Caractérisation et étude d'un élément régulateur du gène codant pour le récepteur à la vasopressine de type 2

Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, France

Revêtement anti-apoptotique à base de chondroïtine sulfate : vers un stent-graft bioactif

La réparation endovasculaire (EVAR) est une technique minimalement invasive permettant de traiter l’anévrisme de l’aorte abdominale (AAA) par l’entremise d’un stent- graft (SG). L’utilisation d’EVAR est actuellement limitée par de fréquentes complications liées à une guérison inadéquate autour de l’implant. Ce manque de guérison est principalement dû au type de recouvrement polymérique des SG, au milieu pro-apoptotique des AAA et à l’accès réduit aux nutriments et à l’oxygène après EVAR. L’objectif de cette thèse consistait à concevoir un revêtement bioactif permettant d’inhiber l’apoptose et stimuler la croissance des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV), pour ainsi favoriser la guérison des tissus vasculaires autour des SG. La chondroïtine-4-sulfate (CS) a d’abord été choisie, car elle a été identifiée comme un médiateur important de la réparation vasculaire. Il a été démontré que la CS en solution influence directement la résistance à l’apoptose des CMLV, en plus de favoriser la différenciation myofibroblastique chez les fibroblastes. Dans le cadre de ce projet, un premier revêtement à base de CS et de collagène a été créé. Bien que le revêtement permettait d’induire une résistance à l’apoptose chez les CMLV, il se désintégrait trop rapidement dans des conditions aqueuses. Une nouvelle méthodologie a donc été adaptée afin de greffer la CS directement sur des surfaces aminées, à l’aide d’un système utilisant un carbodiimide. Dans le but d’accroître la croissance des CMLV à la surface des revêtements, le facteur de croissance de l’épiderme (EGF) a ensuite été sélectionné. En plus de ses propriétés mitogéniques et chimiotactiques, l’EGF stimule la production d’éléments de la matrice extracellulaire, comme le collagène et la fibronectine. De plus, l’activation du récepteur de l’EGF inhibe également l’apoptose des CMLV. L’EGF a donc été greffé sur la CS. Le revêtement de CS+EGF a démontré une bonne uniformité et bioactivité sur des surfaces de verre aminé. iii iv Dans une 3ème étape, afin de permettre de transposer ce revêtement bioactif sur des implants, plusieurs méthodes permettant de créer des groupements d’amines primaires sur les biomatériaux polymériques comme le PET ou le ePTFE ont été étudiées. La polymérisation par plasma a été choisie pour créer le revêtement CS+EGF à la surface de PET. Une fois de plus, celui-ci a permis d’inhiber l’apoptose des CMLV, dans des conditions pro-apoptotiques, et de favoriser la croissance des cellules. Le revêtement de CS et d’EGF, déposé sur des surfaces aminées, possède des caractéristiques biologiques intéressantes et semble donc prometteur pour favoriser une meilleure guérison autour des SG.

Therapeutic potential of endothelin receptor type A and bradykinin receptor B1 dual antagonism in osteoarthritis treatment

Nous avons préalablement démontré que l'endothéline-1 (ET-1), un peptide vasoconstricteur de 21 acides aminés, joue un rôle central dans le métabolisme des tissus articulaires et a des fonctions cataboliques sur le cartilage articulaire dans l'ostéoarthrose, en liant son récepteur de type A (ETA). Suite à la relâche du nonapeptide vasodilatateur bradykinine (BK), et l'augmentation d'expression du récepteur B1 des kinines (BKB1), ces médiateurs engendrent un cycle d'inflammation, une destruction du cartilage, et une douleur articulaire. Lors de cette étude, l'efficacité thérapeutique des antagonistes spécifiques du ETA et/ou BKB1 dans un modèle animal d'ostéoarthrose a été testée. Notre hypothèse est que l'antagonisme va diminuer la progression de la pathologie et de la douleur articulaire. L'ostéoarthrose a été induite chez des rats par rupture chirurgicale du ligament croisé antérieur. Les animaux ont été traités par injections intra articulaire hebdomadaires des antagonistes peptidiques spécifiques du ETA et/ou BKB1. La douleur articulaire a été évaluée par le test d'incapacitance statique durant les deux mois postopératoires ; la morphologie articulaire a été examinée post mortem par radiologie et histologie. On constate que le traitement a diminué la douleur et a préservé la morphologie articulaire ; la double inhibition a été plus efficace que la simple inhibition. En conclusion, l'antagonisme double d'ETA et BKB1 améliore la douleur chronique et prévient la dégradation articulaire dans l'ostéoarthrose, ce qui suggère que ces récepteurs peuvent être des cibles thérapeutiques potentiels pour le traitement de cette pathologie.

Étude in vitro de l’implication des cytokines de type Th17 dans la fibrose hépatique

Introduction: L’activation des cellules stellaires hépatiques (CSHs) est un point clé du processus de fibrose hépatique. Les lymphocytes T CD4+ intra-hépatiques sont une source majeure de cytokines anti-inflammatoires comme l’IL-10 et pro-inflammatoire (IL-17A), hépatoprotectrice (IL-22) produites par les Th17. Les Th17 sont impliqués dans de nombreuses pathologies inflammatoires mais l’effet de ces cellules sur les CSHs n’est pas encore élucidé. Objectif: Comprendre le rôle des cytokines de type Th17 dans le processus d’activation des CSHs. Méthodes: La lignée de CSHs humaine LX2 a été stimulée par l’IL-17A ou l’IL-22 puis comparée à des cellules traitées par le TGF-b et le tampon phosphate salin (PBS). L’activation des CSHs a été évaluée en examinant les molécules profibrotique alpha-smooth muscle actin (a-SMA), collagène de type I (COL1A1) et inhibiteur produits par les tissus des métalloprotéases matricielles I (TIMP-I) par q-PCR. L’expression protéique a été validée par immunobuvardage ou coloration au rouge de picro Sirius. L’expression membranaire de l’IL-10Rb, du TGF-b-RII et de l’IL-17RA a été mesurée par cytométrie en flux. Résultats: L’IL-17A et l’IL-22 n’activent pas les cellules LX2, car aucune induction d’a-SMA, de COL1A1 et de TIMP-I n’a été observée. Cependant, l’IL-17A et l’IL-22 sensibilisent les CSHs à l’action du TGF-b, tel que démontré par une forte expression et production d’a-SMA, collagène type I et TIMP-I. L’IL-17A, mais pas l’IL-22, induit la surexpression à la surface cellulaire du TGF-b-RII et inhibe partiellement la baisse d’expression du TGF--RII après stimulation au TGF-b. Conclusion: Nos résultats démontrent une fonction pro-fibrotique de l’IL-17A et de l’IL-22, car les deux cytokines sensibilisent les CSHs à l’action du TGF-b. L’IL-17A agit via la surexpression et la stabilisation du TGF-b-RII tandis que l’IL-22 agit probablement par des mécanismes intracellulaires.

L’impact de l’inhibition de la iNOS et de la kininase I dans les effets délétères du récepteur B1 des kinines dans le diabète de type 2

Les kinines sont des peptides vasoactifs et des neuromédiateurs centraux impliqués dans un bon nombre de processus biologiques et inflammatoires. Elles agissent sur deux types de récepteurs (R) couplés aux protéines G, le RB2 constitutif et le RB1 qui est induit par le stress oxydatif et les cytokines pro-inflammatoires via le facteur de transcription nucléaire, le NF-kB. Le RB1 est un puissant activateur de la iNOS et il augmente son expression chez le rat insulino-résistant. Dans ce modèle de rats soumis à une diète riche en D-glucose, un traitement d’une semaine avec un antagoniste non peptidique du RB1, le SSR240612, renverse la plupart des complications diabétiques. Ces travaux nous mènent à émettre l’hypothèse que la iNOS contribue aux effets délétères du RB1 chez le rat insulino-résistant. Nous avons donc évalué les effets d’un traitement prolongé d’une semaine soit avec le 1400W (1 mg/kg x 2 fois/jour), un inhibiteur sélectif de la iNOS, ou avec le Mergetpa (1mg/kg x 2 fois/jour), un inhibiteur non sélectif de la carboxypeptidase M (CPM) qui supprime la formation d’agonistes du RB1. Ces deux traitements devraient reproduire les effets bénéfiques de l’antagoniste du RB1 (SSR240612). En effet, le 1400W et le Mergetpa corrigent l’hyperglycémie, la résistance à l’insuline (l’indice HOMA), l’allodynie au froid et l’expression de plusieurs marqueurs de l’inflammation (Cox-2, iNOS, RB1, IL-1, anion superoxyde). Ces résultats confirment la contribution de la iNOS dans les effets délétères du RB1 chez le rat insulino-résistant. Dans un autre volet, ce mémoire vise à mieux comprendre l’impact de l’inhibition du RB1 par le SSR240612 (10 μg/g/jour) combiné ou pas avec le Pioglitazone (1.6 mg/g/jour) (un anti-diabétique de la famille des thiazolidinediones, le TZD) dans un modèle de diabète de type 2 associé à l’obésité chez la souris C57BL/6J soumise à une diète riche vi en gras pendant vingt semaines. Un traitement pendant deux semaines avec le TZD corrige l’intolérance au glucose et réduit les taux plasmatiques d’insuline alors que le SSR n’a pas d’effet. Les traitements combinés du TZD avec le SSR corrigent davantage la perte de la sensibilité à l’insuline et réduisent les taux plasmatiques de leptine. Les résultats obtenus suggèrent que le SSR n’apporte pas l’effet bénéfique souhaité, dans ce modèle avancé de diabète de type 2, contrairement au modèle des rats insulino-résistants (pré-diabétiques).

A functional proteomic method for the enrichment of peripheral membrane proteins reveals the collagen binding protein Hsp47 is exposed on the surface of activated human platelets

Platelets are small blood cells vital for hemostasis. Following vascular damage, platelets adhere to collagens and activate, forming a thrombus that plugs the wound and prevents blood loss. Stimulation of the platelet collagen receptor glycoprotein VI (GPVI) allows recruitment of proteins to receptor-proximal signaling complexes on the inner-leaflet of the plasma membrane. These proteins are often present at low concentrations; therefore, signaling-complex characterization using mass spectrometry is limited due to high sample complexity. We describe a method that facilitates detection of signaling proteins concentrated on membranes. Peripheral membrane proteins (reversibly associated with membranes) were eluted from human platelets with alkaline sodium carbonate. Liquid-phase isoelectric focusing and gel electrophoresis were used to identify proteins that changed in levels on membranes from GPVI-stimulated platelets. Immunoblot analysis verified protein recruitment to platelet membranes and subsequent protein phosphorylation was preserved. Hsp47, a collagen binding protein, was among the proteins identified and found to be exposed on the surface of GPVI-activated platelets. Inhibition of Hsp47 abolished platelet aggregation in response to collagen, while only partially reducing aggregation in response to other platelet agonists. We propose that Hsp47 may therefore play a role in hemostasis and thrombosis.

Ingestion of onion soup high in quercetin inhibits platelet aggregation and essential components of the collagen-stimulated platelet activation pathway in man: a pilot study

Epidemiological data suggest that those who consume a diet rich in quercetin-containing foods may have a reduced risk of CVD. Furthermore, in vitro and ex vivo studies have observed the inhibition of collagen-induced platelet activation by quercetin. The aim of the present study was to investigate the possible inhibitory effects of quercetin ingestion from a dietary source on collagen-stimulated platelet aggregation and signalling. A double-blind randomised cross-over pilot study was undertaken. Subjects ingested a soup containing either a high or a low amount of quercetin. Plasma quercetin concentrations and platelet aggregation and signalling were assessed after soup ingestion. The high-quercetin soup contained 69 mg total quercetin compared with the low-quercetin soup containing 5 mg total quercetin. Plasma quercetin concentrations were significantly higher after high-quercetin soup ingestion than after low-quercetin soup ingestion and peaked at 2.59 (SEM 0.42) mu mol/l. Collagen-stimulated (0.5 mu g/ml) platelet aggregation was inhibited after ingestion of the high-quercetin soup in a time-dependent manner. Collagen-stimulated tyrosine phosphorylation of a key component of the collagen-signalling pathway via glycoprotein VI, Syk, was significantly inhibited by ingestion of the high-quercetin soup. The inhibition of Syk tyrosine phosphorylation was correlated with the area under the curve for the high-quercetin plasma profile. In conclusion, the ingestion of quercetin from a dietary source of onion soup could inhibit some aspects of collagen-stimulated platelet aggregation and signalling ex vivo. This further substantiates the epidemiological data suggesting that those who preferentially consume high amounts of quercetin-containing foods have a reduced risk of thrombosis and potential CVD risk.

Structure of the snake-venom toxin convulxin

Snake venoms contain a number of proteins that interact with components of the haemostatic system that promote or inhibit events leading to blood- clot formation. The snake- venom protein convulxin ( Cvx) binds glycoprotein ( GP) VI, the platelet receptor for collagen, and triggers signal transduction. Here, the 2.7 Angstrom resolution crystal structure of Cvx is presented. In common with other members of this snake-venom protein family, Cvx is an alphabeta- heterodimer and conforms to the C- type lectin- fold topology. Comparison with other family members allows a set of Cvx residues that form a concave surface to be putatively implicated in GPVI binding. Unlike other family members, with the exception of flavocetin- A ( FL- A), Cvx forms an (alphabeta)(4) tetramer. This oligomeric structure is consistent with Cvx clustering GPVI molecules on the surface of platelets and as a result promoting signal transduction activity. The Cvx structure and the location of the putative binding sites suggest a model for this multimeric signalling assembly.

Platelet 12-lipoxygenase activation via glycoprotein VI: involvement of multiple signaling pathways in agonist control of H(P)ETE synthesis

Lipoxygenases (LOX) contribute to vascular disease and inflammation through generation of bioactive lipids, including 12-hydro(pero xyeicosatetraenoic acid (12-H(P)ETE). The physiological mechanisms that acutely control LOX product generation in mammalian cells are uncharacterized. Human platelets that contain a 12-LOX isoform (p12-LOX) were used to define pathways that activate H(P)ETE synthesis in the vasculature. Collagen and collagen-related peptide (CRP) (1 to 10 g/mL) acutely induced platelet 12-H(P)ETE synthesis. This implicated the collagen receptor glycoprotein VI (GPVI), which signals via the immunoreceptor-based activatory motif (ITAM)- containing FcR chain. Conversely, thrombin only activated at high concentrations ( 0.2 U/mL), whereas U46619 and ADP alone were ineffective. Collagen or CRP-stimulated 12-H(P)ETE generation was inhibited by staurosporine, PP2, wortmannin, BAPTA/AM, EGTA, and L-655238, implicating src-tyrosine kinases, PI3-kinase, Ca2 mobilization, and p12-LOX translocation. In contrast, protein kinase C (PKC) inhibition potentiated 12-H(P)ETE generation. Finally, activation of the immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif (ITIM)– containing platelet endothelial cell adhesion molecule (PECAM-1) inhibited p12-LOX product generation. This study characterizes a receptor-dependent pathway for 12-H(P)ETE synthesis via the collagen receptor GPVI, which is negatively regulated by PECAM-1 and PKC, and demonstrates a novel link between immune receptor signaling and lipid mediator generation in the vasculature. (Circ Res. 2004;94:1598-1605.)

Platelet adhesion to collagen and collagen-related peptide under flow. Roles of the alpha(2)beta(1) integrin, GPVI, and Src tyrosine kinases

Objective - Platelet stimulation by collagen and collagen-related peptides (CRPs) is associated with activation of protein tyrosine kinases. In the present study, we investigated the role of Src family tyrosine kinases in the initial adhesion events of human platelets to collagen and cross-linked CRP. Methods and Results - Under arterial flow conditions, a glycoprotein VI - specific substrate, cross-linked CRP, caused rapid (<2 second) platelet retention and protein tyrosine phosphorylation that were markedly decreased by the Src family kinase inhibitor pyrozolopyrimidine (PP2) or by aggregation inhibitor GRGDSP. CRP-induced platelet retention was transient, and 90% of single platelets or aggregates detached within seconds. PP2, although having no effect on RGD peptide-binding to CRP, completely blocked aggregation and tyrosine phosphorylation of Syk and phospholipase Cγ2 (PLCγ2). In contrast, PP2 weakly (<30%) suppressed firm adhesion to collagen mediated primarily by the alpha(2)beta(1) integrin. Although PP2 prevented activation of Syk and PLCgamma2 in collagen-adherent platelets, tyrosine phosphorylation of several unidentified protein bands persisted, as did autophosphorylation of pp125(FAK). Conclusions - These findings indicate that activation of Src-tyrosine kinases Syk and PLCgamma2 is not required for the initial stable attachment of human platelets to collagen and for FAK autophosphorylation. However, Src-tyrosine kinases are critical for glycoprotein VI - mediated signaling leading to platelet aggregation.

Uranyl(VI) and lanthanum(III) thio-diglycolamides complexes: synthesis and structural studies involving nitrate complexation

New tri-functional ligands of the type R2NCCCH2SCH2CCNR2 (where R = iso-propyl, n-butyl or iso-butyl) were prepared and characterized. The coordination chemistry of these ligands with uranyl and lanthanum(III) nitrates was studied by using the IR, (HNMR)-H-1 and elemental analysis methods. Structures for the compounds [UO2(NO3)(2)((Pr2NCOCH2SCH2CONPr2)-Pr-i-Pr-i)] [UO2(NO3)(2)((Bu2NCOCH2SCH2CONBu2)-Bu-i-Bu-i)(2)] [La(NO3)(3)((Pr2NCOCH2SCH2CONPr2)-Pr-i-Pr-i)(2)] and [La(NO3)(3)((Bu2NCOCH2SCH2CONBu2)-Bu-i-Bu-i)(2)] were determined by single crystal X-ray diffraction. These structures show that the ligand acts as a bidentate chelating ligand and bonds through both the carbamoyl groups to the uranyl and lanthanum(III) nitrate groups. Solvent extraction studies show that the ligand can extract the uranyl ion from the nitric acid medium but does not show any ability to extract the americium (III) ion. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Chemical, electrochemical and structural studies of some cis-dioxomolybdenum(VI) complexes of two tridentate ONS chelating ligands

Several cis-dioxomolybdenum complexes of two tridentate ONS chelating ligands H2L1 and H2L2 ( obtained by condensation of S-benzyl and S-methyl dithiocarbazates with 2-hydroxyacetophenone) have been prepared and characterized. Complexes 1 and 2 are found to be of the form MoO2 (CH3OH)L-1.CH3OH and MoO2L, respectively, (where L2-=dianion of H2L1 and H2L2). The sixth coordination site of the complexes acts as a binding site for various neutral monodentate Lewis bases, B, forming complexes 3 - 10 of the type MoO2LB (where B=gamma-picoline, imidazole, thiophene, THF). The complexes were characterized by elemental analyses, various spectroscopic techniques, ( UV-Vis, IR and H-1 NMR), measurement of magnetic susceptibility at room temperature, molar conductivity in solution and by cyclic voltammetry. Two of the complexes MoO2(CH3OH)L-1.CH3OH (1) and MoO2L1(imz) (5) were structurally characterized by single crystal X-ray diffraction. Oxo abstruction reactions of 1 and 5 led to formation of oxomolybdenum(IV) complex of the MoOL type.

The p85 subunit of phosphatidylinositol 3-kinase associates with the Fc receptor gamma-chain and linker for activitor of T cells (LAT) in platelets stimulated by collagen and convulxin.

There is extensive evidence to show that phosphatidylinositol 3-kinase plays an important role in signaling by the immune family of receptors, which has recently been extended to include the platelet collagen receptor, glycoprotein VI. In this report we present two potential mechanisms for the regulation of this enzyme on stimulation of platelets by collagen. We show that on stimulation with collagen, the regulatory subunit of phosphatidylinositol 3-kinase associates with the tyrosine-phosphorylated form of the adapter protein linker for activator of T Cells (LAT) and the tyrosine-phosphorylated immunoreceptor tyrosine-based activation motif of the Fc receptor gamma-chain (a component of the collagen receptor complex that includes glycoprotein VI). The associations of the Fc receptor gamma-chain and LAT with p85 are rapid and supported by the Src-homology 2 domains of the regulatory subunit. We did not obtain evidence to support previous observations that the regulatory subunit of phosphatidylinositol 3-kinase is regulated through association with the tyrosine kinase Syk. The present results provide a molecular basis for the regulation of the p85/110 form of phosphatidylinositol 3-kinase by GPVI, the collagen receptor that underlies activation.

Steric effects on uranyl complexation: synthetic, structural, and theoretical studies of carbamoyl pyrazole compounds of the uranyl(VI) ion

New bifunctional pyrazole based ligands of the type [C3HR2N2CONR'] (where R = H or CH3; R' = CH3, C2H5, or (C3H7)-C-i) were prepared and characterized. The coordination chemistry of these ligands with uranyl nitrate and uranyl bis(dibenzoyl methanate) was studied with infrared (IR), H-1 NMR, electrospray-mass spectrometry (ES-MS), elemental analysis, and single crystal X-ray diffraction methods. The structure of compound [UO2(NO3)(2)(C3H3N2CON{C2H5}(2))] (2) shows that the uranium(VI) ion is surrounded by one nitrogen atom and seven oxygen atoms in a hexagonal bipyramidal geometry with the ligand acting as a bidentate chelating ligand and bonds through both the carbamoyl oxygen and pyrazolyl nitrogen atoms. In the structure of [UO2(NO3)(2)(H2O)(2)(C5H7N2CON {C2H5}(2))(2)], (5) the pyrazole figand acts as a second sphere ligand and hydrogen bonds to the water molecules through carbamoyl oxygen and pyrazolyl nitrogen atoms. The structure of [UO2(DBM)(2)C3H3N2CON{C2H5}(2)] (8) (where DBM = C6H5COCHCOC6H5) shows that the pyrazole ligand acts as a monodentate ligand and bonds through the carbamoyl oxygen to the uranyl group. The ES-MS spectra of 2 and 8 show that the ligand is similarly bonded to the metal ion in solution. Ab initio quantum chemical studies show that the steric effect plays the key role in complexation behavior.

Synthesis, chemical, electrochemical characterization of oxomolybdenum(V) complexes of 2-(3,5-dimethyl pyrazol-1-yl) benzothiazole ligand: crystal structure of ligand and oxomolybdenum(VI) complex and density functional theory (DFT) calculation

This work reports the ligational behavior of the neutral bidentate chelating molecule 2-(3,5-dimethyl pyrazol-1-yl) benzothiazole towards the oxomolybdenum(V) center. Both mononuclear complexes of the type (MoOX3L)-O-V and binuclear complexes of the formula (Mo2O4X2L2)-O-V (where X = Cl, Br) are isolated in the solid state. The complexes are characterized by elemental analyses, various spectroscopic techniques (UV-Vis IR), magnetic susceptibility measurement at room temperature, and cyclic voltammetry for their redox behavior at a platinum electrode in CH3CN. The mononuclear complexes (MoOX3L)-O-V are found to be paramagnetic while the binuclear complexes Mo2O4X2L2 are diamagnetic. Crystal and molecular structure of the ligand and the dioxomolybdenum complex (MoO2Br2L)-O-VI (obtained from the complex MoOBr3L during crystallization) have been solved by single crystal X-ray diffraction technique. Relevant DFT calculations of the ligand and the complex (MoO2Br2L)-O-VI are also carried out.