Дисертації з теми "Molécules bioactives – Emploi en thérapeutique"

Le syndrome métabolique est un état physiopathologique, dont l’hyperglycémie, les dyslipidémies et l’obésité abdominale sont les principaux facteurs de risques métaboliques. Ce syndrome peut également être associé à l’inflammation, l’insulino-résistance, le stress oxydant ainsi que la stéatose hépatique non alcoolique (SHNA). Les acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI oméga-3), issus des huiles de poissons, ont des effets protecteurs vis-à-vis des perturbations métaboliques associées à l’obésité. Dans un contexte économique et environnemental défavorable à la production d’huile de poisson, les micro-algues marines pourraient constituer une source alternative d’AGPI oméga-3 et présenter un intérêt pour la nutrition humaine. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’impact des micro-algues marines Phaeodactylum tricornutum (Phaeo), Tisochrysis lutea (Tiso) et Diacronema lutheri (Dia), utilisées en tant que complément alimentaire à la dose de 12%, chez des rats Wistar soumis à un régime hyperlipidique. Les effets des extraits de lipides et de caroténoïdes totaux, issus de Phaeo, ont ensuite été étudiés in vitro sur des cellules de foie humain HepG2 traitées au palmitate, dans le but de mimer la SHNA. In vivo, les trois micro-algues étudiées ont présenté un effet préventif vis-à-vis du syndrome métabolique et des perturbations physiologiques associées, avec une meilleure efficacité pour Phaeo. In vitro, l’effet préventif des extraits de lipides et de caroténoïdes issus de Phaeo a été montré vis-à-vis de l’accumulation hépatique des triglycérides et du cholestérol
Metabolic syndrome is a pathophysiological state, including hyperglycemia, dyslipidemia and abdominal obesity as the main metabolic risk factors. This syndrome can also be associated with inflammation, insulin resistance, oxidative stress and nonalcoholic hepatic steatosis (NAFLD). Omega 3 polyunsaturated fatty acids (omega 3 PUFA) from fish oils exert protective effects against metabolic disorders associated with obesity. In an unfavourable economic and environmental context of fish oil production, marine microalgae could be an alternative source of omega 3 PUFA and have an interest for human nutrition. The objective of this work was to study the impact of the marine microalgae Phaeodactylum tricornutum (Phaeo), Tisochrysis lutea (Tiso) and Diacronema lutheri (Dia), used as food supplement, at a dose of 12%, in high-fat fed Wistar rats. The effects of extracts of total lipids and carotenoids from Phaeo were studied in vitro on palmitate-treated human hepatic HepG2 cells to mimic NAFLD. In vivo, the three studied microalgae have preventive effects on metabolic disturbances associated with the metabolic syndrome, with a greater efficiency for Phaeo. In vitro, the study demonstrated the preventive effect of lipid and carotenoid extracts from Phaeo, in the hepatic accumulation of triglycerides and cholesterol

L’accès à de nouveaux composés hétérocycliques originaux biologiquement actifs, constitue l’un des principaux objectifs de notre groupe de recherche. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse ont pour but principal, la conception de trois nouvelles familles de composés hétérocycliques contenant un motif pyrazolique susceptibles de présenter des activités biologiques, à savoir les pyrido[1',2':1,5]pyrazolo[4,3-d]pyrimidine, les pyrrolo[3,4-c]pyrazoles et les pyrazolo[5,1-b]thiazoles. Ce manuscrit est essentiellement dédié à un travail de méthodologie décrivant les différentes voies d’accès à ces hétérocycles originaux, tricycliques et bicycliques potentiellement modulables. La réactivité de ces synthons clés est ensuite étudiée avec divers procédés de fonctionnalisation palladocatalysés (Activation au PyBrOP-(hétéro)arylation, Liebeskind-Srogl, Suzuki-Miyaura, Buchwald-Hartwig, C-H arylation, substitution nucléophile aromatique) pour élaborer d’intéressantes chimiothèques construites autour de ces structures inédites, ouvrant ainsi de nombreuses perspectives pharmacologiques
The access to new original biologically active heterocyclic compounds, is one of the main objectives of our research group. In this context, the main purpose of this thesis is the design of three new families of heterocyclic compounds containing a pyrazolic motif that may exhibit biological activities, namely pyrido[1',2': 1.5]pyrazolo[4,3-d]pyrimidine, pyrrolo[3,4-c]pyrazole and pyrazolo[5,1-b]thiazole.This manuscript is essentially dedicated to a methodology work describing the different routes of access to these originals and potentially modular tricyclic and bicyclic precursors. The reactivity of these key synthons is then studied towards aromatic nucleophilic substitutions reactions and various pallado-catalyzed methods of functionalization (Activation with PyBrOP- (hetero) arylation, Liebeskind-Srogl, Suzuki-Miyaura, Buchwald-Hartwig, C-H arylation, aromatic nucleophilic substitution) to develop interesting libraries built around these unusual structures, thus opening numerous pharmacological perspectives

Certains antagonistes du récepteur AT1 (« angiotensin II type 1 receptors ») utilisés dans le traitement de l'hypertension artérielle ont par la suite également montré une activité au niveau de PPAR[gamma] (« Peroxisome Proliferator Activated Receptor [gamma] »), un récepteur impliqué dans la régulation du métabolisme du glucose. Cela constitue une nouvelle approche thérapeutique vers un traitement concomitant de l'hypertension artérielle et du diabète de type II, qui sont souvent associés. Dans ce contexte, nous nous sommes dirigés vers la conception rationnelle de molécules capables d'interagir à la fois sur les deux récepteurs impliqués dans ces affections. Pour cela, nous avons utilisé le concept de « designed multiple ligand » tel qu'il a été défini par certains chercheurs de l'Industrie pharmaceutique. Nous l'avons appliqué en combinant les pharmacophores propres aux antagonistes du récepteur AT1 et aux agonistes de PPAR[gamma], afin de générer une série diversifiée de composés. Afin de diriger la conception de ces molécules, nous avons par ailleurs réalisé des expérimentations de modélisation moléculaire (« docking ») sur PPAR[gamma]. Cela nous a conduits à développer une nouvelle méthode dans le but de prédire le caractère agoniste des composés étudiés. Enfin les molécules ont été évaluées pour leurs propriétés antagonistes AT1 et agoniste PPAR[gamma]. D'intéressantes relations structures activités ont été dégagées
Some angiotensin II-type 1 receptor (AT1) antagonists, used for blood pressure control, exhibit also an activity on peroxisome proliferator activated receptor [gamma] (PPAR[gamma]), which is involved in the control of glucose metabolism. Such compounds could be promising drugs for the treatment of both hypertension and type II diabetes, which are often concomitant. Therefore, we have rationally designed molecules potentially able to interact with both receptors involved in these diseases. We used the "design multiple ligands" concept, as previously developed by industrial pharmacists, to build up a diversified molecule set via combination of both pharmacophores of AT1 and PPAR[gamma] receptor antagonists and agonists, respectively. Molecular modeling experiments (docking) on PPAR[gamma] were conducted to rationalise the synthesis and allow us to predict in some extent the agonistic activity of the studied compounds

Dans ce projet de recherche, les propriétés antibactériennes et le potentiel anti-destruction tissulaire des polyphénols du thé vert, plus particulièrement l’épigallocatéchine-gallate (EGCG), ont été évalués. Dans un premier temps, l’effet antibactérien d’un extrait de thé vert et de l’EGCG a été déterminé sur trois bactéries parodontopathogènes d’importance, soit Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans et Fusobacterium nucleatum. Les concentrations minimales inhibitrices se sont avérées être entre 1000 et 62,5 µg/ml. De plus, des effets synergiques et additifs des polyphénols du thé vert ont été observés lorsqu’utilisés en association avec le métronidazole ou la tétracycline, des antibiotiques couramment utilisés en thérapie parodontale. Dans un deuxième temps, un modèle de co-culture constitué de fibroblastes gingivaux intégrés dans un gel de collagène et recouvert de macrophages a été utilisé pour évaluer la capacité des polyphénols du thé vert à inhiber la sécrétion de métalloprotéinases matricielles (MMPs), notamment les MMP-3, MMP-8 et MMP-9. Il a été démontré que les polyphénols du thé vert atténuent la sécrétion des MMPs par le modèle de co-culture. En conclusion, les résultats de cette étude ont apporté des évidences supportant le potentiel des polyphénols du thé vert en vue d’une utilisation préventive et thérapeutique pour le contrôle des maladies parodontales.

La recherche de nouvelles molécules bioactives utilisables en thérapeutique est un enjeu majeur de santé publique en particulier dans le traitement de certaines maladies telle que les infections bactériennes.La résistance naturelle des bactéries et la surutilisation des antibiotiques ont entraîné la sélection de bactéries pathogènes résistantes à de multiples médicaments. Depuis les dernières décennies, la résistance aux antibiotiques conventionnels a limité les options thérapeutiques, entraînant une augmentation significative de la mortalité et de la morbidité dans les hôpitaux. En outre, depuis 1970, seules deux nouvelles classes d'antibiotiques ont été mises sur le marché. Les venins constituent une source riche de substances naturelles pharmacologiquement actives uniques et novatrices, tels que les peptides antimicrobiens (PAMs) qui représentent une alternative originale pour remédier à ce problème de santé publique.Dans notre étude, parmi les 200 venins d’animaux étudiés pour leurs propriétés antibactériennes, au moins six PAMs ont été isolés à partir d’un venin d’insecte. Le peptide 1 original inhibe la croissance des bactéries Gram positives et négatives mais présente une forte hémotoxicité (IT = 1,6-3,2). La synthèse en phase solide d’analogues structuraux a permis d’identifier R1W8 et I1N11, moins toxiques (IT = 18 et >800 respectivement). Les résultats préliminaires de l’étude du mécanisme d’action suggèrent que ces peptides agissent contre les bactéries par perméabilisation de leur membrane cytoplasmique. Ces peptides peuvent servir de modèles pour l’élaboration de nouveaux agents antimicrobiens
The research for new bioactive molecules which can be used in therapeutic is a major public health issue, particularly in the treatment of certain diseases such as bacterial infections.The natural resistance of bacteria consecutive to overuse of antibiotics have resulted in the selection of pathogenic multi-drug resistant bacteria. Over the last few decades, resistance to conventional antibiotics has limited treatment options, resulting in a significant increase in mortality and morbidity in hospitals. Moreover, since 1970, only two new classes of antibiotics have been placed on the market. Venoms are known to be a rich source of unique and innovative pharmacologically active substances, such as antimicrobial peptides (PAMs), which represent an original alternative to small molecules for the development of new active and non-resistance inducing antibiotics.In our study, among the 200 venoms of animals studied for their antibacterial properties, at least six PAMs were isolated from an insect venom. The original peptide 1 inhibits the growth of Gram positive and negative bacteria but shows a high hemotoxicity (TI = 1,6-3,2). The solid phase synthesis of structural analogs allowed to identify R1W8 and I1N11, less toxic (TI = 18 et >800 respectively). The preliminary results of the action mechanism study suggest that these peptides have a pore-forming action on bacteria cytoplasmic membrane. These peptides can be used as models for the development of new antimicrobial agents

Les molécules actuellement utilisées dans la chimiothérapie anticancéreuse sont pour la majorité d’origine végétale mais peuvent aussi provenir d’organismes marins ou de microorganismes. Ces molécules bien qu’ayant des cibles moléculaires différentes, induisent dans la majorité des cas une mort cellulaire par apoptose. Or ces dernières années le développement d’une chimiorésistance des cellules cancéreuses vis à vis de ce type de molécules s’est particulièrement accru. Face à cette situation le besoin de trouver de nouvelles molécules avec des mécanismes d’action différents se fait de plus en plus pressant. Dans cette perspective nous avons évalué le potentiel anticancéreux des alcaloïdes du Pavetta crassipes K Schum, du Kalanchoe blossfeldiana Poelln, de l’isostrychnopentamine (ISP) isolée du Strychnos usambarensis Gills et de 14 phytotoxines d’origine fongique. Nous avons évalué leurs activités inhibitrices de croissance in vitro sur des lignées humaines cancéreuses de glioblastome (U373), d’oligodendrogliome (Hs-683), de poumon non à petite cellule (A549), de prostate (PC3), de sein (MCF7), d’œsophage (OE21), de mélanome (SKMEL-28) et des lignées murines de mélanome (B16F10) et de carcinome mammaire (MXT). Ces différentes lignées sont décrites dans la littérature comme ayant des niveaux variables de sensibilité aux molécules inductrices d’apoptose. Nous montrons ainsi dans notre travail que l’isostrychnopentamine ou encore des extraits issus de Pavetta crassipes K Schum ont in vitro des activités anticancéreuses intéressantes quelque soit la sensibilité de la lignée cellulaire aux stimuli pro-apoptotiques. De surcroit les lignées connues pour avoir un certain niveau de résistance à l’apoptose sont plus sensibles (IC50 ~ 1µM) aux effets de ces deux fractions que les lignées cancéreuses ou normales habituellement sensibles à l’apoptose (IC50 ~ 2,5µM). Les taux comparatifs d’apoptose induite par l’isostrychnopentamine dans 2 lignées dites résistantes à l’apoptose (U373 et A549) montrent une complète indépendance du taux de sensibilité à l’apoptose de ces lignées. Cette situation laisse penser que l’apoptose n’est pas le mécanisme d’action principale de la molécule. L’évaluation du potentiel anticancéreux des 14 phytotoxines d’origine fongique sur des lignées cellulaires de cancer humain et murin nous a permis de retenir deux phytotoxines (le bislongiquinolide et le dihydrotricodimerol) pour des investigations plus poussées. En effet les résultats obtenus en vidéomicroscopie indiquent que ces deux phytotoxines ont un effet cytostatique qui in fine conduit à un effet cytotoxique.
Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
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L’adénocarcinome pancréatique canalaire (PDAC) est un cancer de mauvais pronostic en partie en raison de la résistance aux traitements conventionnels de chimiothérapie ou de radiothérapie. Certaines substances bioactives issues de l’alimentation (BFCs), prooxydantes sont capables de potentialiser l’action cytotoxique des drogues conventionnelles dans le PDAC. Par ailleurs ces BFCs pourraient augmenter les cassures de l’ADN induites par les radiations ionisantes. Objectifs : évaluer l’action combinée de BFCs en association avec la chimiothérapie et la radiothérapie dans des modèles de PDAC et identifier les mécanismes impliqués dans la chimio/radiosensibilisation. Méthodes : La survie cellulaire a été évaluée in vitro en présence de BFCs en combinaison sur 4 lignées tumorales pancréatiques. La production d’espèces réactives de l'oxygène (ROS) a été mesurée par cytométrie en flux et par microscopie à fluorescence. Les mécanismes moléculaires ont été décryptés par western-blot (voies de signalisation) et cytométrie en flux (cycle cellulaire et apoptose). Enfin nous avons évalué l’association de BFCs en gavage avec la chimiothérapie par gemcitabine intrapéritonéale et avec la radiothérapie de 2 Gy par fraction in vivo, sur des greffes sous-cutanée de cellules CAPAN-2. Résultats : In vitro, le resvératrol (R), la capsaïcine (C) et le sulforaphane (S) étaient cytotoxiques avec effet inhibiteur significativement plus élevé en combinaison (R+C), (C+S) ou (R+C+S), sans effet sur les fibroblastes. Par ailleurs, les combinaisons potentialisaient l’action autrement limitée de la gemcitabine sur les cellules testées in vitro. In vivo, l’addition de R+C au traitement par gemcitabine à dose réduite a permis une régression tumorale équivalente à celle obtenue avec la gemcitabine à pleine dose. Par ailleurs, in vitro, l’ajout des BFCs seuls et combinés à la radiothérapie augmente de façon significative la toxicité cellulaire sur la lignée épithéliale CAPAN-2, comparé au traitement par radiothérapie seule comme aux traitements par BFCs seuls ou combinés. In vivo, la combinaison R+C associée à la radiothérapie a permis une diminution significative des volumes tumoraux comparée à la radiothérapie seule. L’étude des voies de signalisation a montré une augmentation de protéines pro-apoptotiques avec l’association R+C, en rapport avec une induction augmentée de ROS, mais aussi, de façon surprenante, une inhibition de la réparation de l’ADN par inhibition de la phosphorylation d’ATM. Ces deux effets combinés précipitaient la mort des cellules tumorales. Conclusions : Les combinaisons de R+C ont un effet chimiosensibilisant et radiosensibilisant dans un modèle préclinique de PDAC, avec des mécanismes moléculaires identifiés pertinents dans le contexte des thérapies testées. En associant les BFCs, à la chimioradiothérapie avec gemcitabine, on peut espérer une double potentialisation de la radiothérapie et de la chimiothérapie, en augmentant l’efficacité de la RT, et en diminuant la dose de gemcitabine associée pour une même efficacité et une meilleure tolérance du traitement.Mots clés : Cancer du pancréas, Substances bioactives issues de l’alimentation, radiothérapie, chimiothérapie, resvératrol, capsaïcine
Background: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is of poor prognosis in part because of resistance to conventional treatments such as chemotherapy or radiotherapy. Some naturally occurring bioactive food components (BFCs), with pro-oxidant properties are able to potentiate the cytotoxic action of conventional drugs in the PDAC. In addition, these BFCs could increase the DNA breaks induced by ionizing radiation. Objectives: To evaluate the combined action of several BFCs in combination with chemotherapy and radiotherapy in PDAC models and to identify mechanisms involved in chemo / radiosensitization at the cellular and molecular levels. Methods: Cell survival was evaluated in vitro in the presence of BFCs in combination on 4 pancreatic tumor cell lines. The production of reactive oxygen species (ROS) was measured by flow cytometry and fluorescence microscopy. Molecular mechanisms have been decrypted by western blot (signaling pathways) and flow cytometry (cell cycle and apoptosis). Finally, we evaluated the association of BFCs in gavage with intraperitoneal gemcitabine chemotherapy and with radiotherapy (2 Gy/fraction) in vivo, on subcutaneous CAPAN-2 cell xenografts. Results: In vitro, resveratrol (R), capsaicin (C) and sulforaphane (S) were cytotoxic with significantly higher inhibitory effect in combination (R + C), (C + S) or (R + C + S), without effect on fibroblasts. In addition, the combinations potentiated the otherwise limited action of gemcitabine on cells tested in vitro. In vivo, the addition of R + C to treatment with gemcitabine at reduced dose allowed tumor inhibition equivalent to that obtained with gemcitabine at full dose. Furthermore, in vitro, the addition of BFCs alone and in combination with radiotherapy significantly increases cellular toxicity on the CAPAN-2 epithelial line, compared to radiotherapy alone and BFCs alone or combined. In vivo, the combination R + C associated with radiotherapy allowed a significant decrease in tumor volumes compared to radiotherapy alone. The study of signaling pathways showed an increase of proapoptotic proteins with the association R + C and radiotherapy, in relation with an increased induction of ROS, but also, surprisingly, an inhibition of the repair of the DNA by inhibition of ATM phosphorylation. These two combined effects precipitated the death of the tumor cells. Conclusions: Combinations of R + C have a chemosensitizing and radiosensitizing effect in a preclinical model of PDAC, with identified molecular mechanisms relevant in the context of the therapies tested. By combining BFCs with radiochemotherapy with gemcitabine, we can hope for a double potentiation of radiotherapy and chemotherapy, by increasing the effectiveness of RT, and by reducing the dose of gemcitabine associated for similar efficiency and better tolerance treatment

Les propriétés chaperonnes de la NCp7 permettent de réarranger les acides nucléiques de manière à favoriser leurs conformations les plus stables. Ces propriétés sont indispensables à la réplication virale du VIH-1. Nous avons utilisé et développé différentes approches expérimentales basées sur des techniques de fluorescence pour approfondir la compréhension de ces propriétés à l'échelle moléculaire. En utilisant la fluorescence résolue en temps de la 2-Aminopurine, nous avons ainsi caractérisé la liaison de la NCp7 de manière site-spécifique. Nous avons également montré que la restriction de la mobilité locale des bases oligonucléotidiques en réponse à la liaison de la NCp7 constitue une composante mécanistique essentielle de l'activité chaperonne. Nos études ont permis de mieux comprendre le rôle de la NCp7 dans les mécanismes réactionels impliqués lors des étapes du premier et du second saut de brin au cours de la réverse transcription. Enfin, nous avons développé une approche par spectroscopie de fluorescence à l'échelle de la molécule unique afin d'étudier la dynamique de la liaison de la NCp7 sur les acides nucléiques
The NCp7 chaperone properties constitute a set of features allowing the NCp7-directed folding of nucleic acids into their most stable conformations. These properties are critical for the viral replication of HIV-1. We used and developed different experimental approaches based on fluorescence techniques in order to further characterize these properties at the molecular level. Using time-resolved fluorescence of 2-aminopurine, we characterized site- specfically the binding of NCp7. We demonstrated that the restriction of the local base mobility in response to the NCp7 binding is a key mechanistic component of the NCp7 chaperone activity. Our studies allowed us to further understand the role of the first and second strand transfer involved in the reverse transcription. Finally, we developed a single-molecule fluorescence spectroscopy setup to study the binding kinetics of NCp7 onto oligonucleotides

Les protéines de transfert de lipides (LTP) sont de petites protéines basiques appartenant à la famille des protéines de fixation de lipides. Leur repliement assure en leur sein une cavité hydrophobe capable de piéger diverses molécules hydrophobes et de les transférer d'une membrane vers une autre. Par spectroscopie de fluorescence, nous avons montré que la LTP1 avait une affinité de l'ordre du æM vis à vis de quatre sphingolipides dont le n-palmitoyl sphingomyeline, un constituant essentiel de la peau. Une affinité du même ordre a été déterminée pour les éthers phospholipides (antitumorales et antiparasitaires). Des résultats intéressant, mais non quantifiable, ont également été obtenus avec l'amphotéricine B et le kétoconazole (antifongiques et antiparasitaires). Des essais sur la forme intracellulaire de Leishmania mexicana ont montré que l'encapsulation d'antiparasitaire par la LTP1 n'affectait pas l'activité du médicament in vitro. De plus, des tests réalisés sur des cellules de souris contaminées par la forme intracellulaire du parasite démontrait que l'encapsulation de l'amphotéricine B, de l'edelfosine et de la miltefosine augmentait leur activité inhibitrice d'un facteur variant de 5 à 30. Sur Aspergillus fumigatus, cette méthode d'encapsulation permettait de maintenir 100% de l'activité antifongique in vitro à l'exception de l' amphotéricine B pour laquelle l'activité inhibitrice avait triplée. De même, l'activité de l'amphotéricine B, de l'edelfosine et du kétoconazole a été augmentée respectivement de 2, 5 et 10 fois contre Candida albicans. Un modèle murin de candidose systémique a permis de montrer que l'encapsulation du kétoconazole permettait d'augmenter de 50% le pourcentage de survie des souris et de mieux protéger les tissus cardiaques et hépatiques comparé au kétoconazole libre. . . [etc. ]

Une recherche de molecules d'origine vegetale a visee cardiovasculaire presentant une affinite pour les recepteurs v1a de la vasopressine (avp) a ete entreprise. Des antagonistes v1a specifiques, non peptidiques et de bas poids moleculaires, pourront servir de point de depart a de futurs medicaments. 251 extraits bruts de plantes choisies selon plusieurs criteres (donnees ethnopharmacologiques, travaux phytochimiques et pharmacologiques connus, disponibilite des vegetaux) ont ete etudies dans le test biochimique in vitro avp(v1a). Ce criblage oriente a eu pour but de selectionner des plantes dont les extraits etaient actifs (eschscholtzia californica, vetiveria zizanioides, ruta graveolens) sur lesquels ont ete engages des travaux de purification de facon a isoler leurs principes actifs: chelerythrine, sanguinarine, khusimol, pheophorbide a. Parallelement, un criblage de 202 molecules naturelles a permis de mettre en evidence 18 molecules actives appartenant a cinq familles chimiques differentes (alcaloides steroidiques, saponines steroidiques, saponines triterpeniques, quinones et derives anthraceniques). Des evaluations biochimiques concernant l'affinite, la competitivite et la selectivite de ces molecules, ont ete realisees. Une serie chimique a permis de contribuer a l'optimisation (grace a des relations structure/activite) de puissants antagonistes v1a non peptidiques de l'avp, actifs in vitro et in vivo, actuellement en cours de developpement preclinique

Le cancer est un problème majeur de santé public avec une estimation de plus de 1,3 millions de décès en Europe pour l'année 2013. La recrudescence de résistances vis-à-vis des traitements chimio-thérapeutiques conduit à la recherche de nouvelles substances actives, notamment au sein d'organismes naturels, qui représentent une source infinie de molécules de structure très hétéroclite pouvant avoir des applications thérapeutiques très variées. Dans la première partie de ce projet, nous avons étudié l'effet de la curcumine, molécule extraite à partir du rhizome du Curcuma longa, sur la voie de signalisation Wingless (Wnt) dans le cas du cancer de la prostate. Nos résultats ont démontré que cette molécule naturelle peut être considérée comme une alternative non-toxique pour prévenir la progression du cancer de la prostate et en éradiquer le stade précoce androgéno-dépendant. La seconde partie de notre projet a consisté en l'isolement de molécules anti-cancéreuses à partir de la plante carnivore Dionaea muscipula. Après avoir sélectionné et identifié une substance qui s'est révélé être de la plumbagine, nous avons étudié les raisons pouvant expliquer la différence de cytotoxicité de cette dernière sur des lignées hématopoïétiques. Nos résultats laissent penser que cette molécule affecte les groupements thiols de certaines protéines. En conclusion, ces études du potentiel chimiopréventif de la curcumine dans le cancer de la prostate et celui de la plumbagine dans les leucémies présentent ces molécules d'origine naturelle comme de bons candidats pouvant servir de base au développement des futurs médicaments anti-cancéreux
Today, cancer has become a major public health problem and we estimate more than 1.3 million cancer-related deaths in Europe in 2013. The emergence of cancer resistances towards chemotherapeutic treatments forces to the discovery of new drugs. Natural organisms are a virtually inexhaustible source of molecules structurally very heterogeneous and having varied therapeutic applications. In the first part of this project, we studied the effect of curcumin, a molecule isolated from the roots of Curcuma longa, on the Wingless (Wnt) signalling pathway in the case of prostate cancer. Our results emphasize the chemopreventive potential of curcumin in prostate cancer. This natural molecule can be considered as an alternative modality, non-toxic to prevent the progression of prostate cancer and to eradicate the androgen-dependent early stage. The second part of the project involved the isolation of anti-cancer molecules from the carnivorous plant Dionaea muscipula. After selection and identification of a substance which turned out to be plumbagin, we investigated the possible reasons for the differential plumbagin sensitivity of hematopoietic cell lines. Our results suggest that this molecule affects the thiol groups of some proteins. In conclusion, the example of curcumin as chemopreventive agent in the development of prostate cancer and plumbagin in the treatment of leukemia have shown that naturally occurring substances are excellent candidates for the development of future anti-cancer drugs

La neurofibromatose de type 1 (NF1) représente la maladie génétique autosomale dominante la plus fréquente en France, après la mucovisidose, avec une incidence de 1 individu sur 3500. Il s'agit d'une pathologie multi-systémique présentant un tableau clinique varié. Parmi la pléthore de symptôme, sont comptées des manifestations neurocutanées telles que les taches « café-au-lait » (zone d'hyperpigmentation localisée) et les neurofibromes (tumeurs bénignes de la gaine périphérique de la myéline) mais également des défauts osseux et des troubles cognitifs. La pénétrance de NF1 est complète mais la manifestation et la sévérité des symptômes peuvent varier d'un individu à l'autre. Le gène NF1 responsable de la maladie, localisé sur le chromosome 17, est un gène suppresseur de tumeur qui code pour la neurofibromine. Dans le but de développer un modèle cellulaire humain pertinent pour l'étude des défauts osseux associés à NF1, nous avons utilisé des cellules souches induites à la pluripotence porteuse de la mutation causale NF1 (hiPS-NF1). Dans ces travaux, nous avons montré qu'une perte d'expression de la neurofibromine dans les ostéoblastes dérivés de hiPS-NF1 reproduisait le phénotype d'ostéogénèse réduite et qu'il était possible d'améliorer la capacité des hiPS-NF1 à se différencier en ostéoblaste à l'aide de molécules pharmacologiques. Toujours dans le but de proposer un modèle cellulaire humain le plus relevant possible, nous avons développé des lignées isogéniques avec la technologie CRISPR/Cas 9 afin d'étudier l'impact d'une perte partielle ou totale de l'expression de la neurofibromine sur le phénotype osseux. En parallèle, afin de pouvoir étudier un autre phénotype associé à NF1, un protocole de différenciation de cellules de Schwann sous culture définie en utilisant des facteurs de croissance et des molécules de signalisation, a partir des hiPS a été développé. Des cellules de Schwann-like ont été obtenues en 30 jours en engagement la différenciation des cellules souches vers la crête neurale afin d'induire l'émergence de précurseurs de cellules de Schwann par l'action de molécules telles que le récepteur de type I du TGF-ß (SB431542), l'hereguline ß1, l'IGF1, le FGF2 et un activateur de WNT3a (CHIR99021). L'analyse par q-PCR montre une augmentation des marqueurs de différents stades de différenciation de la cellule de Schwann : crête neurale (SOX10, ERBB3), cellules de Schwann précurseurs (MPZ, CAD19) et cellules de Schwann immatures (S100) au bout de 30 jours de différenciation. Ces résultats ont été complétés par l'analyse protéique des cellules différenciées et par la mise en co-culture de ces cellules avec des motoneurones différenciés à partir d'hiPS. L'ensemble de ce travail a permis de valider la pertinence de l'utilisation des cellules souches pluripotentes porteuses de mutation dans la modélisation de pathologie génétique. Permettant à plus long terme la recherche de molécules actives par des approches de de criblage pharmacologique ou par des approches de thérapie cellulaire
Neurofibromatosis type 1 (NF1) is an autosomal genetic disease with an incidence of 1 in 3,500 individuals. This is a multi-systemic disorder with a plethora of various symptoms. Among with we find neurocutaneous manifestations such as "café-au-lait" spots (zone of localized hyperpigmentation) and neurofibromas (benign tumors of the peripheral sheath of myelin), but also bone defects and cognitive disorders. The penetrance of NF1 is complete but the manifestation and severity of symptoms may vary from one individual to another. The NF1 gene responsible for the disease, located on chromosome 17, is a tumor suppressor gene that encodes neurofibromin. In order to develop a relevant human cellular model for the study of bone defects associated with NF1, we used pluripotency-induced stem cells that carry the NF1 causal mutation (hiPS-NF1). In this work, we have shown that loss of neurofibromin expression in osteoblasts derived from hiPS-NF1 reproduces the reduced osteogenesis phenotype. We have also shown that pharmacological molecules can improve the ability of hiPS-NF1 to differentiate in osteoblast. In order to propose the most relevant human cell model, we have developed isogenic lines with CRISPR / Cas 9 technology to study the impact of a partial or total loss of neurofibromin on the bone phenotype. Simultaneously, a Schwann cells differentiation protocol from hiPS was developed under culture defined using growth factors and signaling molecules. Schwann-like cells were obtained in 30 days by the use of molecules such as the type I receptor TGF-β (SB431542), heregulin β1, IGF1, FGF2 and activator of WNT3a (CHIR99021). The q-PCR analysis shows an increase in Schwann cell markers: neural crest (SOX10, ERBB3), precursor Schwann cells (MPZ, CAD19) and immature Schwann cells (S100). These results were confirmed by protein analysis of the differentiated cells and by the co-culture analysis of these cells with differentiated motoneurons from hiPS. All of this work validated the relevance of pluripotent stem cells in the modeling of genetic pathology

Dans les thérapies anticancéreuses, les traitements anti-angiogéniques agissant sur l’axe VEGF/VEGFR ont une place importante en clinique. Dans ce contexte, nous avons conçu et évalué l’activité de nouveaux inhibiteurs de l’interaction VEGF/VEGFR. Une première approche a été la conception de molécules antagonistes du VEGFR1. Différents analogues hétérocycliques dérivant d’un composé de type (3-carboxy-2-ureido) thiophène ont été synthétisés. Des réactivités chimiques intéressantes ont été mises en évidence, mais l’activité biochimique de ces molécules ne s’est pas révélée concluante. Une seconde approche reposant sur la conception de peptides ciblant le VEGF a alors été initiée. A partir d’un peptide cyclique connu de 19 résidus ayant une affinité submicromolaire pour le VEGF, de nouveaux peptides et peptidomimétiques ont été développés.L’objectif a été de concevoir des composés de structures chimiques potentiellement plus simples et plus stables en milieu biologique, tout en optimisant l’affinité pour le VEGF. L’interaction de ces peptides avec le VEGF a été étudiée in vitro par ELISA et ITC, ainsi que par cristallographie pour le composé le plus affin. En parallèle, nous avons étudié l’effet du cuivre et d’autres métaux divalents sur l’interaction VEGF/VEGFR1. Au travers d’expériences réalisées au laboratoire ainsi qu’en collaboration, nous avons montré que certains métaux étaient capables non seulement d’inhiber l’interaction VEGF/VEGFR1 mais également d’induire une dimérisation non classique du domaine 2du récepteur. Sachant que les métaux, et en particulier le cuivre, sont connus pour jouer un rôle important dans l’angiogenèse, cette découverte apporte de nouveaux éléments de réponse sur leur mécanisme d’action. Ce travail de thèse s’inscrit donc non seulement dans une démarche de développement de nouveaux composés anti-angiogéniques mais également de compréhension du mécanisme de régulation de l’angiogenèse
Inhibiting angiogenesis is an effective strategy of targeting therapy against cancer. In thiscontext, we develop an antiangiogenic strategy consisting in the design and evaluation of compoundsblocking the VEGF/VEGFR interaction. The first approach was the conception of antagonists of theVEGFR1. Starting from a (3-carboxy-2-ureido) thiophene hit, a variety of heterocyclic analogs wasdeveloped. Interesting chemical observations were made during the synthesis, but no optimization ofthe biochemical activity was achieved. The second approach was the design of peptides that bind tothe receptor-recognition surface of the VEGF. Starting from a cyclic peptide known to bind to theVEGF with a sub-micromolar affinity, new peptides and peptidomimetics were developed. Thestrategy was to design simplified and potentially more stable compounds, and to improve at thesame time the VEGF affinity. The interaction of VEGF with these ligands was studied in vitro by ELISAand ITC experiments, as well as X-ray diffraction for the best compound. Moreover, the investigationof the effects of copper and other divalent metals on the VEGF/VEGFR1 interaction was undertaken.Experiments realized in the laboratory and in collaboration showed that metals were able to displacethe VEGF/VEGFR1 interaction and to induce the dimerisation of the domain 2 of the receptor. Metalsare well known to play an important role in angiogenic phenomena, but their specific targets are stilla matter of debate. In this context, this discovery brings new response elements regarding theirmechanisms of action. Therefore, the objectives of this PhD thesis were the development of newantiangiogenic compounds, as well as the understanding of some aspects of the regulation of angiogenesis