Добірка наукової літератури з теми "Conception innovante – Dissertation universitaire"

Les récentes avancées des technologies de l’information et de la communication ainsi que celles des sciences des données ont permis le développement des produits intelligents et connectés. Ils sont dotés de capacités nouvelles et créatrices de valeurs à la fois pour l’utilisateur et le fabricant. Ces évolutions induisent un important changement de paradigme. Pour intégrer pleinement les potentiels des produits intelligents et connectés, les industriels doivent adopter de nouveaux processus, en particulier lors de leurs conceptions. En effet, les choix des données pouvant être captées par le produit lors de sa conception définissent les créations de valeurs potentielles pour le reste de son cycle de vie. L’objectif de ces travaux de thèse est donc de formaliser une structure méthodologique pour guider les concepteurs dans l’intégration des créations de valeurs basées sur les données captées. Afin de proposer une méthode pertinente et efficace, une exploration des enjeux relatifs à la conception et aux données captées est d’abord réalisée. Sur la base des enjeux identifiés, une méthode est ensuite construite. Elle est structurée en deux phases chacune soutenue par un outil dédié. La première phase est une phase de créativité permettant de générer systématiquement des potentielles créations de valeurs basées sur les données captées. La seconde est une phase de prise de décision permettant de classer systématiquement, sur des critères de soutenabilité, les créations de valeurs précédemment générées. Plusieurs expérimentations ont permis de valider la pertinence et l’efficacité de la proposition méthodologique. Au travers de la méthode et de ses outils, ces travaux de thèse participent à la recherche scientifique et industrielle accompagnant le changement de paradigme induit par les technologies du numérique dans la conception de produit
Recent advances in information and communication technologies and data science have led to the development of smart connected products. These products have new capabilities that create value for both the user and the manufacturer. These developments are leading to a major paradigm shift. To take full advantage of the potential of smart connected products, manufacturers need to adopt new processes, especially in the design phase. Indeed, the choice of data that can be captured by the product at the design stage defines the potential value creation for the rest of its life cycle. The aim of this thesis is therefore to formalise a methodological structure to guide designers in the integration of value creation based on captured data. In order to propose a relevant and effective method, we first explore the challenges related to design and captured data. Based on the challenges identified, a method is then constructed. It is structured in two phases, each supported by a dedicated tool. The first phase is a creativity phase that systematically generates potential value creation based on captured data. The second phase is a decision-making phase in which the previously generated value creations are systematically ranked according to sustainability criteria. Experiments have validated the relevance and effectiveness of the proposed methodology. Through the method and its tools, this thesis work contributes to scientific and industrial research supporting the paradigm shift brought by digital technologies in product design

Introduction : La resténose intra-stent (RIS) est induite par une prolifération incontrôlée des cellules musculaires lisses (CML) après l'implantation d'une stent métallique nu (BMS). Elle est associée à la récurrence des symptômes et à des coûts de santé supplémentaires. Les stents à élution médicamenteuse, dits « actifs », ont démontré leur efficacité sur la RIS, mais induisent un risque élevé de thrombose aiguë tardive due à une réendothélialisation tardive des mailles. La polydopamine (PDA), un polymère biocompatible inspiré du mucus secrété par les moules, promouvrait la prolifération de cellules endothéliales (CE) et inhiberait la prolifération des CMV in-vitro, ce qui suggère un effet pro-cicatrisant potentiel sur la paroi vasculaire. De plus, la polydopamine exprime des fonctions amines, catéchols et quinones à sa surface et peut être utilisée comme ancrage pour un autre agent thérapeutique. Le but de ce travail était 1) d'évaluer l'impact d'un stent enduit de PDA sur la RIS, 2) de concevoir un stent vasculaire à base de PDA délivrant une autre substance pro-cicatrisante, l'hémine.Méthodes : Dans la première partie de cette étude, les revêtements PDA étaient obtenus par immersion de disques de cobalt-chrome ou de stents dans une solution de dopamine. La biocompatibilité et l'hémocompatibilité étaient vérifiées in vitro. Le potentiel pro-cicatrisant était étudié in vitro par culture d'EC et de CML d'origine humaine sur les différents échantillons. L'effet pro-cicatrisant était étudié in-vivo après implantation de stents en position aortique chez le rat. La RIS était évaluée en microscopie optique par quantification du rapport néointima/media (n/m) après coloration éosine/hématoxilline. La qualité de la réendothélialisation des mailles était évaluée par microscopie électronique à transmission (MET). Les voies moléculaires potentiellement impliquées dans un effet pro-cicatrisant étaient étudiées par analyses Western Blot.Dans la deuxième partie de ce travail, les surfaces revêtues de PDA étaient modifiées avec de la polyéthylèneimine (PEI) pour améliorer l'expression des fonctions amines. Ce revêtement modifié était caractérisé et sa cytocompatibilité évaluée in vitro. Cette surface modifiée était ensuite utilisée pour immobiliser l'hémine. Les surfaces fonctionnalisées étaient caractérisées et la quantité d'hémine greffée déterminée. L'effet pro-cicatrisant potentiel du stent à l'hémine était évalué in vitro et in vivo.Résultats : Les surfaces de PDA démontraient un effet pro-cicatrisant in-vitro par rapport au chrome-cobalt nu. Les stents PDA montraient une réduction significative de la RIS par rapport aux stents nu (rapport n/m = 0,48 (+/- 0,26) contre 0,83 (+/- 0,42), p<0,001) dans le modèle de rat. Les analyses en TEM confirmaient la réendothélialisation des mailles dans chaque groupe et révélaient une couche de néointima plus mince dans le groupe PDA que dans le groupe BMS. Les analyses Western blot permettaient d'identifier une tendance à une activation accrue de la phosphorylation de la MAPK p38 et de ses effets antiprolifératifs sur les CML, ce qui pourrait expliquer les résultats observés lors des analyses histomorphométriques.L'immobilisation de la PEI sur les revêtements PDA permettait d'enrichir avec succès les surfaces en fonctions amines sans diminuer leur cytocompatibilité. L'hémine était ensuite greffée par création de lien amides (environ 10 ng d'hémine par cm²). Les surfaces enduites d'hémine ne montraient pas de supériorité in-vitro ou in-vivo par rapport au PDA seul.Conclusion : L'effet pro-cicatrisant attendu du revêtement PDA sur la paroi artérielle semble confirmé dans ce modèle in-vivo. Ce polymère biocompatible pourrait limiter intrinsèquement la RIS. De plus, il offre la possibilité d'immobiliser d'autres médicaments pertinents sur sa surface afin d'obtenir un effet synergique potentiel
Introduction: In-stent restenosis (ISR) is induced by an uncontrolled smooth muscular cells (SMC) proliferation after bare metal stent (BMS) implantation. It is associated with recurrence of symptoms and additional health costs. Drug-eluting stents have demonstrated efficiency on ISR but induce a high risk of late acute thrombosis due to a delayed struts reendothelialization. Polydopamine (PDA), a biocompatible polymer inspired from mussels byssus, has been reported to promote endothelial cells (EC) and inhibit SMC proliferation in-vitro, thus suggesting a potential pro-healing effect on the vascular wall. Furthermore, polydopamine expresses amine, catechol and quinone functions on its surface and can be used as an anchor for another therapeutic agent. This study aimed at 1) evaluating the impact of a PDA-coated stent on in-stent restenosis (ISR), 2) designing a vascular stent with a potential additional pro-healing drug, hemin, immobilized via the PDA layer.Methods: In the first part of this study, PDA coatings were obtained by dip coating of cobalt-chromium disks or stents in a dopamine solution. Disk samples were used to evaluate biocompatibility and hemocompatibility. The pro-healing potential was investigated in-vitro by seeding human EC and SMC on the different samples. In-vivo experimentations were conducted to assess the pro-healing effect in a rat model. ISR was evaluated in optic microscopy with quantification of the neointima/media (n/m) ratio after eosin/hematoxillin coloration. Quality of the struts reendothelialization was assessed with transmission electron microscopy (TEM). Molecular pathways involved in a potential pro-healing effect were investigated with western blot analyses.In the second part of this work, PDA-coated surfaces were modified with polyethylenimine (PEI) to enhance the expression of amine functions. This modified coating was characterized and cytocompatibility was assessed in-vitro. This modified surface was used to immobilized hemin, a therapeutic agent, on the sample surfaces. Functionalized surfaces were characterized, and presence of the therapeutic agent was assessed and quantified. The potential healing effect of the hemin-stent was evaluated in-vitro and in-vivo.Results: PDA surfaces demonstrated a pro-healing effect in-vitro compared to bare chromium-cobalt. PDA stents demonstrated a significant reduction in ISR compared to bare metal stents (ratio n/m = 0.48 (+/- 0.26) versus 0.83 (+/- 0.42), p<0.001) in the rat model. TEM analyses confirmed the presence of neointima surrounding the struts in each group and revealed a thinner neointima layer in the PDA-stent group compared to BMS, with similar ultrastructures of the cells facing the arterial lumen. Western blot analyses identified a trend to an increased activation of p38 MAPK phosphorylation and its anti-proliferative effects on vascular SMC which could explain the results observed in the histomorphometric analyses.Immobilization of PEI was achieved through Michael addition and Shift base reaction on PDA coatings, and successfully enriched the surfaces with amino groups without decreasing cytocompatibility. Hemin was successfully grafted on the PDA-PEI surfaces via amide bounds (approximately 10ng of hemin per cm²). Hemin-coated surfaces demonstrated no superiority in-vitro or in-vivo to PDA alone.Conclusion: The expected pro-healing effect of PDA-coating on the arterial wall seems to be confirmed in this in-vivo model. This biocompatible polymer could intrinsically limit in-stent restenosis. Additionally, it also offers the possibility to immobilize many relevant drugs on its surface through amine functions providing potential synergistic effects

Les plaies chroniques présentent un risque d’infection entrainant un retard de la cicatrisation et des douleurs intenses. Ils restent un problème de santé publique car leur prise en charge génère un coût élevé. Les pansements à base d’argent sont largement utilisés pour traiter les plaies déjà infectées ou présentant un risque infectieux. Néanmoins, les effets toxiques de l’argent envers les fibroblastes et les kératinocytes entraînent une perception limitée de l’efficacité remettant en cause leur bénéfice. Dans ce contexte, le projet de thèse a consisté en la conception d’un pansement à libération de deux principes actifs : un sel d’argent pour traiter l’infection et de l’ibuprofène pour soulager la douleur. Le pansement est enrobé par un système multicouches (PEM) afin de ralentir la diffusion de l’argent vers la plaie et au même temps fournir un environnement humide. Dans un premier temps, un textile en polyester a d’abord été fonctionnalisé soit par le chitosan, soit par la β-cyclodextrine tous les deux réticulés par l’acide citrique afin de former des charges négatives en surface du polyester, pour ensuite charger l’argent dans le textile. Puis le système PEM a été construit par la technique de « dip-coating » en utilisant le chitosan comme polyelectrolyte positif et la poly-cyclodextrine comme polyelectrolyte négatif. Après, un traitement thermique a été réalisé pour stabiliser les assemblages. Le système PEM a présenté une évolution linéaire en terme de gain de masse en fonction du nombre de couches déposées. La quantité d’argent et d’ibuprofène chargé sur les supports a été de 240 μg/cm2 et de 200 μg/cm2, respectivement. D’autre part, le profil de libération de l’argent atteint 3 μg/cm2 à 72 heures tandis que la libération de l’ibuprofène est prolongée jusqu’à 6 heures dans le PBS, sous conditions statiques. Les études biologiques ont montré la cytocompatibilité du pansement vers les cellules épithéliales embryonnaires de poumon humain (lignée L132) et une excellente activité antibactérienne contre les souches S. aureus et E. coli. Finalement, une étude préliminaire a été réalisée in vivo chez la souris C3H/HE présentant une plaie infectée par E. coli. Les pansements testés ont été appliqués sur les plaies et maintenus pendant 3 jours. Seul le pansement ne contenant pas d’argent (contrôle négatif) présentait encore une colonisation par E. coli
Chronic wounds present a risk of infection, delaying the healing process and leading to severe pain. Chronic wounds represent a public health problem that generates high costs. Silver dressings are widely used to treat wounds already infected or with a risk of infection. Nevertheless, the toxic effect of silver toward fibroblasts and keratinocytes generates a perception lack of efficacy and cost effectiveness, and question their effectiveness as well as its safety. The goal of this work was to design a wound dressing releasing two active ingredients: a silver salt to treat the infection and ibuprofen to relieve the pain. The dressing was coated by a layer-by-layer (L-b-L) system to slow down silver diffusion into the wound and at the same time provide a moist environment to the wound. First, a nonwoven polyester textile was functionalized by chitosan or by β-cyclodextrin polymer, both crosslinked with citric acid under curing conditions to form a thermofixed negatively charged layer at the surface textile to then loaded silver onto the textile. Next, a L-b-L system was built on the support by alternating self-deposition of CHT as cationic polyelectrolyte and cyclodextrin polymer as anionic polyelectrolyte. A curing process was applied to stabilize the L-b-L system. L-b-L system showed a linear evolution of the weight gain in relation to number of layers formed. Loaded silver and ibuprofen reached up to 240 μg/cm2 and 200 μg/cm2 respectively. Silver was released up to 3 μg/cm2 after 3 days in PBS under static conditions, and ibuprofen was released up to 6 hours under the same parameters. Biological studies proved the dressing cytocompatibility using human lung normal cell lines (L132). In vitro microbiological evaluation showed greater antibacterial activity of the dressing against S. aureus and E. coli. Finally, a preliminary in vivo study was performed in C3H/HE mice with a wound infected by E. coli. The dressings tested were applied to the wounds and were maintained for 3 days. Only the free silver-dressing (negative control) showed a colonization by E. coli

Les enjeux environnementaux prennent une place majeure au sein de nos sociétés modernes. L’activité Humaine contribue à la dégradation de l’environnement et les industriels ont le devoir de limiter l’impact des solutions qu’ils proposent et mettent sur le marché. L’éco-conception est une des démarches de la conception pour le développement durable qui permet d’intégrer les aspects environnementaux en amont, lors des phases de développement. La pénétration de ses pratiques au sein d’industriels nécessite une intégration verticale et horizontale. L’intégration horizontale concerne les aspects stratégique, tactique et opérationnels tandis que l’intégration horizontale focalise sur les aspects de changement culturel et de facteurs humain. Cette thèse de doctorat s’intéresse à l’intégration de l’éco-conception au sein d’une entreprise multinationale pharmaceutique. L’objectif du projet s’est attaché à venir formaliser les concepts pour cette intégration dans l’industrie pharmaceutique afin de soutenir la transition des pratiques interne de ce secteur. La variété et complexité des aspects de l’éco-conception, ainsi que les défis à la fois techniques et organisationnelles de l’industrie pharmaceutique doivent être pris en compte afin de fournir une approche de transition cohérente. Les expérimentations de ces travaux ont été menées avec un partenaire, industriel pharmaceutique à l’échelle internationale, en collaboration avec les Arts et Métiers, campus de Paris. Les travaux menés ont permis de poser les bases d’un modèle d’intégration de l’éco-conception au sein de l’industrie pharmaceutique, avec des outils d’accompagnement associés
Environmental issues take a major place in our modern societies. Human activity contributes to the degradation of the environment and manufacturers have the duty to limit the impact of the solutions they offer and put on the market. Eco-design is one of the approaches of Design for Sustainability which makes it possible to integrate environmental aspects, during the development phases. The penetration of its practices within industrials requires vertical and horizontal integration. Horizontal integration concerns the strategic, tactical and operational aspects while horizontal integration focuses on the aspects of cultural change and human factors. This doctoral thesis focuses on the integration of eco-design within a multinational pharmaceutical company. The objective of the project was to formalize the concepts for its integration in the pharmaceutical industry in order to support the transition of internal eco-design practices in this sector. The variety and complexity of eco-design aspects, as well as both the technical and organizational challenges of the pharmaceutical industry must be taken into account in order to provide a coherent transition approach. The experiments for this work were carried out with a partner, an international pharmaceutical industry, in collaboration with the Arts et Métiers, Paris campus. The work carried out has made it possible to lay the foundations of an eco-design integration model within the pharmaceutical industry, with associated support tools

Les sialidases (SA) sont produites par de nombreux virus, bactéries et parasites. Le domaine catalytique (CAT) des SA bactériennes est souvent couplé à un domaine lectinique (CBM). Dans cette thèse, nous avons conçu des thiosialosides multivalents capables d’interagir simultanément dans les sites CAT et CBM des SA. L’activité inhibitrice des sialo-clusters formés a été testée sur les SA pathogènes de S. pneumoniae (NanA), V. cholerae (VcSA) et T. cruzi (TcTS). De forts effets synergiques ont été observés entre NanA et un poly-thiosialoside, où chaque motif sucre greffé possède une efficacité inhibitrice 3000 fois supérieure au composé monovalent de référence. Une étude approfondie de l’affinité de ce composé pour NanA, NanA CAT et NanA CBM, par résonnance plasmonique de surface et sur des biopuces a permis de proposer une explication à ce fort effet de synergie. Puis, nous avons développé des composés multivalents à base d’un inhibiteur plus puissant des sites CAT des SA, l’acide 2- désoxy-2,3-didéhydro-N-acétylneuraminique (DANA). Certains poly-DANA ont montré des concentrations inhibitrices subnanomolaires sur l’activité enzymatique de NanA, NanA CAT et de la SA de la bactérie commensale B. thetaiotaomicron (BtSA). Des études de modélisation moléculaire et l’obtention d’une structure cristallographique indiquent que cette forte interaction synergique s’effectue principalement sur la partie CAT et non sur le CBM des SA. L’ensemble de ces résultats suggère l’intérêt d’utiliser le concept de multivalence pour bloquer fortement la liaison des SA pathogènes aux sialosides de l’hôte, et inhiber leur activité catalytique
Sialidases (SA) are expressed by numerous viruses, bacteria and parasites. The catalytic domain (CAT) of bacterial SA is often flanked with a lectinic domain (CBM) that allows the enzyme to anchor to a sialoside surface for increasing its catalytic efficiency. In this work, we designed multivalent thiosialosides targeting both the CAT and CBM domains of SA. The inhibitory activity of the designed sialo-clusters was evaluated on pathogenic SA from S. pneumoniae (NanA), V. cholerae (VcSA) and T. cruzi (TcTS). Strong synergistic effects were observed between NanA and a synthetic polythiosialoside, where each grafted sugar unit has an inhibitory potency up to 3000 times higher than a reference monovalent thiosialoside. An in-depth study of the binding affinity of the multivalent thiosialosides for NanA and the truncated NanA CAT and NanA CBM domains was performed by surface plasmon resonance and by a biochip assay. Insight were provided in the binding mode operating. Then, we developed multivalent compounds based on a more potent inhibitor of the CAT domain, the 2-deoxy-2,3-dehydro-N-acetylneuraminic acid (DANA). Some poly-DANA showed inhibitory levels of the enzymatic activity in the subnanomolar range when assessed against NanA, NanA CAT or the SA from the commensal bacterium B. thetaiotaomicron (BtSA). Binding assays, molecular modeling studies, and crystallographic experiments suggest that this synergistic interactions probably occurs exclusively in the CAT and not the CBM domain. Altogether, these results suggest the interest of using the concept of multivalency to strongly inhibit the binding potency, and the catalytic activity of pathogenic SA

La perfusion intraveineuse (IV) est un acte de soins courant dans les services cliniques mais non dépourvu de risque. De nombreux paramètres influencent la vitesse d’administration (ou débit massique) des médicaments perfusés, en particulier les dispositifs médicaux employés pour l'administration d'un ou plusieurs produits. De part leurs caractéristiques, ces dispositifs peuvent générer des fluctuations plus ou moins importantes du débit massique du produit au cours de sa perfusion.La première partie de ce travail est une analyse de la littérature concernant l'impact des dispositifs médicaux sur le débit massique des médicaments délivrés par voie IV. Une revue systématique de la littérature sur cette thématique a retrouvé des études essentiellement in vitro portant sur tout facteur susceptible de modifier le débit ou la concentration du médicament administré.La première partie de nos travaux expérimentaux est consacrée à la prévention des variations intempestives du débit massique de la solution médicamenteuse perfusée au patient par voie IV. Le premier travail a montré in vitro la capacité d'un nouveau dispositif de perfusion multilumière à très faible volume interne (Multiline-8, Doran International, France) à prévenir les variations intempestives de débit massique dans un contexte de multiperfusion et lors d'un arrêt/reprise de l'hydratation. Le second travail a démontré in vitro l'impact de la conception du montage de perfusion sur la précision des doses de morphine administrées en analgésie contrôlée par le patient. L'utilisation d'un montage en Y à faible volume interne améliore significativement la précision de la dose de morphine délivrée lors des bolus et réduit la délivrance de morphine lors des périodes réfractaires. Ainsi, l'utilisation de dispositifs médicaux de perfusion à faible volume interne limite les variations de débit massique et par conséquent, leur impact clinique.La seconde partie de nos travaux est axée sur la prévention des incompatibilités médicamenteuses lorsque plusieurs traitements sont administrés simultanément. Le premier travail mené dans cette thématique a montré in vitro la capacité de dispositifs de perfusion multilumières à prévenir la survenue d'une incompatibilité physico-chimique entre deux médicaments réputés incompatibles (furosémide/midazolam). Nos résultats indiquent que trois facteurs ont un impact sur la compatibilité physique entre les produits : la concentration du médicament, le débit d'hydratation et la conception du dispositif de perfusion. Notre principale hypothèse est que les conditions de mélange des fluides diffèrent selon le dispositif de perfusion, modifiant le temps de contact entre les deux médicaments et la solution saline. Le second travail consiste en une quantification in vitro de la perte de médicament lors d'une incompatibilité médicamenteuse avec l'exemple de l'incompatibilité physique entre le furosémide et le midazolam. Notre étude a révélé que l'incompatibilité physique entre deux médicaments peut conduire à une réduction significative des quantités de produit délivrées au patient, même en l'absence de particules visibles. En effet, la précipitation du furosémide responsable de la formation de particules visibles et/ou non visibles a entraîné une perte du médicament estimée entre 10 et 15 %, en présence de midazolam. La prévention des incompatibilités constitue un enjeu majeur pour garantir la sécurité et l'efficacité des produits injectés.Les résultats de l'ensemble de nos études menées in vitro doivent être validés dans un contexte clinique afin de déterminer les conséquences du choix du dispositif sur l'efficacité et la sécurité des thérapeutiques IV administrées au patient
Intravenous (IV) infusion is a common medical act in clinical wards, although not without risk. Many factors affect drug delivery rate (or drug mass flow rate), especially medical devices used to administer one or more drugs. By their very features, these devices may generate more or less significant variations in drug mass flow rate during infusion.The first part of this work consisted in analysing published literature dealing with the impact of medical devices on drug mass flow rate when delivered intravenously. This systematic review revealed mainly in vitro studies on all factors likely to alter the flow rate or concentration of the drug infused.The first stage of our experimental work is dedicated to preventing hazardous disturbances in the mass flow rate of the drug solution infused intravenously to the patient. It showed in vitro the ability of a new multi-lumen infusion access device with a very low internal volume (Multiline-8, Doran International, France) to prevent such disturbances in drug delivery in the context of multi-infusion therapy and when interrupting and resuming carrier fluid flow. The second stage demonstrated in vitro the impact of infusion set characteristics on the accuracy of morphine doses in patient-controlled analgesia. The use of a low dead space volume Y-set significantly improved the accuracy of the morphine dose delivered during bolus and reduced morphine infusion during lockout intervals. Thus, the use of infusion devices with a very low internal volume minimises variations in drug mass flow rate and consequently, clinical impact.The second part of our work focused on the prevention of drug incompatibilities when several treatments are administered simultaneously. The first task accomplished on this topic showed in vitro the ability of multi-lumen infusion access devices to prevent the occurrence of physicochemical incompatibility between two drugs known to be incompatible (furosemide/midazolam). Our results indicate that three factors impact on physical compatibility between drugs: drug concentration, carrier flow rate and the design of the infusion device. Our main hypothesis is that fluid dynamics differ according to infusion devices which modify contact time between the two drugs and saline. The second task was an in vitro quantification of drug loss in the case of drug incompatibility using the example of furosemide and midazolam. Our study revealed that physical incompatibility between two drugs can lead to a significant reduction in drug delivery to the patient, even in the absence of visible particles. Indeed, furosemide precipitation resulting in the formation of visible and/or sub-visible particles led to a drug loss to the patient estimated at between 10% and 15% when midazolam was present. Preventing incompatibilities is a major challenge to ensure the safety and effectiveness of injectable drugs.The results of the whole of our in vitro studies must be validated in a clinical setting to determine the extent to which the choice of device affects the efficiency and safety of IV therapeutics administered to the patient

Ces cinquante dernières années ont été marquées par la percée des maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer. À ce jour, il existe uniquement des traitements symptomatiques. De plus, face à cette maladie multifactorielle, il apparaît donc nécessaire d’identifier et d’étudier de nouvelles cibles thérapeutiques. Parmi elles, le récepteur à l’adénosine A2A (A2AR) a fait l’objet de nombreuses études ces dernières années. En effet, ses antagonistes tels que la caféine ont montré de nombreux effets bénéfiques en permettant d’améliorer les performances cognitives par une diminution des dépôts amyloïdes et de la phosphorylation de la protéine Tau. Bien que plusieurs antagonistes d’A2AR aient atteint les phases cliniques, les efforts actuels sont maintenant dirigés vers le développement de nouveaux antagonistes avec de meilleures propriétés ADME. D’autre part, le récepteur métabotropique au glutamate 5 (mGluR5) et ses modulateurs allostériques négatifs jouent un rôle important dans les conditions physiopathologiques associées à la maladie d’Alzheimer. En effet, il a été montré que bloquer l’activité d’mGluR5 entraîne une diminution de la neurotoxicité et de la synaptoxicité du peptide amyloïde in vitro mais aussi in vivo. Basées sur des études de modélisation moléculaire, nous avons développé deux nouvelles familles d’antagonistes présentant un hétérocycle central quinazolinique et benzofuranique. Par la suite, nous avons mis en place une stratégie de ligands duaux ciblant de manière conjointe les récepteurs A2A et mGlu5. Les relations structure-affinité autour de ces deux hétérocycles nous ont permis d’identifier des composés d’affinité nanomolaire pour le récepteur A2A. Les travaux ont également conduit à l’obtention d’une nouvelle structure co-cristallisée. Parmi les composés développés, certains présentent une affinité micromolaire pour le récepteur mGlu5
The past fifty years have been marked by the breakthrough of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s. Unfortunately, only symptomatic treatments are available. Furthermore, facing this multifactorial disease, the search for new and innovative therapeutic targets becomes a major challenge. Among these targets, the adenosine A2A receptor (A2AR) has been the subject of much research in recent years. Indeed, it has been shown that A2AR antagonists such as caffeine improve memory performance as it reduces β-amyloid deposits and Tau-phosphorylation. Though several A2AR antagonists have reached clinical trials, current research efforts are focused on developing new antagonists with relevant ADME properties. On the other hand, negative allosteric modulators of the metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5) also play an important role in the pathological conditions associated with Alzheimer’s disease. It has been found that blocking the activity of mGlu5 reduces the neurotoxicity and synaptoxicity of the amyloid peptide in vitro but also in vivo. Based on a molecular modeling-guided design, we developed new A2AR antagonists with quinazoline and benzofuran as central scaffold and a dual ligands strategy targeting both A2A and mGlu5 receptors. Hit-to-lead optimization has led to nanomolar affinity compounds for A2AR and a new co-crystallized structure. Among them, some hit compounds have been identified with micromolar affinities towards mGluR5

En Europe, la transplantation hépatique fait face à une pénurie d’organes. De plus, ces organes sont menacés par le phénomène d’ischémie-reperfusion (I-R). Récemment, le LIRIC a montré l’implication du récepteur NOD1, un récepteur de reconnaissance de motifs moléculaires associés aux pathogènes, dans ce phénomène. Il a été montré que le récepteur NOD1 est un régulateur intrinsèque de la migration des polynucléaires neutrophiles (PNNs) et de leur capacité de phagocytose. Le récepteur NOD1 régule également l’interaction entre les PNNs et les hépatocytes et par conséquent, la lyse hépatique induite par les PNNs. Il a également été montré que les souris nod1-/- sont protégées des lésions hépatiques dans un modèle d’I-R. Dans ce modèle, les souris traitées avec ALINO73, un inhibiteur de la voie de signalisation de NOD1 décrit dans la littérature, analogue du SB711, sont également protégées des lésions hépatiques. Ainsi, développer des antagonistes NOD1 est une stratégie thérapeutique intéressante pour lutter contre le phénomène d’I-R lors de la transplantation hépatique.Le LIRIC a créé un modèle tridimensionnel virtuel du domaine de reconnaissance du ligand du récepteur NOD1, le domaine LRR. Ce modèle a permis d’identifier une série chimique potentiellement antagoniste du récepteur NOD1, la série des arylimidazoles et plus particulièrement une série de composés purinergiques substitués en positions C8 et N9._x000D_Ces antagonistes NOD1 potentiels ont alors été synthétisés via deux stratégies : une première qui consiste à synthétiser les dérivés purinergiques à partir du 5-aminoimidazole-4-carbonitrile correspondant en deux ou trois étapes ; une seconde, qui consiste à synthétiser ces composés à partir de l’adénine. Au total, cinquante-sept composés finaux ont été synthétisés. Une partie de ces composés a été évaluée in vitro afin de déterminer leur capacité à bloquer la voie de signalisation NFκB induite par NOD1.Ces composés seront également évalués par résonance plasmonique de surface (RPS) et par thermophorèse pour déterminer leur constante d’affinité avec le récepteur NOD1. Enfin, pour les antagonistes NOD1 identifiés, les paramètres ADME-Tox seront déterminés in vitro et les composés seront évalués dans des modèles ex vivo et in vivo pour leur capacité à limiter les lésions d’I-R hépatique
In Europe, liver transplantation is facing a lack of donation and the few available organs are threatened by the ischemia-reperfusion (I-R) phenomenon. Recently, the LIRIC revealed the role of NOD1, a cytoplasmic pattern recognition receptor, in this phenomenon. The NOD1 receptor is an intrinsic central regulator of polymorphonuclear neutrophils (PMNs) migration and phagocytic capacities. The NOD1 receptor regulates also the interaction between PMNs and hepatocytes and consequently the PMN-induced hepatocyte lysis. It is interesting to note that in an I-R model, nod1-/- mice are protected from hepatic I-R injuries. In this model, mice treated with ALINO73, a NOD1 signaling pathway inhibitor from the literature, analogue of SB711, are also protected from hepatic I-R injuries. These results suggest that the development of NOD1 antagonists is a potential therapeutic solution to minimize hepatic I-R injuries.A 3D virtual model of the NOD1 LRR domain, the recognition domain, was developed in the LIRIC. Using this model and a rational design strategy, a new chemical series as potential NOD1 antagonist was identified, the arylimidazole series and more exactly, a series of C8 and N9 disubstituted purinergic compounds.These potential NOD1 antagonists have been synthesized using two strategies: one by imidazole annulation in one or two steps, another one starting from adenine. A total of fifty-seven final compounds were obtained with moderate to good yields. Part of these compounds was evaluated using an in vitro assay to identify their capacity to block NOD1-mediated NFκB signaling pathway.These synthesized compounds will also be evaluated by surface plasmon resonance (SPR) and thermophoresis to determine their affinity for NOD1. The identified NOD1 antagonists will be evaluated in ex vivo and in vivo models after determining their ADME-Tox properties in vitro

La maladie d’Alzheimer est liée à deux processus physiopathologiques : les plaques amyloïdes (pathologie amyloïde) constituées d’agrégats de peptides Aβ et la dégénérescence neurofibrillaire (pathologie Tau) dû à l’accumulation de protéine Tau hyper- et anormalement phosphorylée. Actuellement, seuls des traitements symptomatiques sont proposés aux patients. Le développement d’un traitement curatif est donc un domaine de recherche très actif. Des travaux antérieurs du laboratoire ont permis de développer une famille de composés (MSBD) dont les chefs de file ont montré une action sur les deux pathologies de la maladie d’Alzheimer. Le meilleur représentant de cette famille, l’AZP2006, est actuellement en phase de développement clinique I. Les recherches sur l’identification de la cible de l’AZP2006 ont mené à la protéine p97/VCP, une cible qui suscite un intérêt grandissant dans le traitement de maladies neurodégénératives (MND).Les travaux de cette thèse ont porté sur plusieurs axes :1) Etude des interactions entre p97/VCP et les molécules développées. Des études exploitant la RMN-STD ont confirmé l’interaction entre l’AZP2006 et p97/VCP. Ces résultats préliminaires doivent cependant être confirmés par l’utilisation de techniques complémentaires. Des sondes chimiques basées sur la structure de l’AZP2006 ont été conçues et synthétisées dans le but de développer un test FRET permettant de quantifier l’affinité des ligands.2) Développement de ligands originaux de la protéine p97/VCP. A partir des ligands précédemment obtenus au laboratoire, un modèle pharmacophorique a été proposé. Des approches de screening virtuel et de conception de novo ont été menées, permettant l’identification de plusieurs structures chimiques. Quatre familles ont été développées au cours de ce travail. Les tests cellulaires ont montré un effet sur la sécrétion des peptides Aβ et le métabolisme de l’APP. Les composés sont actuellement testés pour leur action sur l’hyperphosphorylation de la protéine Tau. Un test en RMN-STD du meilleur ligand a montré une interaction avec la protéine p97/VCP.3) Développement de composés multi-action ciblant à la fois les deux pathologies de la maladie et l’inhibition de l’acétylcholineestérase (AChE). L’activité de ces composés a été validé in vitro (inhibition de l’AChE, sécrétion des peptides Aβ et métabolisme de l’APP et Tau). In vivo, l’un d’entre eux améliore les performances cognitives sur deux modèles transgéniques murins.Les résultats obtenus lors de cette thèse confirment le potentiel thérapeutique de p97/VCP dans les MND et proposent de nouvelles structures pour leur traitement
Two physiopathological processes are involved in Alzheimer’s disease: the senile plaques (amyloid pathology) consisting of Aβ peptide aggregates and neurofibrillary tangles (Tau pathology) caused by the accumulation of hyper and abnormal phosphorylated Tau protein. Currently, only symptomatic treatments are available. Therefore, the development of curative drugs is a very active research field. Previous work in the laboratory led to the discovery of a family of compounds (MSBD) which lead-compounds are active on both pathologies of the Alzheimer’s disease. A drug candidate, AZP2006, emerged from that research and is currently in phase 1 clinical trials. Investigations on the identification of the biological target of AZP2006 led to p97/VCP protein, a target that has attracted considerable attention over the last few years for the treatment of neurodegenerative diseases (NDD).This PhD thesis deals with three main aspects:1) Study of the interactions between p97/VCP and developed compounds. STD-NMR studies have confirmed the interaction between AZP2006 and p97/VCP, though these preliminary results have to be confirmed by complementary techniques. AZP2006-based chemical probes were designed and synthesized to develop a FRET-based binding assay in order to get a more quantitative characterization of the binding.2) Development of new p97/VCP ligands. Based on previous ligands developed in the laboratory, a pharmacophore model was built. Subsequent, virtual screening and de novo design led to the identification of several chemical structures. Four families were synthesized and tested in vitro showing a good effect on Aβ peptides secretion and APP metabolism. These compounds are being tested on Tau hyperphosphorylation. The binding to p97/VCP was confirmed by STD-NMR.3) Development of multi target compounds acting on both the two pathology of Alzheimer disease and acetylcholinesterase (AChE). Activities of these compounds were validated in vitro (inhibition of AChE, Aβ peptides secretion, APP metabolism and Tau). In vivo, one of the compounds increased cognitive performance in two mice transgenic models.The results obtained during this PhD confirmed the therapeutic potential of p97/VCP in NDD and proposed new structures for their treatment

La voie de signalisation Hippo est un acteur important dans le contrôle de la taille des organes, la prolifération et différenciation cellulaire et l’apoptose. Elle consiste en une cascade de kinases qui a pour fonction principale de réguler la phosphorylation des co-activateurs YAP et TAZ afin de contrôler leur import nucléaire et leur interaction avec les facteurs de transcription TEAD1-4 (Transcriptional enhancer associate domain). La formation des complexes YAP/TAZ-TEAD1-4 induit l’expression de gènes jouant un rôle important dans de nombreux processus cellulaires tels que l'adhésion, la migration, la prolifération, la différenciation, la survie, l'apoptose et la sénescence des cellules. La surexpression de YAP, TAZ et TEAD dans de nombreux cancers justifient l’intérêt de ces complexes comme cibles thérapeutiques innovantes dans le traitement des cancers.Les structures cristallographiques des complexes YAP/TAZ-TEAD1-4 disponibles montrent trois interfaces d’interaction entre les deux protéines dont deux semblent essentielles. De plus, TEAD1-4 possèdent une poche interne hydrophobe contenant une cystéine pouvant être S-palmitoylée ou myristoylée. Cette acylation semble importante pour la stabilité de la protéine et une perte de cette modification post-traductionnelle affecte l’interaction YAP/TAZ-TEAD. Les protéines TEADs présentent donc plusieurs sites « druggable ».A partir des données antérieures, nous avons développé trois familles de molécules. La première est une exemplification d’un composé identifié précédemment par criblage virtuel comme ligand potentiel de l’interface 3. Les composés de la seconde famille de molécules se sont avérés être des ligands de l’interface 2 révélant, en se liant à TEAD, une poche cryptique inattendue. La troisième famille de molécules cible spécifiquement la poche interne de TEAD. Les molécules synthétisées ont été co-cristallisées avec TEAD2 et sept structures cristallographiques ont été obtenues avec des résolutions satisfaisantes. L’affinité de certains composés pour TEAD2 a été mesurées par résonance plasmonique de surface et thermophorèse à petite échelle. Finalement, l’activité biologique de nos molécules a été évaluée sur cellules HEK293T (TEAD-luciferase reporter plasmid) et sur cellules MDA-MB-231 (expression protéique des gènes cibles)
The Hippo signaling pathway is an important player in the control of organ size, cell proliferation, differentiation, and apoptosis. It consists of kinases cascade which regulate the phosphorylation of coactivators YAP and TAZ in order to control their nuclear import and their interaction with TEAD1-4 (Transcriptional enhancer associate domain). The formation of the YAP/TAZ-TEAD1-4 complexes leads to the expression of genes involved in cell adhesion, migration, proliferation, differentiation, apoptosis, and senescence. YAP, TAZ and TEAD are overexpressed in several cancers and targeting these YAP/TAZ-TEAD complexes appears as an innovative strategy for the cancer treatment.The available crystal structures of YAP/TAZ-TEAD1-4 complexes show three interfaces between both proteins, two of them are essential for maintaining the protein-protein interaction. In addition, TEAD1-4 possesses an internal hydrophobic pocket containing a cysteine which can be S-palmitoylated or myristoylated. This acylation seems to be important for the stability of the protein and the loss of this post-translational modification affects the YAP/TAZ-TEAD interaction. Therefore, TEAD1-4 present differents druggables sites which can be targeted.From previous results, we have prepared three series of molecules. In a first series, we examplified a compound which was previously identified through a virtual screening against interface 3. Compounds of the second series were found to be ligands of interface 2 and revealed the existence of a unexpected crytic site. The third series of molecules specifically targeted the internal pocket of TEAD. TEAD2 crystals were soaked with the new synthesized molecules and seven co-crystals with a satisfactory resolution were obtained. The affinity of some relevant compounds for TEAD2 was measured by surface plasmon resonance and microscale thermophoresis. Finally, the biological activity of our compounds was evaluated on HEK293T cells (TEAD-luciferase reporter plasmid) and MDA-MB-231 cells (protein expression of target genes)