composés bio-actifs. Ce manuscrit présente l'étude d'un échantillon de ces souches d'Ascomycètes pour la recherche de nouvelles substances fongiques bio-actives et l'évaluation de leur capacité de production de mycotoxines en conditions marines. Les 42 extraits de cultures de 11 souches de Penicillium sp d'origine marine ont été soumis à un criblage d'activités biologiques ainsi qu'à une déréplication par CL-UV/DAD et CL-SM/SM, permettant de sélectionner 10 extraits neuro-actifs ou cytotoxiques et d'identifier 38 métabolites. Le fractionnement bioguidé d'un extrait d'une souche de P. Expansum a aboutit à l'isolement et l'identification structurale par RMN de la communésine B, substance responsable de sa neuro-activité. Des analyses poussées par CL-HRSM/SM ont conduit à l'identification de 14 autres communésines dont 10 nouveaux dérivés. Leurs structures ont été déterminées après élaboration d'un modèle prédictif de fragmentation. Parallèlement, 15 souches marines et terrestres d'Aspergillus fumigatus ont été étudiées pour leur production de gliotoxine en milieu marin. La mise au point d'un test biologique de détection et quantification de cette mycotoxine a permis de montrer l'influence de la salinité sur son excrétion
In the search for novel bioactive substances, marine-derived micromycetes are a promising source of novel compounds. Previous woks on fungi of regional shellfish farming areas have shown a wide diversity of fungal strains with more than 30 percent producing toxins or bioactive compounds. The present work presents the study of some of these Ascomycetes in order to search novel fungal bioactive substances and to estimate their ability to produce mycotoxins in marine conditions. The 42 extracts from cultures of 11 marine-derived Penicillium sp. Strains have been subjected to a screening for biological activities and dereplication by LC-UV/DAD and LC-MS/MS. This led to the selection of 10 neuroactive or cytotoxic extracts and to the identification of 38 metabolites. Bioguided fractionation of an extract of a P. Expansum strain led to the isolation and structural identification by NMR of communesin B as the neuroactive compound. Thorough analyses by LC-HRMS/MS led to identification of 14 other communesins including 10 new derivatives. Their structures were determined after development of a predictive model of fragmentation. Meanwhile, 15 marine and terrestrial strains of Aspergillus fumigatus were studied for their production of gliotoxin in the marine environment. The development of a bioassay for the detection and quantification of this mycotoxin has shown the influence of salinity on its excretion

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
Les maladies inflammatoires chroniques sont un fardeau de santé important à travers le monde. Les traitements actuellement disponibles soulagent la douleur et l’inflammation, mais leurs effets secondaires rendent leur utilisation à long terme risquée. À la lumière de cette problématique, la communauté scientifique s’intéresse au potentiel d’anti-inflammatoires naturels comme les endocannabinoïdes. Les endocannabinoïdes sont des lipides endogènes qui activent les récepteurs cannabinoïdes (CB1 et CB2). Ils régulent ainsi divers processus physiologiques tels l’appétit, l’adipogénèse et la nociception. Les deux endocannabinoïdes les mieux caractérisés, le 2-AG et l’AEA, peuvent également moduler l’inflammation en activant le récepteur CB2 à la surface des cellules immunitaires. Les souris déficientes pour le récepteur CB2 présentent un phénotype inflammatoire exacerbé, suggérant que ce récepteur est anti-inflammatoire. Cependant, le rôle des endocannabinoïdes dans l’inflammation est beaucoup plus complexe puisqu’ils peuvent être métabolisés en une grande variété de médiateurs lipidiques de l’inflammation. Leur voie de dégradation principale est leur hydrolyse en acide arachidonique (AA), qui sert de précurseur à la biosynthèse d’éicosanoïdes pro-inflammatoires comme le leucotriène B4 et la prostaglandine E2. Ils peuvent également être métabolisés directement par certaines enzymes impliquées dans la synthèse d’éicosanoïdes, pour générer des médiateurs comme les prostaglandines-glycérol (PG-G). Par conséquent, les endocannabinoïdes peuvent générer un profil unique d’effets pro- et anti-inflammatoires. Des stratégies thérapeutiques visant à bloquer l’hydrolyse des endocannabinoïdes pour amplifier leurs effets anti-inflammatoires ont été étudiées, mais une très grande proportion de cette recherche a été effectuée sur des animaux. Les façons dont les endocannabinoïdes sont synthétisés et dégradés par les leucocytes humains, ainsi les effets de leurs métabolites sur les fonctions de ces cellules, sont mal définis. Bien que les résultats obtenus dans des modèles animaux soient prometteurs, ces mécanismes doivent être mieux caractérisés chez l’humain avant qu’il ne soit envisageable de les manipuler afin de traiter les maladies inflammatoires. Le premier objectif de mon doctorat était de caractériser les voies de dégradation et de biosynthèse des endocannabinoïdes chez les leucocytes humains. Nous avons documenté l’expression de toutes les lipases hydrolysant le 2-AG, chez plusieurs types leucocytaires. Ces résultats ont souligné que chaque leucocyte exprime plusieurs 2-AG hydrolases et que les inhibiteurs sélectifs actuellement disponibles n’inhibent que partiellement l’hydrolyse du 2-AG chez ces cellules. Ces données ont également démontré que les leucocytes humains hydrolysent très efficacement le 2-AG, une découverte qui nous a permis de mettre en évidence une nouvelle voie de biosynthèse du 2-AG par les leucocytes. En présence d’inhibiteurs d’hydrolyse, les neutrophiles, éosinophiles et monocytes stimulés avec de l’AA ont produit des quantités de 2-AG environ 1000 fois supérieures aux niveaux rapportés dans la littérature. Ils ont également transformé d’autres acides gras polyinsaturés en leurs endocannabinoïdes-glycérol respectifs. Nous avons démontré que cette voie de biosynthèse est dépendante de la réacylation des acides gras dans les phospholipides membranaires, et que leur métabolisme subséquent en endocannabinoïdes implique possiblement l’acide lysophosphatidique comme intermédiaire. Cette étude est la première à rapporter une biosynthèse significative d’endocannabinoïdes par les leucocytes humains, et à démontrer que cette biosynthèse est indépendante de la voie classique de biosynthèse du 2-AG. Nous avions également pour objectif de caractériser l’impact du 2-AG et des PG-G sur les fonctions des leucocytes humains. Nous avons démontré qu’en présence d’IL-5, une cytokine impliquée dans l’inflammation éosinophilique présente dans l’asthme, le 2-AG induit une migration importante des éosinophiles. Cet effet du 2-AG requiert à la fois l’activation du récepteur CB2 et l’hydrolyse du 2-AG en AA pour produire des métabolites de la 15-lipoxygénase. Ceci souligne que l’hydrolyse du 2-AG permet la production de médiateurs causant des effets pro-inflammatoires et qu’il serait souhaitable de bloquer cette hydrolyse in vivo. Finalement, nous avons étudié l’effet de la PGE2-G sur les fonctions des neutrophiles et démontré qu’elle inhibe plusieurs fonctions effectrices de ces cellules. Cet effet inhibiteur nécessite l’hydrolyse de la PGE2-G en PGE2 par les neutrophiles, et l’activation du récepteur EP2 à leur surface. Nos travaux permettront de mieux comprendre la façon dont l’hydrolyse des endocannabinoïdes devrait être bloquée chez les humains, ainsi que tous les effets biologiques qui en découleront. Le but ultime est de développer de nouveaux traitements contre les maladies inflammatoires chroniques, qui maximiseront les effets analgésiques et anti-inflammatoires des endocannabinoïdes tout en limitant leurs effets néfastes.
Les maladies inflammatoires chroniques sont un fardeau de santé important à travers le monde. Les traitements actuellement disponibles soulagent la douleur et l’inflammation, mais leurs effets secondaires rendent leur utilisation à long terme risquée. À la lumière de cette problématique, la communauté scientifique s’intéresse au potentiel d’anti-inflammatoires naturels comme les endocannabinoïdes. Les endocannabinoïdes sont des lipides endogènes qui activent les récepteurs cannabinoïdes (CB1 et CB2). Ils régulent ainsi divers processus physiologiques tels l’appétit, l’adipogénèse et la nociception. Les deux endocannabinoïdes les mieux caractérisés, le 2-AG et l’AEA, peuvent également moduler l’inflammation en activant le récepteur CB2 à la surface des cellules immunitaires. Les souris déficientes pour le récepteur CB2 présentent un phénotype inflammatoire exacerbé, suggérant que ce récepteur est anti-inflammatoire. Cependant, le rôle des endocannabinoïdes dans l’inflammation est beaucoup plus complexe puisqu’ils peuvent être métabolisés en une grande variété de médiateurs lipidiques de l’inflammation. Leur voie de dégradation principale est leur hydrolyse en acide arachidonique (AA), qui sert de précurseur à la biosynthèse d’éicosanoïdes pro-inflammatoires comme le leucotriène B4 et la prostaglandine E2. Ils peuvent également être métabolisés directement par certaines enzymes impliquées dans la synthèse d’éicosanoïdes, pour générer des médiateurs comme les prostaglandines-glycérol (PG-G). Par conséquent, les endocannabinoïdes peuvent générer un profil unique d’effets pro- et anti-inflammatoires. Des stratégies thérapeutiques visant à bloquer l’hydrolyse des endocannabinoïdes pour amplifier leurs effets anti-inflammatoires ont été étudiées, mais une très grande proportion de cette recherche a été effectuée sur des animaux. Les façons dont les endocannabinoïdes sont synthétisés et dégradés par les leucocytes humains, ainsi les effets de leurs métabolites sur les fonctions de ces cellules, sont mal définis. Bien que les résultats obtenus dans des modèles animaux soient prometteurs, ces mécanismes doivent être mieux caractérisés chez l’humain avant qu’il ne soit envisageable de les manipuler afin de traiter les maladies inflammatoires. Le premier objectif de mon doctorat était de caractériser les voies de dégradation et de biosynthèse des endocannabinoïdes chez les leucocytes humains. Nous avons documenté l’expression de toutes les lipases hydrolysant le 2-AG, chez plusieurs types leucocytaires. Ces résultats ont souligné que chaque leucocyte exprime plusieurs 2-AG hydrolases et que les inhibiteurs sélectifs actuellement disponibles n’inhibent que partiellement l’hydrolyse du 2-AG chez ces cellules. Ces données ont également démontré que les leucocytes humains hydrolysent très efficacement le 2-AG, une découverte qui nous a permis de mettre en évidence une nouvelle voie de biosynthèse du 2-AG par les leucocytes. En présence d’inhibiteurs d’hydrolyse, les neutrophiles, éosinophiles et monocytes stimulés avec de l’AA ont produit des quantités de 2-AG environ 1000 fois supérieures aux niveaux rapportés dans la littérature. Ils ont également transformé d’autres acides gras polyinsaturés en leurs endocannabinoïdes-glycérol respectifs. Nous avons démontré que cette voie de biosynthèse est dépendante de la réacylation des acides gras dans les phospholipides membranaires, et que leur métabolisme subséquent en endocannabinoïdes implique possiblement l’acide lysophosphatidique comme intermédiaire. Cette étude est la première à rapporter une biosynthèse significative d’endocannabinoïdes par les leucocytes humains, et à démontrer que cette biosynthèse est indépendante de la voie classique de biosynthèse du 2-AG. Nous avions également pour objectif de caractériser l’impact du 2-AG et des PG-G sur les fonctions des leucocytes humains. Nous avons démontré qu’en présence d’IL-5, une cytokine impliquée dans l’inflammation éosinophilique présente dans l’asthme, le 2-AG induit une migration importante des éosinophiles. Cet effet du 2-AG requiert à la fois l’activation du récepteur CB2 et l’hydrolyse du 2-AG en AA pour produire des métabolites de la 15-lipoxygénase. Ceci souligne que l’hydrolyse du 2-AG permet la production de médiateurs causant des effets pro-inflammatoires et qu’il serait souhaitable de bloquer cette hydrolyse in vivo. Finalement, nous avons étudié l’effet de la PGE2-G sur les fonctions des neutrophiles et démontré qu’elle inhibe plusieurs fonctions effectrices de ces cellules. Cet effet inhibiteur nécessite l’hydrolyse de la PGE2-G en PGE2 par les neutrophiles, et l’activation du récepteur EP2 à leur surface. Nos travaux permettront de mieux comprendre la façon dont l’hydrolyse des endocannabinoïdes devrait être bloquée chez les humains, ainsi que tous les effets biologiques qui en découleront. Le but ultime est de développer de nouveaux traitements contre les maladies inflammatoires chroniques, qui maximiseront les effets analgésiques et anti-inflammatoires des endocannabinoïdes tout en limitant leurs effets néfastes.
Chronic inflammatory diseases are an important health burden worldwide. The currently available treatments alleviate pain and inflammation, but their numerous adverse effects make their long term use difficult. Therefore, the scientific community is studying the anti-inflammatory potential of mediators such as endocannabinoids. Endocannabinoids are endogenous lipids that activate the cannabinoid receptors, namely CB1 and CB2. In doing so, they regulate various physiological functions and cognitive processes functions such as appetite, adipogenesis and nociception. The two best-characterized endocannabinoids, 2-AG and AEA, also exert effects on immune cell functions, leading to the modulation of immunity and inflammation. They do so by activating the CB2 receptor, which is expressed in the periphery, notably on immune cells. Notably, it was shown that mice lacking the CB2 receptor display an exacerbated inflammatory phenotype, suggesting that CB2 activation by endocannabinoids is anti-inflammatory. However, the biological effects of endocannabinoids are far more complex, given that they can be metabolized into a wide variety of bioactive lipids. The main degradation pathway for 2-AG and AEA is their hydrolysis into arachidonic acid (AA), a fatty acid that acts a precursor for the biosynthesis of several pro-inflammatory eicosanoids such as leukotriene B4 and prostaglandin E2. They can also be directly metabolized by eicosanoid-biosynthetic enzymes, which generates mediators such as glyceryl-prostaglandins (PG-Gs). Therefore, endocannabinoids can generate an intriguing profile of pro- and anti-inflammatory effects, depending on the balance between their catabolic pathways and receptor activation. Therapeutic strategies aiming at blocking endocannabinoid hydrolysis to amplify their anti-inflammatory effects have been extensively studied. However, most of these studies were conducted in animals. Endocannabinoid metabolism by human leukocytes, as well as the effects of their metabolites on human leukocytes functions, are poorly defined. Although the data obtained from animal models is promising, these mechanisms must be characterized in humans before they can be manipulated to treat inflammatory diseases. Our first aim was to characterize endocannabinoid biosynthetic and hydrolytic pathways in human leukocytes. We documented the expression of several 2-AG hydrolases in human neutrophils, eosinophils, monocytes, lymphocytes and alveolar macrophages. The data we obtained underscored that each cell type expresses several 2-AG hydrolases, and that the selective inhibitors that are currently available only partially block 2-AG degradation by leukocytes. Our results also show that human leukocytes are experts at hydrolyzing 2-AG, a finding that allowed us to establish a novel 2-AG biosynthetic pathway in human leukocytes. In the presence of 2-AG hydrolysis inhibitors, neutrophils, eosinophils and monocytes stimulated with AA produced 2-AG in amounts ~ 1000 times greater than those previously reported. They also converted other polyunsaturated fatty acids into their glycerol-containing endocannabinoid counterparts. We showed that this endocannabinoid biosynthetic pathway depends on fatty acid reacylation into membrane phospholipids, and that their subsequent metabolism into endocannabinoid likely requires the production of a lysophosphatidic acid intermediate. This study is the first one to report a significant endocannabinoid synthesis by human leukocytes, and to show that this biosynthesis is independent from the classical 2-AG biosynthetic pathway. We also aimed to characterize the impact of 2-AG and PG-Gs on human leukocyte functions. We showed that in the presence of IL-5, a cytokine involved in the eosinophilic inflammation found in asthma, 2-AG induces eosinophil migration. This requires the activation of the CB2 receptor, as well as 2-AG hydrolysis into AA to produce 15-lipoxygenase metabolites. This underscores that 2-AG hydrolysis by eosinophils allows for the synthesis of mediators that have pro-inflammatory effects, and that blocking this hydrolysis in vivo may be beneficial. We also studied the biological effects of PGE2-G and found that it inhibits several effector functions of human neutrophils. This inhibitory effect requires PGE2-G hydrolysis into PGE2 by neutrophils, and the activation of the EP2 receptor on their surface. Our work will allow a better understanding of how endocannabinoid hydrolysis should be blocked in humans, and of the biological effects that will result from this inhibition. The goal is to develop new treatments against chronic inflammatory diseases, which will enhance the analgesic and anti-inflammatory effects of endocannabinoids while limiting their deleterious effects.
Chronic inflammatory diseases are an important health burden worldwide. The currently available treatments alleviate pain and inflammation, but their numerous adverse effects make their long term use difficult. Therefore, the scientific community is studying the anti-inflammatory potential of mediators such as endocannabinoids. Endocannabinoids are endogenous lipids that activate the cannabinoid receptors, namely CB1 and CB2. In doing so, they regulate various physiological functions and cognitive processes functions such as appetite, adipogenesis and nociception. The two best-characterized endocannabinoids, 2-AG and AEA, also exert effects on immune cell functions, leading to the modulation of immunity and inflammation. They do so by activating the CB2 receptor, which is expressed in the periphery, notably on immune cells. Notably, it was shown that mice lacking the CB2 receptor display an exacerbated inflammatory phenotype, suggesting that CB2 activation by endocannabinoids is anti-inflammatory. However, the biological effects of endocannabinoids are far more complex, given that they can be metabolized into a wide variety of bioactive lipids. The main degradation pathway for 2-AG and AEA is their hydrolysis into arachidonic acid (AA), a fatty acid that acts a precursor for the biosynthesis of several pro-inflammatory eicosanoids such as leukotriene B4 and prostaglandin E2. They can also be directly metabolized by eicosanoid-biosynthetic enzymes, which generates mediators such as glyceryl-prostaglandins (PG-Gs). Therefore, endocannabinoids can generate an intriguing profile of pro- and anti-inflammatory effects, depending on the balance between their catabolic pathways and receptor activation. Therapeutic strategies aiming at blocking endocannabinoid hydrolysis to amplify their anti-inflammatory effects have been extensively studied. However, most of these studies were conducted in animals. Endocannabinoid metabolism by human leukocytes, as well as the effects of their metabolites on human leukocytes functions, are poorly defined. Although the data obtained from animal models is promising, these mechanisms must be characterized in humans before they can be manipulated to treat inflammatory diseases. Our first aim was to characterize endocannabinoid biosynthetic and hydrolytic pathways in human leukocytes. We documented the expression of several 2-AG hydrolases in human neutrophils, eosinophils, monocytes, lymphocytes and alveolar macrophages. The data we obtained underscored that each cell type expresses several 2-AG hydrolases, and that the selective inhibitors that are currently available only partially block 2-AG degradation by leukocytes. Our results also show that human leukocytes are experts at hydrolyzing 2-AG, a finding that allowed us to establish a novel 2-AG biosynthetic pathway in human leukocytes. In the presence of 2-AG hydrolysis inhibitors, neutrophils, eosinophils and monocytes stimulated with AA produced 2-AG in amounts ~ 1000 times greater than those previously reported. They also converted other polyunsaturated fatty acids into their glycerol-containing endocannabinoid counterparts. We showed that this endocannabinoid biosynthetic pathway depends on fatty acid reacylation into membrane phospholipids, and that their subsequent metabolism into endocannabinoid likely requires the production of a lysophosphatidic acid intermediate. This study is the first one to report a significant endocannabinoid synthesis by human leukocytes, and to show that this biosynthesis is independent from the classical 2-AG biosynthetic pathway. We also aimed to characterize the impact of 2-AG and PG-Gs on human leukocyte functions. We showed that in the presence of IL-5, a cytokine involved in the eosinophilic inflammation found in asthma, 2-AG induces eosinophil migration. This requires the activation of the CB2 receptor, as well as 2-AG hydrolysis into AA to produce 15-lipoxygenase metabolites. This underscores that 2-AG hydrolysis by eosinophils allows for the synthesis of mediators that have pro-inflammatory effects, and that blocking this hydrolysis in vivo may be beneficial. We also studied the biological effects of PGE2-G and found that it inhibits several effector functions of human neutrophils. This inhibitory effect requires PGE2-G hydrolysis into PGE2 by neutrophils, and the activation of the EP2 receptor on their surface. Our work will allow a better understanding of how endocannabinoid hydrolysis should be blocked in humans, and of the biological effects that will result from this inhibition. The goal is to develop new treatments against chronic inflammatory diseases, which will enhance the analgesic and anti-inflammatory effects of endocannabinoids while limiting their deleterious effects.

Les symbioses bactérie-légumineuse (nodulation) et champignon-plante (mycorhization) présentent un intérêt agrobiologique et écologique majeur ; elles permettent aux plantes de croître naturellement sur un sol aride et peu fertile. Il a été démontré très récemment que les signaux impliqués dans la mise en place de la symbiose endomycorhizienne à arbuscule (facteurs "Myc") sont très proches de ceux de la nodulation. Il s'agit de molécules appartenant à la famille des lipo-chitooligosaccharides. Afin de réaliser la synthèse de ces molécules, deux nouvelles méthodologies ont été développées. L'ouverture oxydante d'acétals de 4,6-O-benzylidène de plusieurs glycopyranosides (en série gluco, galacto et manno) par le diméthyldioxirane (DMDO) a été étudiée. Le contrôle de la régiosélectivité a été effectué grâce au groupement protecteur introduit sur la fonction alcool de la position 3. La formation directe de β-glycosides de la N-acétyl-D-glucosamine par catalyse au triflate de fer (III) a été étudiée. La réaction a été menée sous irradiation micro-ondes ou en flux continu (système minifluidique Vapourtec®). Une nouvelle stratégie pour la synthèse du facteur [Myc-IV (C16:0, S)] a ensuite été établie. Nous avons utilisé un réactif peu toxique et non odorant pour introduire le motif thio nécessaire à la formation de deux liaisons glycosidiques. Le disaccharide précurseur de l'unité réductrice a été obtenu grâce à la première méthodologie développée au cours de cette thèse.

La réalisation d'observatoires biogéochimiques autonomes pour l'étude de la colonne d'eau dans l'océan ouvert et des écosystèmes chimiosynthétiques profonds est une étape primordiale dans l'acquisition de données océaniques pour une meilleure compréhension des écosystèmes. Nous nous intéressons ici à l'acide silicique et aux ions sulfure, composés clés de la chaîne alimentaire marine. Nous proposons une méthode de mesure voltammétrique des ions sulfure sur électrode d'argent ainsi qu'une mesure originale sans calibration basée sur la différence de solubilité entre le chlorure d'argent et le sulfure d'argent. Une méthode d'analyse de l'acide silicique autonome en réactifs est développée grâce aux molybdates et aux protons libérés lors de l'oxydation du molybdène. Ces développements analytiques ont permis de participer à la validation d'un potentiostat immergeable autonome, premier pas vers un capteur pour la mesure de ces paramètres in situ. En parallèle une analyse des masses d'eau du Passage de Drake est réalisée grâce aux données hydrographiques collectées pendant la campagne Drake ANT XXIII/3 en 2006

Accélérer la dégradation anaérobie des déchets enfouis, optimiser la production de biogaz et diminuer le temps et le coût de surveillance sont les enjeux principaux d'installation de stockage des déchets non dangereux (ISDND)-bioactives, ainsi que, plus classiquement, minimiser leurs impacts sanitaires et environnementaux. L'une des méthodes les plus efficaces pour atteindre ces objectifs est la recirculation de lixiviat et l'augmentation de l'humidité des déchets. Les objectifs du bioréacteur ne seront pas atteints sans une connaissance rationnelle des phénomènes hydrauliques, biologiques et thermiques qui s'y développent et de l'influence de l'un de ces phénomènes sur les autres. Les observations in situ, les expérimentations en laboratoire ainsi que les modèles numériques permettent ensemble une approche rationnelle de ces phénomènes. C'est ce qui constitue le corps de ce travail de thèse, où nous avons étudié le comportement hydro-thermo-biologique des déchets dans la phase anaérobie en laboratoire, sur site à partir de données hydro-thermiques de deux bioréacteurs situés en France et en développant un modèle numérique pour simuler ce comportement couplé des bioréacteurs. Les travaux en laboratoire nous ont permis d'étudier l'effet de la saturation et de la densité (compactage des déchets) sur la dégradation anaérobie des déchets ménagers et l'influence de ces paramètres sur la production de biogaz. Les données hydrauliques et thermiques in-situ des bioréacteurs nous ont permis de connaître les variations des paramètres essentiels comme la température et la saturation dans les déchets, à différentes profondeurs, et estimer d'autres paramètres qui sont difficile à déterminer expérimentalement. Le modèle numérique nous a permis d'étudier le comportement couplé, hydro-thermo-biologique, des bioréacteurs à long terme (pendant une dizaine d'années) aussi bien qu'à court terme pendant la recirculation de lixiviat. L'interdépendance des différents paramètres qui influent la dégradation des déchets est la principale raison nous ayant conduits à développer un modèle de couplage qui nous permette d'étudier chaque paramètre en fonction des autres. Les travaux en laboratoire et les données thermiques de site nous ont conduits à développer un modèle d'écoulement diphasique du liquide et du gaz dans les déchets, considérant les phénomènes biologiques, en fonction des paramètres clés de la dégradation comme la température et la saturation, pour aboutir à la production de biogaz et de chaleur. Les trois parties de ce travail, les expérimentations en laboratoire, le développement d'un modèle numérique et l'analyse des données de site ont été effectuées en parallèle de façon complémentaire. Les expérimentation de laboratoire tout comme l'analyse des données de site, nous ont montré l'importance des paramètres qu'il faut considérer dans le modèle et en retour le modèle numérique nous a aidé à diriger les expérimentations en laboratoire et montré la nécessité de conduire certaines analyses sur les pilotes expérimentaux, comme l'analyse de la biomasse, de la DCO et des AGV. L'analyse des données hydrauliques et thermiques de sites de bioréacteur nous a permis de caler les paramètres hydrauliques, biologiques et thermiques des déchets qui sont difficile à définir sur le site sans le perturber (comme la conductivité hydraulique, la saturation, la conductivité thermique, la capacité calorifique, la concentration en biomasse et en AGV). Le travail réalisé dans la thèse a permis de développer un modèle couplé hydro-thermo-biologique et de tester sa capacité à prévoir le comportement thermique d'un bioréacteur, la production totale et le taux de production de méthane. Nous avons montré qu'il était adopté à l'étude du comportement à long terme d'un bioréacteur, aussi bien qu'à court terme pendant la réinjection de lixiviat, là où les techniques de mesure et le temps sont limitants en laboratoire ou sur site

Les interactions non-Covalentes entre des protéines et des polysaccharides anioniques tels que les glycosaminoglycanes (GAGs) interviennent dans de nombreux processus physio-Pathologiques tels que la signalisation, la reconnaissance cellulaire, les infections bactériennes et virales ou lors de la progression des cancers. Une des difficultés pour comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu lors de ces interactions réside dans le déchiffrage des informations structurales contenues dans les GAGs. Cette tâche est délicate, surtout en raison du degré variable d'acétylations et de sulfatations de ces GAG's, constituant des limitations importantes pour l'avancée des recherches en glycobiologie. Pour contourner ces restrictions, des méthodes analytiques fines et innovantes, telles que la spectrométrie de masse (MS) offrent de nombreux avantages. Durant cette thèse, trois approches originales basées sur la MS ont été developpées. La première a consisté à synthétiser de nouvelles matrices ioniques liquides limitant la désulfatation et favorisant l'obtention de dépôt homogène pour l'analyse par UV-MALDI-TOF. La seconde a montré le potentiel d'une méthode d'ionisation douce récemment introduite, la désorption ionisation assistée par électronébulisation (DESI) permettant l'analyse directe et en conditions ambiantes d'oligosaccharides anioniques seuls ou sous forme de complexes avec une protéine. Enfin, la troisième a nécessité la fabrication de puces à protéines ou à saccharides pour lanalyse de complexes protéines/GAG en utilisant le couplage de la résonance plasmonique de surface avec la MS (SPR-MS). Ce couplage permet d'effectuer le suivi en temps réel de la formation de complexes entre des protéines et des GAGs, d'en déterminer les constantes de la dissociation, puis de détecter directement par UV-MALDI-TOF les ligands, qu'ils soient de nature protéique ou saccharidique
The non-Covalent interactions between proteins and anionic polysaccharides such as glycosaminoglycans (GAGs) are involved in several physio-Pathological processes such as cell signalling and recognition, bacterial and viral infections or during cancer progression. One of the obstacles to get the molecular mechanisms involved during these interactions hold in the structural information deciphering within GAG's sequences. This task is delicate especially because of variable level of acetylations and sulfations, constituting important bottleneck in the research advances of the glycobiology field. To bypass these restrictions, accurate and innovative analytical methods such as mass spectrometry (MS) provide numerous advantages. During this Ph.D training, three original MS based approaches have been developed. The first dealt with the synthesis of new ionic liquid matrices, which both restrict desulfation process and favour the homogeneous deposits for UV-MALDI-TOF analysis. The second way used a soft recently introduced ionization method, desorption electrospray ionization (DESI) allowing direct analysis in ambient conditions of anionic oligosaccharides or under complexes with protein. Finally, the third involved the making of protein or saccharide chips for the analysis of protein / GAG complexes using the hyphenation of surpface plasmon resonance with MS (SPR-MS). Thos coupling allows real time monitoring protein / GAG complexes formation, their dissociation constant determination and the direct detection of protéic as wall as saccharidic ligands by UV-MALDI-TOF

La réalisation d'observatoires biogéochimiques autonomes pour l'étude de la colonne d'eau dans l'océan ouvert et des écosystèmes chimiosynthétiques profonds est une étape primordiale dans l'acquisition de données océaniques pour une meilleure compréhension des écosystèmes. Nous nous intéressons ici à l'acide silicique et aux ions sulfure, composés clés de la chaîne alimentaire marine. Nous proposons une méthode de mesure voltamétrique des ions sulfure sur électrode d'argent ainsi qu'une mesure originale sans calibration basée sur la différence de solubilité entre le chlorure d'argent et le sulfure d'argent. Une méthode d'analyse de l'acide silicique autonome en réactifs est développée grâce aux molybdates et aux protons libérés lors de l'oxydation du molybdène. Ces développements analytiques ont permis de participer à la validation d'un potentiostat immergeable autonome, premier pas vers un capteur pour la mesure de ces paramètres in situ. En parallèle une analyse des masses d'eau du Passage de Drake est réalisée grâce aux données hydrographiques collectées pendant la campagne Drake ANT XXIII/3 en 2006
The implementation of in situ autonomous observatories for biogeochemical studies in the open ocean water column and in deep-sea chemosynthetic environments is crucial for the understanding of these ecosystems. We focussed this study on silicate and sulphide, two key compounds of the marine food chain. A voltammetric method for sulphide measurements on silver electrode is presented, and a new method for quantitative determination based on the solubility difference between silver chloride and silver sulphide is proposed. A completely reagentless method for silicate measurements is developed using molybdate and protons produced during molybdenum oxidation. These analytical developments allowed us to validate a submersible potentiostat, first step toward a new sensor for in situ measurements. A Drake Passage water masses analysis is also performed using data collected during the Drake ANTIII/3 oceanographic cruise in 2006

L'emploi de stents dans les traitments curatifs des sténoses vasculaires est actuellemnt limité par un taux imortant de resténose. Récemment, le développemnt de stents à libération de principes actifs à fait l'objet de nombreux travaux afin de limiter la resténose. Les dexranes, polysacharides comosés d'unités à-D-glucopyrannose reliées entre elles par des liaisons a(1-6) sont couramment utilisés dans le domaine biomédical. La substitution statistique de certains groupements hydroxyles du dextrane confère à ce polymère des propriètes biologiques efficaces dans la prévention dela resténose. Le but de ce travail a donc était de immobiliser un dextrane fonctionnalisé sur la surface métallique de stents afin de réduire les risques de resténose. Cette immobilisation a été effectuée selon deux méthodes. D'une part le dérivé du dextrane a été immobilisé de manière covalente sur la surface métallique. D'autre part la surface du stent a été enrobée d'u film de dextrane fonctionnalisé associé au collagène. Dans ce cas, une augmentation de la concentration à la surface du stent et une libération contrôlée du dextrane fonctionnalisé au sein du flux sanguin sont observées. L'étude a exigé de mettre en place une analyse des surfaces traitées par differentes méthodes physicochimiques et biologiques. Les surfaces se sont révélées homogènes en condition in-vitro vis à vis des différents facteurs de la resténose. Leurs propriètés biologiques vis à vis de la resténose ont permis de développer des expérimentations in-vivo chez l'animal
Nowadays, high rate of restenosis limits the use of the stents for the treatement of vascular stenosis. To enhance the stent biocompatibility, several drugs are associated with such device in order to limit the restenosis. Dextran derivatives, obtained from statistic substitution of some of the dextran hydroxyl groups have shown promising results in their effects onto the behaviour of vascular cells. These polysaccharides could consist in a way of traitment of the restenosis. Hence, the aim of this study consists on an immobilization of such a polysaccharide onto a stent surface. We investigate two ways of immobilization. On the one hand, the dextran derivative has been covalently grafted onto the metallic surface previously aminated in order to obtain a permanent immobilization. On the other hand, the stent coating has been achieve by using the dextran derivative associated with a collagen matrix to enhance the dextran derivative concentration onto the surface and release the molecule in the blood flow to prevent the restenosis above the stent. A physico-chemical characterization campaign and a biological evaluation planning have been studied. Modified surfaces have shown a good behaviour toward the restenosis elements. These results allowed an in-vivo implantation

Les exopolysaccharides (EPS) sont des polysaccharides sécrétés par certaines bactéries. Les applications médicales (substitut de plasma, vaccins, héparinomimetiques) sont encore au stade prospectif. De nouveaux EPS produits par des bactéries marines mésophiles aérobies issus du milieu hydrothermal profond présentent des propriètés biologiques innovantes. La première étape de cette étude a consistéer à identifier la structure de l'EPS GY785 produit par Alteromonas infernus. Une unité répétitive nonasaccharidique originale a été révélée par une analyse combinant les modifications chimiques et la résonance magnétique nucléaire. Ce polysaccharide de 10 puissance 6 g/mol esty composé de glucose, de galactose d'acide glucuronique et d'acide galacturonique. Ce polymère posséde une ramification elle-même ramifiée et un groupement sulfate. .
Unsual expolysaccharides 5EPS) produced by heterotrophic aerobic and mesophilic bacteria originating from hydrothermal vent, were reviewed as a new source of polysaccharidic structure determination of the EPS GY785, synthesized by Alteromonas infernus. A highly branched nonasaccharidic repetitive unnit was identified using chemical modifications and nuclear magnetic resonancespectroscopy. His 10 puissance 6 g/mol polysaccharide is composed of glucose, galactose, glucuronic acid, galacturonic acid, and ontaibns a single branched ramification and one sulphate group. .

L’utilisation des matrices mésoporeuses nanostructurées pour le confinement de nano-objets fonctionnels ou des liquides est un domaine de recherche très actif, en vertu des applications potentielles dans divers domaines. Cependant, l’effet de confinement peut affecter les propriétés de ces nanomatériaux et par conséquent leurs potentielles et diverses applications. Cet effet dépend à la fois des liquides utilisés et des propriétés des matériaux hôtes. Dans ce contexte, les verres bioactifs de comblement et de remplacement osseux constituent des systèmes poreux dans lesquels des liquides physiologiques sont confinés. Ces biomatériaux sont de plus en plus étudiés du fait de leur utilisation fréquente en chirurgie orthopédique et en chirurgie réparatrice. Le grand intérêt de ces matériaux provient du fait de leur biocompatibilité et leur réactivité avec les fluides physiologiques, puisqu’au contact avec le milieu vivant, ils développent rapidement une couche d’hydroxyapatite sur leur surface susceptible de combler les pertes osseuses en se liant avec les tissus receveurs.Il est donc important d’étudier l’effet de confinement sur l’organisation structurale des liquides physiologiques véhiculés à travers ces nanomatériaux. Étant donné que les fluides physiologiques sont composés principalement de l’eau, nous avons focalisé nos investigations sur les propriétés structurales de l'eau confinée dans ces systèmes biologiquement actifs. Nous proposons dans ce travail de thèse d’aborder cette problématique par des méthodes expérimentales spécifiques, telle que la diffusion totale des rayons X couplée aux analyses de la fonction de distribution de paires, PDF. Des caractérisations complémentaires par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), et des simulations Monte Carlo, corroborent les modèles structuraux obtenus par les analyses PDF. Pour mieux comprendre l’impact de la réduction de taille et l’influence des propriétés texturales des matrices hôtes sur les propriétés structurales et physiques des liquides confinés, nous avons appliqué notre méthode d’analyse multi-échelles à d’autres systèmes modèles tels que le MCM-41, et le SBA-15.Les mesures de diffusion totale des rayons X ont été effectuées en fonction de la température pour les différents matériaux étudiés. En complément, les simulations numériques ont été réalisées à l'aide du code EPSR, Empirical Potential Structure Refinement. Les résultats obtenus montrent une structuration non homogène de l'eau confinée à l'intérieur des pores. Nous avons montré que l’organisation structurale des liquides confinés dépend de la taille des pores, de leur taux de remplissage et des propriétés texturales des nanomatériaux hôtes. De plus, nos résultats des analyses de la fonction de distribution partielle de paires montrent que les liquides confinés dans des pores larges, (diamètre de pore > 5 nm), présentent trois phases. Cependant, une seule phase plus distordue a été observée dans les matrices avec des pores plus étroits
The use of nanostructured mesoporous silica gels for the confinement of functional nano-objects or liquids is a very active area of research with potential applications in various fields. However, the confinement might affect the properties of these nanomaterials and thus their potential applications, depending both on the nature of the liquids used and on the properties of the host materials. In this context, bioactive glasses are porous systems in which physiological fluids are confined. These biomaterials are increasingly studied in view of their frequent application in orthopedic and reconstructive surgery. The biomedical applications of these bioactive glasses are mainly due to their high biocompatibility and high reactivity with the human physiological environment, since the reaction products obtained from these bioactive glasses and the physiological fluids lead to the deposition of a layer of crystalline bone-like carbonate calcium phosphate (Hydroxy-Carbonate Apatite) on their surface shortly after interaction. This hydroxyapatite layer allows the adhesion to the biological substrate, and hence to reconstruct damaged bones.Since these materials are intended to interact with body fluids, the understanding of the impact of confinement on the organization and diffusion of the encapsulated physiological fluids is crucial for improving their properties. Given that the physiological fluids are composed mainly of water, we have focused our investigations to study the structure and properties of water confined in bioactive glasses as model systems. In this thesis work, we propose to tackle this problem by specific experimental methods, primarily by total X-ray scattering coupled with pair distribution function (PDF) analysis. Complementary characterizations by differential scanning calorimetry (DSC) and atomistic simulations based on the Monte Carlo method are used to corroborate the structural models obtained from the PDF analysis. To better understand the impact of size reduction and the influence of host matrix textural properties on the structural and physical properties of confined liquids, we have applied our multi-scale approach to other model systems such as MCM-41, and SBA-15.The total X-ray scattering measurements have been performed as a function of temperature for the different studied nanomaterials while for the numerical simulations the Empirical Potential Structure Refinement (EPSR) code was used. The obtained results indicate a non-homogeneous structuring of the water confined within the silica nanopores. We have shown that the structural organization of confined liquids depends on pore size, water-loading ratio and the textural properties of the host nanomaterials. Furthermore, the partial pair distribution function analysis show that liquids confined in large pores, (pore diameter > 5 nm), have three phases. However, only one distorted phase was observed in the matrices with narrower pores

Ces travaux de thèse s’inscrivent dans la thématique de chimie médicinale développée au laboratoire. L’objectif de la première partie, orientée cancer, est la recherche de nouveaux inhibiteurs des protéines de la famille de Bcl-2 qui soient des inducteurs d’apoptose pour les cellules tumorales. Dans ce contexte nous avons envisagé la synthèse de nouveaux carbo- et hétérocycles analogues de polyphénols biaryliques bioactifs (gossypol et molécule de Wang). Les chapitres 1, 2 et 3 font le bilan des synthèses réalisées et des résultats des tests biologiques: de nouveaux hits ont été découverts et une première relation structure activité a pu être établie. L’objectif de la seconde partie, à visée système nerveux central, est la synthèse de nouveaux carbo- et hétérocycles analogues d'autres polyphénols biaryliques (honokiol et magnolol) à propriétés neurotrophiques, c'est-à-dire des agents capables d’accélérer la croissance neuronale. De tels composés pourraient être utiles dans le traitement de maladies neurodégénératives telles que: Parkinson, Alzheimer, Huntington. Les résultats de cette partie sont donnés dans le chapitre 4. Une série complète de 24 analogues d’honokiol, ainsi qu’une première série d’analogues de magnolol ont été préparées. Les premiers résultats biologiques sur la série d’analogues d’honokiol ont montré que nos molécules présentent, au mieux, une activité faible par rapport à honokiol
This thesis is a part of the medicinal chemistry programme developed in the laboratory. Our first goal is the research of new inhibitors of Bcl-2 protein, compounds which are apoptosis inducers for cancer cells. We have designed new carbo- and heterocyclic compounds – analogs of bioactive biarylic polyphenol (gossypol and Wang���s compound). Chapters 1, 2 and 3 describe synthetic and biological results obtained for this cancer part, where new hits have been discovered and first structure activity relationships have been established. The second goal is the synthesis of new small molecules with neurotrophic properties, ie able to induce neuronal cell growth. Such derivatives could be of use for treatment of neurodegenerative diseases such as Parkinson, Alzheimer, Huntington. Therefore, we have designed new carbo- and heterocyclic compounds, analogs of bioactive biarylic polyphenol (honokiol and magnolol). The results are described in chapter 4. A complete series of 24 honokiol analogs, as well as a first series of magnolol analogs have been prepared. First biological results in serie of honokiol analogs showed that our compounds were, at best, weakly active compared to honokiol

Thèse (M.Ress.Renouv.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2006.
La p. de t. porte en outre: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Chicoutimi comme exigence partielle de la maîtrise en ressources renouvelables. CaQCU Bibliogr.: f. [68]-75. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (M.Ress.Renouv.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2007.
La p. de t. porte en outre: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Chicoutimi comme exigence partielle de la maîtrise en ressources renouvelables. CaQCU Bibliogr.: f. 59-66. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Les objectifs de ce travail de Recherches se déclinent en deux parties complémentaires sur le plan des principes chimiques et physico-chimiques mais ils sont très différents quant aux contenus et aux objectifs poursuivis. La première partie concerne l'étude de synthèse de tensio-bioactifs originaux et de leurs propriétés biologiques aux visées thérapeutiques du type antibiotique et antivirale. Cette partie, à caractère fondamental, comprend la mise au point de synthèses organiques à partir de molécules naturelles comme la phénylalanine ou des dérivés d'acides gras, combinant à la fois des propriétés de surface et des propriétés biologiques (évaluation de la cytotoxicité, activités antibiotiques et antivirales). La structure de ces nouvelles molécules est constituée d'une part par un pôle hydrophobe (amines grasses en C8-C16 ou alcools gras en CI-C18) et d'autres part d'un pôle hydrophile constituant ainsi une structure amphipathique. La partie polaire est caractérisée par la présence d'un cycle ß-lactame et d'un cycle triazole ou d'une fonction azoture qui apportent des propriétés biologiques. L'utilisation de voies de synthèses organiques originales a aussi amené à l'étude de l'induction asymétrique sur Jll1 carbone SP3 pro chiral (notamment par caractérisation des configurations absolues en Rayons-X). Dans la deuxième partie, une étude bibliographique très complète a été réalisée avant d'aborder le travail expérimental proprement dit. Les objectifs fixés par la sté SALVECO étaient la mise au point de formulations végétales économiquement utilisables dans les domaines de la détergence, de l'assainissement et de l'hygiène. . . Des études en microbiologie, en biologie et en physico-chimie ont contribué au développement technologique d'innovations par la mise au point et la caractérisation de microémulsions aqueuses originales.

La mise au point de nouveaux matériaux possédant des propriétés antibactériennes est un sujet intéressant le monde médical et environnemental. Pour cela, les polymères commerciaux de Merrifield et de Wang-benzaldéhyde ont été modifiés par greffage de motifs calixarèniques polycationiques antibactériens inspirés des travaux du laboratoire et désignés pour interagir avec la surface bactérienne chargée négativement. Ces calixarènes ont été modifiés sur la partie basse, de façon contrôlée, par incorporation d'un groupe espaceur fonctionnel permettant d'accéder à un greffage ciblé du polymère. Nous avons en premier lieu évalué plusieurs types de fonctionnalités introduites sur le calixarène, permettant la fixation de ces motifs sur le support polymérique. Ainsi une amination réductrice a été choisie pour l’ancrage sur la résine de Wang-benzaldéhyde, tandis qu’un point d’ancrage de type pyridinium, pour la résine de Merrifield, a retenu notre attention et s'est avéré être un excellent candidat pour le greffage des calixarènes. La validité de ce point d’ancrage pyridinium a pu être vérifiée par l’incorporation d’une sonde fluorescente (pyrène) et caractérisée par fluorescence à l’état solide, par spectroscopie infrarouge et analyse élémentaire, ces deux dernières étant appliquées à l'ensemble des polymères préparés par la suite. Au travers d'une étude de capture–relargage en milieu aqueux de deux antibiotiques carboxyliques (type quinolone et ß-lactame) le polymère pyridinium modèle, sans calixarène, a montré tout son intérêt, face à la cholestyramine (Questran®) ou à l'Amberlite IRA-400, en tant que résine échangeuse d'anions et pouvant mener à une utilisation en tant que dépolluant/décontaminant. En amont des études antibactériennes de ces nouveaux matériaux nous avons cherché à quantifier la capacité du matériau à retenir/séquestrer des bactéries. L’électrophorèse capillaire, méthode analytique rapide et sensible, s’est présentée comme une solution adéquate. Sur le modèle E. coli., les résines polycationiques synthétisées ont été évaluées en tant que séquestrants en milieu aqueux. Les résultats obtenus prouvent l’efficacité de certaines d’entre elles; la capture a finalement été confirmée par microscopie de fluorescence confocale. Le nombre de bactéries fixées à la surface du matériau a pu être visuellement évalué
Development of new materials with antibacterial properties is a major concern in medical and environmental world. It’s for that reason that, Merrifield and Wang commercial polymers were modified by grafting polycationic calixarenic sub-units inspired by laboratory work and designed to interact with negatively charged bacterial surface. Those calixarenes were modified on the lower part, in a controlled manner, by the incorporation of a functional spacer group leading to a targeted grafting of the polymer. We have, at first, evaluated several kinds of functionalities introduced on the calixarene, giving us the opportunity to graft them on the polymeric support. Like this, a reductive amination was chosen to anchor the Wang-benzaldehyde resin, whereas a pyridinium anchoring point was pointed out as a very good candidate for the grafting of calixarenes. The validation of this pyridinium anchoring point was checked by incorporation of a fluorescent probe (pyrene) and characterized by solid state fluorescence, by infrared spectroscopy, those two lasts analysis were applied for all the other grafted polymers grafted after that. Through a capture-release study in aqueous media of two carboxylic antibiotics (quinolone and ß–lactame kind), the pyridinium polymer model, without calixarène, showed his interest faced to Cholestyramine (Questran®) or Amberlite IRA-400, as an anion exchange resin and leading to depoluting/decontamination applications. Before antibacterial studies of thoses new materials, we wanted to find a way to quantify the material capacity to catch/hold bacteria. Capillary electrophoresis, rapid and sensitive analytical method, appeared as a perfect solution. Using E. coli model, synthesized polycationic resins were evaluated as sequestering agent in aqueous media. Results obtained prove the efficiency of some of them; capture was finally confirmed by confocal fluorescent microscopy. The number of bacteria fixed by material surface could be visually evaluated

Le diabète de type 2 est souvent associé à un stress oxydant pouvant entrainer plusieurs complications métaboliques. Au Sénégal, en plus du traitement médicamenteux, les plantes médicinales restent encore très utilisées dans la prise en charge de cette pathologie. Le but de ce travail a été de contribuer à la valorisation de la biodiversité sénégalaise et plus particulièrement d’approfondir les connaissances phytochimiques de Parinari macrophylla Sabine, utilisée traditionnellement pour le traitement du diabète. Pour cela, l’activité anti-radicalaire totale et au niveau moléculaire des feuilles et écorces a été déterminée par les méthodes TEAC, ORAC et HPLC - ABTS•+ online. De plus un screening phytochimique (réactions de précipitation, CCM) a été réalisé et a permis de mettre en évidence plusieurs groupes chimiques de composés tels que des flavonoïdes, des tanins, des terpènes, des anthracènes, des saponosides, des hétérosides cardiotoniques et des alcaloïdes. Pour l’identification des composés actifs, la RMN et l’approche par réseau moléculaire (UHPLC-MS), ont permis d’identifier l’acide chlorogénique, l’hyperoside, la procyanidine B2 et d’autres procyanidines. L’étude in vitro réalisée sur un modèle cellulaire RINm5F a montré une faible activité anti-radicalaire des extraits de plante vis-à-vis d’un stress induit à l’HX-XO. Toutefois les composés identifiés dans cette étude sont connus pour leurs effets antioxydants et inhibiteurs sur les enzymes digestives responsables du métabolisme du glucose. Cela pourrait justifier l’utilisation de cette plante dans le traitement du diabète de type 2 par les tradithérapeutes Sénégalais
Type 2 diabetes is often associated with oxidative stress that can lead to several metabolic complications. In Senegal, in addition to drug treatment, medicinal plants are still widely used in the treatment of this pathology. The aim of this work was to contribute to the enhancement of Senegalese biodiversity and more particularly to improve the phytochemical properties of Parinari macrophylla Sabine, traditionally used for the treatment of diabetes. For this, the total antiradical activity and at the molecular level of leaves and bark has been determined by the TEAC, ORAC and HPLC - ABTS-+ online methods. In addition, a phytochemical screening (precipitation reactions, CCM) was carried out and revealed several chemical groups of compounds such as flavonoids, tannins, terpenes, anthracenes, saponosides, cardiotonic heterosides and alkaloids. For the identification of active compounds, NMR and the molecular network approach (UHPLC-MS), identified chlorogenic acid, hyperoside, procyanidin B2 and other procyanidins. The in vitro study carried out on a RINm5F cellular model showed a low anti-radical activity of plant extracts against HX-XO-induced stress. However, the compounds identified in this study are known for their antioxidant and inhibitory effects on digestive enzymes responsible for glucose metabolism. This could justify the use of this plant in the treatment of type 2 diabetes by Senegalese traditional therapists

Cette étude se déroule en deux parties, la première partie est consacrée à la mise en place d’une méthodologie dans le but d’isoler les métabolites secondaires. La seconde partie décrit les propriétés phytochimiques de poudres issues de matrices végétales en fonction de leur granulométrie. Dans la première partie, qui est consacrée à l’isolement de métabolites secondaires par HPLC semi-préparative, la mise en place du processus d’isolement de l’hédéracoside C et l’α-hédérine, a été effectuée à partir d’extraits de parties aériennes du lierre (Hedera helix L.). La généralisation de ce processus d’isolement appliqué aux extraits de parties aériennes du millepertuis (Hypericum perforatum L.) a permis d’isoler avec succès un hypéroside qui est un des flavonoïdes marqueur du millepertuis. Le but de cette deuxième partie est dans un premier temps, de valider le procédé de broyage et de tamisage du matériel végétal : PTC « Pulvérisation & Tamisage différentiel Contrôlés » à l’échelle industrielle pour la production de différentes classes granulométriques des poudres. A cet effet, les résultats d’analyses phytochimiques de classes granulométriques de neuf plantes de la Région Lorraine obtenues par PTC à l'aide d’un pilote industriel sont comparés à ceux obtenus à l’échelle du laboratoire. Les plantes sélectionnées snot : le fenouil (Foeniculum vulgare Mill.), le saule blanc (Salix alba L.), le millepertuis (Hypericum perforatum L.), l’ortie (Urtica dioica L.), la solidage (Solidago virgaurea L.), la piloselle (Hieracium pilosella Vaill.), le rosier des chiens (Rosa canina L.), la griffe du diable (Harpagophytum DC.) et le lierre (Hedera helix L.). L’évaluation de l’activité antioxydante ainsi que les analyses effectuées par LC-MS indiquent que la production des poudres à l’échelle du laboratoire est généralisable à l’échelle industrielle.Par ailleurs, pour la première fois, l’application à quatre fruits : la cerise (Prunus avium L.), la pêche (Prunus persica L.), la quetsche (Prunus domestica subsp. Insititia L.) et la mirabelle (Prunus domestica subsp. Syriaca) de la Région Lorraine du procédé PTC à l’échelle du laboratoire montre que l’extraction par voie sèche est une nouvelle méthode pour enrichir certaines classes granulométriques en composés bioactifs
This study is divided into two parts, the first one is devoted to the implementation of a methodology to isolate secondary metabolites. The second describes the phytochemical properties of powders of vegetal material according to their particle size. In the first part, which is dedicated to the isolation of secondary metabolites by semi-preparative HPLC, setting up the isolation process for hederacoside C and α-hederin was performed using extracts of aerial parts of ivy (Hedera helix L.). The generalization of this isolation process applied to the extracts of aerial parts of st. john's wort (Hypericum perforatum L.) lead to successful isolation the hyperoside, which is one of the characteristic flavonoids of st. john's wort. The purpose of this second part is to validate the process of grinding and sieving plant material: CDS « Comminution and to control Diffraction Sieving » under industrial scale to product different granulometric classes of powders. For this purpose, the results of phytochemical analyses of granulometric classes of nine plants from the Lorraine Region obtained by CDS using an industrial pilot are compared with those obtained under laboratory scale. Selected plants are fennel (Foeniculum vulgare Mill.), white willow (Salix alba L.), st. john's wort (Hypericum perforatum L.), nettle (Urtica dioica L.), goldenrod (Solidago virgaurea L.), pilosella (Hieracium Pilosella Vaill.), dog rose (Rosa canina L.), devil's claw (Harpagophytum DC.) and ivy (Hedera helix L.). The evaluation of the antioxidant activity, as well as the analyses carried out by LC-MS, indicate that the production of powders under laboratory scale is generalizable to industrial scale. In addition, for the first time, the application of the CDS process under laboratory scale for four fruits: cherry (Prunus avium L.), peach (Prunus persica L.), damson (Prunus domestica subsp. Insititia L.) and mirabelle (Prunus domestica. subsp. Syriaca) from Lorraine Region shows that CDS is a new dry extraction method to enhance bioactive compound concentrations in particular granulometric classes

De nombreux traitements de surface (sablage, attaques acides…) ont été mis au point sur les implants dentaires afin de favoriser leur ostéointégration. Par ailleurs, depuis plusieurs années des revêtements à base de phosphates de calcium sont également développés dans le même but.L’objectif principal de la thèse est de mettre au point un procédé de revêtement à basse température afin de déposer à la surface de l’implant en titane une couche mince de phosphate de calcium, de structure et de composition analogue au minéral osseux en vue de favoriser l’ostéointégration. Il est aussi souhaité que ce revêtement présente des propriétés antibactériennes afin de lutter contre les infections post-opératoires. Dans un premier temps, un traitement de surface de l’implant en titane composé d’une étape de sablage et d’une attaque acide a été développé. Il permet d’obtenir une rugosité moyenne de surface comprise entre 1,4 et1,8 µm ainsi qu’une texture microporeuse et une mouillabilité de surface améliorée. Puis, les procédés de revêtement d’électrodéposition et d’immersions successives ont été étudiés. L’étapede centrifugation implémentée dans le procédé d’immersions successives s’est révélée cruciale et un revêtement d’environ 2 µm d’épaisseur composé d’apatite biomimétique a été obtenu. La composition et l’épaisseur du revêtement élaboré par électrodéposition est fortement influencée par la durée du dépôt. Ainsi une durée d’électrodéposition de 1 mn menée à un potentiel de -1,6V/ECS permet d’obtenir un revêtement d’environ 1,5 µm d’épaisseur composé d’une couche de phosphate octocalcique et de cristaux de brushite. Un test de vissage/dévissage dans une mâchoire artificielle a démontré la tenue mécanique des revêtements obtenus selon les deux procédés. Enfin, des ions antibactériens tels que l’argent, le cuivre ou le zinc ont été incorporésaux revêtements. Il a été démontré que des taux importants d’incorporation allant jusqu’à 40 %molaire par rapport au calcium peuvent être atteints pour le cuivre et le zinc. Des tests biologiques permettant d’évaluer l’effet de ces revêtements sur l’activité biologique de cellules mésenchymateuses humaines ainsi que sur la formation d’un biofilm (modèle de péri-implantite)en vue de la prévention des infections post-opératoires ont conduit à des résultats prometteurs pour le développement de tels revêtements bioactifs. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre du projet BIOACTISURF, soutenu par la Région Midi-Pyrénées, et réalisé en collaboration avec le Laboratoire de Génie Chimique (LGC) ainsi qu’un partenaire industriel
Numerous surface treatments have been developed in order to improve osseointegration of dentalimplants (sandblasting, acid etching…). Moreover, various strategies involving calcium phosphate coatings have emerged for the same target for a few decades. The main purpose of this work is todevelop a low temperature process allowing the deposition of a thin calcium phosphate layer at the titanium implant surface. The composition and structure of this calcium phosphate coating have to be close to the bone mineral to enable osseointegration improvement. Moreover, thecoating should have antibacterial properties in order to prevent post-operative infections. A surfacetreatment protocol composed of sandblasting and acid etching was firstly developed creating anaverage roughness of 1.4 – 1.8 µm with micropits and improved wettability. Secondly, two processes were studied to produce the calcium phosphate coating: the alternate soaking processand the electrodeposition. It was demonstrated that the centrifugation step implemented in thealternate soaking process is crucial and a coating of about 2 µm thick composed of biomimeticapatite was obtained. Among all the operating parameters of the electrodeposition process, time ofelectrodeposition has the major impact on the composition and the thickness of the coating. An electrodeposition of 1 mn at -1.6 V/SCE leads to a 1.5 µm thick coating composed of a layer ofoctacalcium phosphate and dicalcium phosphate dihydrate crystals. A screw/unscrew test demonstrated the mechanical stability of the coatings obtained by both processes. Finally,antibacterial ions such as silver, copper and zinc were incorporated in the coatings. Highincorporation rate up to 40 mol.% compared to calcium were determined for copper and zinc.Biological tests were conducted to qualify the effect of these coatings on the biological activity ofhuman mesenchymal cells and on the formation of a biofilm (peri-implantitis model) to preventpost-operative infections. They led to promising results for the development of such bioactivecoatings. This work is part of the BIOACTISURF project, supported by the Midi-Pyrénées Region,and carried out in collaboration with the Laboratory of Chemical Engineering (LGC) and an industrial partner

Plusieurs études ont rapporté l'activité antimicrobienne et anti-oxydante d'extraits de sous-produits végétaux. Le recours à l'utilisation de ces extraits dans les produits alimentaires pourrait constituer une stratégie innovante et prometteuse. Les résidus de fruits et légumes peuvent être une source potentielle de composés bioactifs. L'enjeu de cette étude était d'initier des recherches qui pourront aboutir au développement d'agents anti-oxydants-antimicrobiens à partir des sous-produits végétaux destinés à la conservation des aliments, comme une alternative aux produits chimiques synthétiques. L'étude initiale a été d'identifier des extraits de fruits et légumes qui possèdent à la fois de grandes propriétés antimicrobiennes et anti-oxydantes. Enfin, des moyens simples pour augmenter l'activité antimicrobienne de ces extraits ont été étudiés. Environ 160 extraits aqueux de sous-produits de fruits et légumes ont été criblés pour évaluer leur potentiel antimicrobien et anti-oxydant. L'activité antimicrobienne a été déterminée par l'inhibition de la croissance d'Escherichi coli et de Bacillus subtilis. L'activité anti-oxydante a été mise évidence par le test au DPPH (2,2-diphenyl -1-picrylhydrazyl). L'étude a conduit à l'identification des extraits présentant à la fois un potentiel antimicrobien et des propriétés anti-oxydantes. Les propriétés bioactives des extraits sont influencées par le pH de l'extrait, le type de tissu (fruits, feuilles et racines) et le type physiologique des fruits (climactérique). Les résultats ont montré l'existence d'une relation entre les propriétés anti-oxydantes et antimicrobiennes des extraits de plantes. De ce fait, l'indice anti-oxydant-antimicrobien développé pourrait être utile dans le choix des sources végétales bioactives. Les extraits de plantes aux propriétés antimicrobiennes et anti-oxydantes présentent un potentiel comme agent de conservation sécuritaire, bénéfique pour la santé et économique. La considération de la vitesse de piégeage des radicaux (facteur du temps) pour définir l'efficacité réelle (capacité) du système anti-oxydant a été considérée comme la meilleure manière d'exprimer avec plus de fiabilité le pouvoir anti-oxydant réel. La nouvelle expression, le pouvoir antiradicalaire - ARP, produite à partir du test DPPH, peut être plus utile pour identifier l'activité anti-oxydante des échantillons biologiques. Certains échantillons présentaient une valeur ARP élevée tels que les extraits de rambutan, feuille de canneberge, feuille de bleuet, feuille de vigne (sauvage), feuille de framboise, feuille de bétel, avocat, grenade et cherimoya. Les extraits de feuilles possèdent, en général, une valeur d'ARP supérieure à celle des fruits tandis que, les extraits de racines présentent les plus faibles ARP. De plus, cette étude montre également que le nombre moyen d'oxydation du carbone de mélanges complexes tels que des extraits de plantes peut prédire leur pouvoir anti-oxydant, en dépit de la disparité entre les tissus de feuilles et de fruits. Le spectre d'activité anti-radicalaire d'extraits sélectionnés a été exploré. L'activité anti-oxydante a été évaluée par différentes méthodes incluant, capacité anti-oxydante équivalente de Trolox (TEAC), essai de radicaux libres (DPPH), test du pouvoir réducteur d'ion ferrique (FRAP), mesure du potentiel d'oxydoréduction, réduction du peroxyde d'hydrogène, du radical hydroxyle, d'anion superoxyde, d'oxyde nitrique et de l'activité de chélation du fer. Les teneurs totales en composés phénoliques (TPC) et en flavonoïdes (TFC) des extraits ont également été déterminées. Les extraits de feuille de bétel, fruit de bleuet, feuille de cassis, feuille de canneberge ont montré une bonne activité de piégeage des radicaux (essai TEAC); ceux de pomme, oseille, vigne rouge et racine de pissenlit étaient efficaces contre SOA; ceux de feuilles de canneberge, feuille de bleuet, cassis et romarin contre le radical hydroxyle; ceux de bette à carde, panais, brocoli et orange contre H2O2; et ceux de pomme de terre, banane, oseille, feuille d'argousier contre l'oxyde nitrique. Les extraits de feuille et fruit de bleuet, grenade, cassis et feuille de bétel ont montré un bon pouvoir réducteur d'ion ferrique. Les extraits possédant la capacité élevée de chélation du fer étaient: feuille d'argousier, radis, panais, feuille de bétel et mangoustan. L'extrait de feuille de bétel présentait des activités élevées, y compris de fixation du fer et de piégeage de divers radicaux, à l'exception de l'oxyde nitrique, où l'activité était néanmoins modérée. Les essais de TEAC, de DPPH et de FRAP fournissent essentiellement la même réponse concernant l'activité anti-oxydante des extraits de plantes, ce qui suggère que l'un de ces essais serait suffisant pour évaluer leur capacité anti-radicalaire.
Cette étude suggère également que l'activité anti-oxydante d'une substance, déterminée par un ou plusieurs essais, ne donne pas une image complète de son efficacité contre les diverses espèces de radicaux oxygénés; et elle montre que la détermination du spectre de l'activité anti-radicalaire serait nécessaire. L'activité antimicrobienne des extraits de plantes sélectionnés a été évaluée en détail par turbidimétrie en milieu liquide et par diffusion en milieu solide (gel). L'activité antimicrobienne a été exprimée dans la première méthode par l'inhibition de la croissance (GI), par la concentration minimale inhibitrice (MIC) et par une nouvelle expression, dénommée index antimicrobien (AMI). Dans la seconde méthode, l'activité a été exprimée en zone d'inhibition. L'AMI prend en compte les trois phases de croissance des bactéries. Bien que les méthodes turbidimétriques soient fiables dans l'évaluation de l'activité antimicrobienne des substances, la nouvelle expression (AMI) semble être plus significative car, elle comprend l'information sur l'interaction entre la substance et le micro-organisme et sa vitesse de croissance en présence de cette substance. De plus, l'AMI démarque l'activité des échantillons, même ceux qui sont très actifs. Le spectre d'activité antimicrobienne des extraits de plantes sélectionnés a été également étudié. Seulement quelques extraits ont montré un spectre d'activité antimicrobienne assez large. En effet, seul l'extrait de feuille de bétel a un large spectre d'activité contre les bactéries, les levures et les champignons, suivis des extraits de grenade et de fruits d'argousier qui semblent être efficaces contre les bactéries et les levures. L'extrait de cassis est effectivement une substance antibactérienne. Finalement, différentes stratégies pour améliorer l'activité antimicrobienne d'extraits anti-oxydants-antimicrobiens sélectionnés ont été explorées. Trois approches, incluant l'extraction par solvants sélectifs, le mélange binaire des extraits et l'addition de composés végétaux, ont été étudiées. L'activité anti-oxydante-antimicrobienne et le profil phytochimique ont été analysés. Le résultat montre que l'eau chaude peut être utilisée comme solvant pour l'extraction d'agents anti-oxydants-antimicrobiens d'origine végétale, bien qu'un solvant polaire extrait en préférence les substances phénoliques et modestement les substances non polaires comme les terpénoïdes. Toutefois, compte tenu du rendement et de l'activité des extraits, l'eau semble être appropriée, et elle peut être considérée comme un solvant efficace pour les fruits qui sont riches en substances phénoliques. Néanmoins, d'autres solvants sélectifs doivent être considérés pour l'extraction des substances actives non-polaires issues de matière première végétale comme les feuilles. Certaines augmentations de l'activité antimicrobienne sont possibles par le mélange de deux extraits de plantes ou par l'addition de composés végétaux. On a aussi observé que la composition des mélanges peut être importante, car les interactions synergiques ou antagonistes se retrouvent dans certaines proportions. Le mélange des extraits de grenade et cassis d'une part et le mélange des extraits de thé vert et pomme de cajou d'autre part ont montré une amélioration d'activité. L'ajout de glyoxal de méthyle et mono-caprine a également produit une augmentation de l'activité des extraits de plantes. L'addition de glyoxal de méthyle à 25 % (p/p) a amélioré l'activité des extraits de grenade et de cassis. Dans l'ensemble, ce travail a exploré le potentiel des extraits des sous-produits de fruits et de légumes comme agent anti-oxydant-antimicrobien. Les extraits de plantes montrant des potentiels anti-oxydants et antimicrobiens regroupent: olive, canneberge, noni, feuille de bétel, cassis, grenade, citronnelle, épinard, raisin vert (vin), cassis (résidu), aubergine, ramboutan, prune indienne, feuille de canneberge, feuille de romarin, feuille de vigne (sauvage), thé vert, mangoustan et feuille de framboise. Cependant, de cette liste, seuls quelques extraits (feuille de bétel, grenade, résidus de cassis) présentent un large spectre d'activité anti-oxydante et antimicrobienne. En outre, cette étude a introduit de nouvelles expressions pour l'activité anti-oxydante (ARP) et antimicrobienne (AMI) des mélanges complexes tels que les extraits de plantes. Ces expressions peuvent être utiles pour le criblage de matériels d'origine végétale dans la recherche de ces activités. Un autre enseignement de cette étude est que l'amélioration de l'activité antimicrobienne des extraits de plantes ne peut pas être possible simplement par le mélange d'extraits, en raison des interactions potentielles entre les composants des extraits. La connaissance de la composition phytochimique est essentielle pour comprendre de telles interactions, dans la sélection des mélanges et pour déterminer les approches possibles pour améliorer l'activité antimicrobienne.
Les sous-produits de végétaux peuvent être une source potentielle d'antioxydant-antimicrobiens pour une application dans la conservation des aliments, comme alternative aux agents synthétiques, mais beaucoup de travaux sont encore nécessaires pour atteindre ce but, ce qui nécessiterait une approche systémique.
There is a growing interest in the development of strategies to use agricultural and industrial residues as a source of high value-added, including bioactive products. The residues of fruits and vegetables may be a potential source of bioactive compounds. The major objective of this work is to conduct studies to pave the way for the development of antioxidant-antimicrobials from plant by-products for use in food preservation, as alternative to synthetic chemicals. The starting point was the identification of extracts of fruit and vegetable extracts exhibiting high antimicrobial and antioxidant properties. The selected extracts were then characterized for their spectrum of antioxidant and antimicrobial activities. Finally, simple ways of enhancing the antimicrobial activity of the selected extracts were examined. Aqueous extracts of about 160 fruit and vegetable by-products were evaluated for their potential as antimicrobial and antioxidant agents. The growth inhibiting activity of all the 160 extracts were tested against Escherichia coli, and Bacillus Subtilis; and the antioxidant activity was determined by DPPH radical scavenging assay. The pH of the extract, type of tissue (fruit, leaf and root) and physiological type of fruits (climacteric) had impact on the bioactive properties. There was some relationship between antioxidant and antimicrobial properties of the plant extracts. The proposed antioxidant-antimicrobial index may be useful in the selection of plant sources of bio-actives. Consideration of rate of radical quenching (time factor) to define actual efficacy (capacity) of antioxidant system was found to be a better and reliable way of expressing the real antioxidant power. The new expression, antiradical power - ARP, generated from DPPH assay may be more useful in identifying the antioxidant activity of biological samples. Some samples exhibited high ARP value such as rambutan, cranberry leaf, blueberry leaf, grape leaf (wild), raspberry leaf, betel leaf, avocado, pomegranate and custard apple. Leaf extracts possess, in general, higher ARP than fruits, and root extracts possess low ARP. In addition, this study also suggests that average carbon oxidation number of complex mixtures such as plant extracts may portend their antioxidant power, in spite of the disparity between leaf and fruit materials. In chapter 4, plant extracts selected from the original 160 were investigated for their spectrum of anti-radical activity. The antioxidant activity was evaluated by Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC), DPPH free radical assay (DPPH), ferric reducing power assay (FRAP), redox potential measurement, hydrogen peroxide, hydroxyl radical, superoxide anion, nitric oxide and iron chelating activities. Their total phenolic content (TPC) and total flavonoid content (TFC) were also determined. Betel leaf, blueberry fruit and black currant and cranberry leaf showed high radical scavenging activity (TEAC assay); apple, sorrel, red grape and dandelion root were effective against SOA; cranberry leaf, blueberry leaf, black currant and Rosemary against hydroxyl radical; rainbow chard, parsnip, broccoli and orange against H2O2; and potato, banana, sorrel, sea buckthorn leaf against nitric oxide. Blueberry leaf and fruit, pomegranate, black currant and betel leaf showed high ferric ion reducing power. The extracts showing high iron binding capacity were: sea buckthorn leaf, radish, parsnip, betel leaf and mangosteen. Betel leaf extract exhibited high activities, including iron binding and scavenging of various radicals except nitric oxide, where the activity was moderate. TEAC, DPPH and FRAP assays provide essentially the same response with respect to the antioxidant activity of plant extracts, suggesting that any one of them would be adequate to evaluate their anti-radical capacity. This study also suggests that antioxidant activity of a substance, determined by one or more related assays, does not give the complete picture of its effectiveness against various species of oxygen radicals; and emphasizes that determination of the spectrum of the anti-radical activity would be necessary. In chapter 5, the antimicrobial activity of selected plant extracts was evaluated in detail by turbidimetric methods in liquid medium, and by well-diffusion method in gel medium. The antimicrobial activity was expressed in the former by growth inhibition, minimum inhibitory concentration - MIC and by a new expression, the antimicrobial index – AMI; and in the latter, expressed by zone of inhibition. AMI takes into account all the three growth phases of the bacteria. Although the turbidimetric methods were in good agreement in the assessment of the activity of the substances, the new expression, AMI, appears to be more meaningful since it carries the information regarding interaction between the substance and the microorganism and the growth rate in the presence of that substance. In addition, AMI demarcates the activity of samples, even those found to be highly active. Furthermore, the spectrum of antimicrobial activity of selected plant extracts was also examined. Only a few extracts showed some broad spectrum in their activities. In effect, only betel leaf extract showed a broad spectrum of antimicrobial activity against bacteria, yeasts and fungi; whereas pomegranate and sea buckthorn fruit extracts appear to be effective against both bacteria and yeasts. Black currant extract is effectively an antibacterial substance. In chapter 6, various ways of enhancing the antimicrobial activity of selected antioxidant-antimicrobial extracts were explored. Three approaches, including selective solvent extraction, binary blending of extracts and addition of plant compounds were investigated. Antioxidant, antimicrobial activity and the profile of phytochemical classes were analyzed. The results showed that hot water could be used for solvent extraction of antioxidant-antimicrobials from plant materials, albeit a polar solvent that extracts phenolic substances preferably and only modestly non-polar substances such as terpenoids. However, considering the yield of the extracts and the activity, water appeared to be an effective solvent solvent for fruit sources that are rich in phenolic substances. Other selective solvents must be considered for extraction of active non-polar substances for plant sources such as leaves. Some enhancement in antimicrobial activity was possible by either mixing plant extracts or by the addition of plant compounds. It was also observed that the composition of blends or mixtures might be important, since synergistic or antagonistic interactions occurred at certain proportions. Pomegranate and black currant extract blends and green tea and cashew apple extract blends showed enhancement in activity. The addition of methyl glyoxal and mono-caprin also showed enhancement in the activity of plant extracts. Methyl glyoxal at 25 % (w/w) addition improved the activity of pomegranate and black currant extracts. Overall, this work explored the potential of extracts of fruit and vegetable by-products as anti-oxidant-antimicrobials. Some plant extracts having potential as antioxidant-antimicrobial agents. They include: olive, cranberry, noni, betel leaf, black currant, pomegranate, lemon grass, spinach, green grape (wine), black currant (residue), egg plant, rambutan, Indian plum, cranberry leaf, rosemary leaf, grape leaf (wild), green tea, mangosteen and raspberry leaf. However, the list is reduced to a few (betel leaf, pomegranate, black currant residue), should broad antioxidant and antimicrobial activities are taken into account. In addition, this study introduces new expressions for antioxidant (ARP) and antimicrobial (AMI) activities of complex mixtures such as plant extracts, and they can be useful in the screening of plant materials for these activities. The knowledge of the phytochemical composition is essential to understand such interactions, in the selection of mixtures and to determine possible approaches to enhance the antimicrobial activity. Plant by-product can be a potential source of antioxidant-antimicrobial for use in food preservation, as alternative to synthetic agents, but much work is needed to realize this goal, and that would require a systemic approach.

Thèse (M.Ress.Renouv..) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2008.
La p. de t. porte en outre: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Chicoutimi comme exigence partielle de la maîtrise en ressources renouvelables. CaQQUQ Comprend des réf. bibliogr. (f. [59]-64). Publié aussi en version électronique. CaQQUQ

Développer des prothèses vasculaires de petit diamètre pour le remplacement de vaisseaux bouchés par l’athérosclérose reste un défi à cause des risques de thrombose. L’ensemencement de cellules endothéliales (CEs), exerçant une fonction antithrombogénique, est une solution prometteuse, mais il faut créer des surfaces favorisant leur adhésion et leur rétention malgré le flux sanguin à la surface. Ce projet de maitrise consistait à étudier l’effet d’un revêtement polymérisé par plasma riche en amines primaires (appelé LP), associé ou non à des éléments de la matrice extracellulaire (fibronectine (FN) ou chondroitine sulfate (CS)) sur les CEs et l’hémocompatibilité du polyéthylène téréphtalate (PET). L’adhésion, la croissance et le maintien de CEsdu cordon ombilical humain (HUVECs) sur le PET et le LP, en présence et en absence de FN ou de CS, ont été étudiés. De même, l’adhésion plaquettaire sur les différentes surfaces a été évaluée par un test de perfusion avec du sang complet, les plaquettes étant préalablement marquées à la rhodamine. Enfin, un double marquage cellulaire (au Cellview® Maroon pour marquer les HUVECs et anticorps CD61 pour les plaquettes) a été mis au point pour étudier le maintien des CEs en condition de flux sanguin et vérifier leur caractère non thrombogène. Les résultats obtenus montrent que le revêtement LP et la FN adsorbée augmentent tous deux fortement l’adhésion et la croissance cellulaire sur le PET, cependant sans effet additif lorsque les deux sont combinés. De plus, ils augmentent la rétention cellulaire à la surface, mais celle-ci reste incomplète. De plus, on observe que le revêtement plasma LP augmente fortement la thrombogénicité de la surface, avec une forte adhésion et activation plaquettaire. Cette thrombogénicité est fortement diminuée lorsque les CEs recouvrent la surface, mais la perte de cellules sous l’effet du cisaillement engendré par la perfusion forme des zones d’adhésion plaquettaire non négligeable. Le greffage de la CS sur le LP permet également une bonne adhésion, croissance et rétention sous cisaillement des HUVECs, sans différence avec le LP seul. De plus la CS diminue très nettement l’adhésion plaquettaire, qui diminue sous la valeur observée pour le PET. Un double marquage cellulaire a permis de montrer que les cellules adhérées sur le LP+CS ont un phénotype anti-thrombotique et peuvent résister au flux sanguin. Ces travaux suggèrent que le greffage de CS est une stratégie prometteuse pour les prothèses vasculaires étant donné la combinaison de la bonne adhésion des CEs et la faible thrombogénicité de la surface sousjacente.

La β-lactoglobuline (β-Lg) bovine contient plusieurs séquences peptidiques à activité biologique qui présentent un intérêt à titre d’ingrédients nutraceutiques. Toutefois, des études ont démontré que certains de ces peptides, actifs lors de tests in vitro, sont inefficaces suite à leur ingestion orale chez l’animal, suggérant leur dégradation lors du transit gastro-intestinal. L’objectif de ce travail était d’étudier les interactions β-Lg:peptide bioactif et d’évaluer l’impact de ces interactions sur la digestibilité in vitro des complexes. Premièrement, il a été démontré que l’hydrolyse pepsique et chymotrypsique de certains peptides bioactifs varie en fonction de la longueur de la chaîne peptidique, la nature du peptide et la présence d’autres peptides dans le milieu réactionnel. Par la suite, il a été démontré à l’aide d’une méthode d’ultrafiltration que les peptides β-Lg f102-105, f142-148 et f69-83 se lient en quantité significative à la β-Lg A, avec des taux de fixation de 1.5, 1.1 et 0.7 moles de peptides par mole de protéine respectivement. Ces résultats ont été validés par spectroscopie de fluorescence frontale. Les spectres d’émission de fluorescence ont démontré que la liaison de ces peptides à la β-Lg A modifie l’environnement des résidus tryptophane dans la structure de la protéine. De plus, une analyse par calorimétrie à titration isothermique a démontré que le peptide antihypertensif β-Lg f142-148 se lie à la β-Lg A selon un modèle de liaison séquentielle à trois sites. Pour ce peptide, les isothermes de liaison ont révélé des constantes d’association de 2 X 103, 1 X 103 et 0.4 X 103 M-1 pour le 1ier, 2ième et 3ième site de liaison, avec une enthalpie de liaison exothermique dans le cas des deux premiers sites, mais endothermique pour le troisième site. Enfin, l’hydrolyse in vitro de la protéine et des complexes à l’aide de pepsine, trypsine, chymotrypsine et pancréatine a démontré que le les complexes sont hydrolysés plus lentement que la protéine native par la chymotrypsine ou un mélange pepsine/chymotrypsine. L’ensemble de ces résultats supporte donc l’hypothèse que la liaison de peptides bioactifs à la β-Lg A pourrait permettre d’améliorer leur résistance à la protéolyse et ainsi, maintenir leur intégrité structurale et leur bioactivité lors du transit gastro-intestinal.
Bovine β-lactoglobulin (β-Lg) contains numerous peptide sequences with biological activities, which have a high potential as nutraceutical ingredients. However, studies have demonstrated that some of these peptides, which are active during in vitro tests, loose their activity in animal models following oral ingestion, suggesting their enzymatic degradation during gastrointestinal transit. The aim of this work was to study β-Lg:bioactive peptide interactions and to investigate the in vitro digestibility of the resulting complexes. Firstly, it was shown that pepsic and chymotryptic digestions of some bioactive peptides varied according to the peptide chain length, the nature of the peptide and the presence of other peptides in the reaction medium. Using an ultrafiltration method, it was demonstrated that peptides β-Lg f102-105, f142-148 and f69-83 bind to β-Lg A in significant amounts corresponding to 1.5, 1.1 and 0.7 moles of peptides per mole of protein respectively. These results were validated by front-face fluorescence spectroscopy, which also provided evidences that the binding of the three peptides to β-Lg A modified the polarity of tryptophan environment in the protein structure. In addition, binding isotherms obtained by isothermal titration calorimetry showed that the binding of the antihypertensive peptide β-Lg f142-148 to β-Lg A followed a sequential three-site binding model with constants of associations of 2 X 103, 1 X 103 and 0.4 X 103 M-1 for the 1st, 2nd, and 3rd binding sites respectively. The enthalpy of binding was exothermic for the 1st and 2nd binding sites and endothermic for the 3rd binding site. Lastly, the in vitro digestibility of the protein and the complexes with pepsin, trypsin, chymotrypsin, and pancreatin showed that the complexes were hydrolyzed more slowly than the native protein by chymotrypsin or pepsin/chymotrypsin. The overall results support the hypothesis that the binding of bioactive peptides to β-Lg A could improve their resistance to proteolysis, and thus could contribute to maintain their structural integrity and bioactivity during gastrointestinal transit.

Les micro-organismes associés aux plantes endémiques de l’île de La Réunion ont été évalués à la recherche de métabolites secondaires bioactifs et originaux. Dans ce cadre, la souche Streptomyces sp. -LMA-545 a été engagée dans différents modes de culture originaux développés au laboratoire. Les extraits obtenus nous ont permis d’isoler 3 actinomycines (actinomycines D, X0 et X2) responsables de la forte activité antibiotique de la souche, le MH-031, et 5 molécules nouvelles, caractérisées par la présence d’une fonction hydrazide, extrêmement rare dans les produits naturels, les géralcines A-E. Les géralcines ont été caractérisées par des techniques de RMN 1D et 2D (¹H, ¹³C et ¹⁵N), de spectrométrie de masse haute résolution, et de modélisation moléculaire. Les géralcines B et C présentent un activité cytotoxique avec des IC₅₀ de l’ordre du micro-molaire sur différentes lignées cancéreuses. Au vue des quantités de géralcines obtenues par voie microbiologique, nous avons engagé la synthèse des géralcines à partir du précurseur MH-031, produit en quantité importante par la souche Streptomyces sp -LMA-545. La première synthèse de la géralcine A, inspirée d’une hypothèse de biosynthèse que nous avions émise, a ainsi pu être réalisée. Nous nous sommes également intéressés à la biosynthèse de ces molécules, et notamment à la formation des liaisons C-N et N-N par voie enzymatique. Nos premiers résultats de criblage montrent que la réaction de couplage pour l’établissement de la liaison C-N peut être catalysée par différentes hydrolases. En revanche, la biosynthèse de la liaison N-N, très peu documentée reste à élucider. Dans cet objectif, nous avons d’ores et déjà séquencé le génome total de la souche Streptomyces sp. LMA-545 à la recherche des clusters de gènes régissant la biosynthèse des géralcines.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019
Les résidus provenant de l’activité de l’industrie forestière canadienne sont estimés chaque année à plus de 20 millions de tonnes de matière sèche. Des extraits réalisés à partir des écorces de troncs retrouvés dans ces résidus et présentant d’intéressantes propriétés biologiques ont été présentés comme une opportunité de valorisation des produits forestiers vers des domaines de plus fortes valeurs ajoutées. Pourtant, les branches des arbres éliminées durant des éclaircies de peuplements forestiers ou pendant les campagnes d’élagage portent également d’autres tissus végétaux dont la composition chimique et les propriétés biologiques peuvent s’avérer distinctes de celles des écorces. Notre hypothèse de recherche est que les érables, espèces d’importance économique majeure et très répandues des forêts canadiennes, dont les bourgeons se retrouvent dans les résidus forestiers, peuvent également servir à la production d’ingrédients actifs pour les secteurs de l’agroalimentaire, des produits cosmétiques et même de la santé (médicaments, phyto-médicaments, nutraceutiques). En effet, du fait de leur caractère indifférencié, ces bourgeons pourraient contenir des métabolites différents de ceux des autres tissus. Notre projet de recherche a donc eu pour principal objectif, l’exploration des domaines potentiels de valorisation de produits naturels issus de bourgeons de l’érable à sucre et de l’érable rouge. Du fait de la quasi inexistence de données dans la littérature, notre étude a consisté essentiellement à acquérir des connaissances sur la composition chimique de cette matière végétale et à évaluer les effets biologiques in vitro d’extraits et / ou de molécules issues de bourgeons d’érable. Pour cela, différentes méthodes d’extractions et différents solvants peu toxiques et respectueux de l’environnement ont été envisagés. Des explorations chimiques par Chromatographie sur Couche Mince (CCM), des dosages colorimétriques et des déterminations d’activité antioxydante ont ensuite été utilisés pour caractériser et évaluer l’extrait le plus prometteur. La détermination de la nature chimique des constituants majeurs de ce dernier ainsi que des essais biologiques ont été conduits afin de mesurer son potentiel de valorisation dans divers domaines. Les rendements en extraits secs, la nature et quantité en certains types de composés ainsi que les résultats de tests chimiques d’activité antioxydante ont montré que l’extrait à l’eau chaude de bourgeons d’érable rouge présentait un réel potentiel de valorisation comme antioxydant naturel. L’identification des composés phénoliques contenus dans cet extrait et leur quantification ont permis de révéler une forte présence de gallo-tannins, mais également d’hétérosides de quercétine et de cyanidine qui ont été décrits pour la première fois dans cette espèce. L’exploration des effets de cet extrait sur les neutrophiles humains comme première approche n’a indiqué aucune toxicité ni modification significative de leur viabilité jusqu'à 100 μg/mL. Cependant pour des plus fortes concentrations, l’extrait a montré une capacité à accélérer la mort programmée de ces cellules majeures de l’inflammation et cette activité serait due à certains gallotanins. Cette propriété biologique mis en évidence pour la première fois ouvre le champ à de nombreuses voies de valorisation notamment dans la résolution du processus inflammatoire où la survie des neutrophiles est incontestablement liée au développement de pathologies chroniques
The residues from the activities of Canadian forest industry are estimated to be more than 20 million tons of dry matter per year. The extractives of trunk barks from these residues have been studied as a way to valorize these non- wood forest products in areas with higher added values based on their interesting biological properties for human health. However, branches of the trees removed during thinning or pruning also carry other plant tissues with chemical composition and biological properties distinct from barks. Our research hypothesis was that maples, the widespread trees with major economic value from Canadian forests, represent a source of important quantities of forest residues containing buds which could be used to produce active ingredients for food industry and healthcare (drugs, phytomedications, and nutraceuticals). Indeed, buds contain important amount of meristems, undifferentiated embryonic tissues that may be rich in some bioactive compounds that are often found only in small quantities in other plant parts. Thus, the main objective of our research project was to explore the potential areas of valorization of natural products derived from sugar and red maple buds No data dealing with the chemical composition of this plant material nor biological effects of extracts and / or molecules derived from maple buds were found in scientific literature. The extracts of maple buds (therefore obtained with not toxic and environment- respectful solvents), were analysed by qualitative approach by Thin Layer Chromatography (TLC) assays for screening of phytochemicals. The quantitative assays and antioxidant activity assessment were used to characterize and evaluate the best promising extract. The major phytochemicals of the latter were identified, along with the biological tests undertaken in order to measure its potential of valorization in several fields The yields of dry matter, the nature and quantity of some potential bioactive compounds and the results on antioxidant activities evaluation showed that the hot water extract of red maple buds has a real potential for development as natural antioxidant. The identification of the major phenolic compounds contained in this extract and their quantification revealed an important concentration of gallo-tannins, along with quercetin and cyanidin glycosides, determined in this study for the first time in this species. Exploration of the effects of water extract from red maple buds on human neutrophils as a first approach indicated no toxicity nor significant modification of their viability up to 100 μg / mL. However, for higher concentrations, the extract showed an ability to accelerate the programmed death of these major cells of inflammation. Further studies revealed that this activity was due to particular gallotannins. This biological property highlighted for the first time opens the field to several ways of valorization especially for the resolution of inflammatory processes in which neutrophil survival is undoubtedly linked to the development of chronic pathologies.

La β-lactoglobuline (β-Lg) bovine contient plusieurs séquences peptidiques à activité biologique qui présentent un intérêt à titre d’ingrédients nutraceutiques. Toutefois, des études ont démontré que certains de ces peptides, actifs lors de tests in vitro, sont inefficaces suite à leur ingestion orale chez l’animal, suggérant leur dégradation lors du transit gastro-intestinal. L’objectif de ce travail était d’étudier les interactions β-Lg:peptide bioactif et d’évaluer l’impact de ces interactions sur la digestibilité in vitro des complexes. Premièrement, il a été démontré que l’hydrolyse pepsique et chymotrypsique de certains peptides bioactifs varie en fonction de la longueur de la chaîne peptidique, la nature du peptide et la présence d’autres peptides dans le milieu réactionnel. Par la suite, il a été démontré à l’aide d’une méthode d’ultrafiltration que les peptides β-Lg f102-105, f142-148 et f69-83 se lient en quantité significative à la β-Lg A, avec des taux de fixation de 1.5, 1.1 et 0.7 moles de peptides par mole de protéine respectivement. Ces résultats ont été validés par spectroscopie de fluorescence frontale. Les spectres d’émission de fluorescence ont démontré que la liaison de ces peptides à la β-Lg A modifie l’environnement des résidus tryptophane dans la structure de la protéine. De plus, une analyse par calorimétrie à titration isothermique a démontré que le peptide antihypertensif β-Lg f142-148 se lie à la β-Lg A selon un modèle de liaison séquentielle à trois sites. Pour ce peptide, les isothermes de liaison ont révélé des constantes d’association de 2 X 103, 1 X 103 et 0.4 X 103 M-1 pour le 1ier, 2ième et 3ième site de liaison, avec une enthalpie de liaison exothermique dans le cas des deux premiers sites, mais endothermique pour le troisième site. Enfin, l’hydrolyse in vitro de la protéine et des complexes à l’aide de pepsine, trypsine, chymotrypsine et pancréatine a démontré que le les complexes sont hydrolysés plus lentement que la protéine native par la chymotrypsine ou un mélange pepsine/chymotrypsine. L’ensemble de ces résultats supporte donc l’hypothèse que la liaison de peptides bioactifs à la β-Lg A pourrait permettre d’améliorer leur résistance à la protéolyse et ainsi, maintenir leur intégrité structurale et leur bioactivité lors du transit gastro-intestinal.
Bovine β-lactoglobulin (β-Lg) contains numerous peptide sequences with biological activities, which have a high potential as nutraceutical ingredients. However, studies have demonstrated that some of these peptides, which are active during in vitro tests, loose their activity in animal models following oral ingestion, suggesting their enzymatic degradation during gastrointestinal transit. The aim of this work was to study β-Lg:bioactive peptide interactions and to investigate the in vitro digestibility of the resulting complexes. Firstly, it was shown that pepsic and chymotryptic digestions of some bioactive peptides varied according to the peptide chain length, the nature of the peptide and the presence of other peptides in the reaction medium. Using an ultrafiltration method, it was demonstrated that peptides β-Lg f102-105, f142-148 and f69-83 bind to β-Lg A in significant amounts corresponding to 1.5, 1.1 and 0.7 moles of peptides per mole of protein respectively. These results were validated by front-face fluorescence spectroscopy, which also provided evidences that the binding of the three peptides to β-Lg A modified the polarity of tryptophan environment in the protein structure. In addition, binding isotherms obtained by isothermal titration calorimetry showed that the binding of the antihypertensive peptide β-Lg f142-148 to β-Lg A followed a sequential three-site binding model with constants of associations of 2 X 103, 1 X 103 and 0.4 X 103 M-1 for the 1st, 2nd, and 3rd binding sites respectively. The enthalpy of binding was exothermic for the 1st and 2nd binding sites and endothermic for the 3rd binding site. Lastly, the in vitro digestibility of the protein and the complexes with pepsin, trypsin, chymotrypsin, and pancreatin showed that the complexes were hydrolyzed more slowly than the native protein by chymotrypsin or pepsin/chymotrypsin. The overall results support the hypothesis that the binding of bioactive peptides to β-Lg A could improve their resistance to proteolysis, and thus could contribute to maintain their structural integrity and bioactivity during gastrointestinal transit.

In mammals, a reciprocal interaction between the implantation-competent blastocyst and the receptive uterus is required for successful implantation. Although various molecular pathways are known to participate in this cross talk, a comprehensive understanding of the implantation process is still missing. Gene expression studies and genetically engineered mouse models have provided evidences that bioactive lipids, also called lipid mediators, serve as important signalling molecules in coordinating the series of events during early pregnancy including preimplantation embryo formation and development, implantation and postimplantation growth. In the present studies we intended to understand the role of lipid mediators as lysophosphatidic acid (LPA) and prostaglandins (PGs) in early embryonic development and implantation in sheep
Chez les mammifères, des interactions réciproques entre le blastocyste prêt à s’implanter et l’utérus en état de le recevoir est nécessaire pour permettre la réussite de l’implantation et l’établissement de la gestation. Bien que de nombreuses voies métaboliques soient connues pour participer à ces échanges, une compréhension intégrée du processus de l’implantation fait encore défaut. Les études d’expression de gènes et l’élaboration de modèles génétiques chez la souris ont apportées des preuves que les lipides bioactifs ou médiateurs lipidiques, sont d’importantes molécules de signalisation et qui coordonnent des séries d’événements au début de la gestation dont la formation et le développement de l’embryon pré-implantatoire, l’implantation et la croissance post-implantatoire. Dans ces travaux nous avons tenté de comprendre le rôle des médiateurs lipidiques tel l’acide lysophosphatidique (LPA) et les prostaglandines (PGs) au début du développement de l’embryon et au cours de l’implantation chez le mouton