Additions stéréosélectives sur des imines : du développement d'un auxiliaire à la catalyse asymétrique

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Développement et caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque

Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.

Additions stéréosélectives sur des imines : du développement d'un auxiliaire à la catalyse asymétrique

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Algunas consideraciones acerca de la presencia de Homero en la obra de Unamuno

Miguel de Unamuno fue un constante lector de poesía épica, en la que Homero siempre tuvo un lugar preferente, y no solo por motivos profesionales. A lo largo de su obra, tanto en prosa como en verso, pueden rastrearse distintas y a veces contradictorias referencias a la Ilíada y la Odisea sobre las que hizo profundas reflexiones, intentando siempre ajustarlas a su propia visión de la vida y de la muerte. Desde esta perspectiva se acerca a escenarios como el ‘prado de asfódelos’, o, a partir del símil homérico, al ‘sucederse de las generaciones de las hojas y de los hombres’, o a figuras míticas como las Sirenas, Helena, Tántalo, Sísifo y Ulises.

Epigenetic Therapy for the Treatment of Hypertension-Induced Cardiac Hypertrophy and Fibrosis

BACKGROUND: The development of heart failure is associated with changes in the size, shape, and structure of the heart that has a negative impact on cardiac function. These pathological changes involve excessive extracellular matrix deposition within the myocardial interstitium and myocyte hypertrophy. Alterations in fibroblast phenotype and myocyte activity are associated with reprogramming of gene transcriptional profiles that likely requires epigenetic alterations in chromatin structure. The aim of our work was to investigate the potential of a currently licensed anticancer epigenetic modifier as a treatment option for cardiac diseases associated with hypertension-induced cardiac hypertrophy and fibrosis.

METHODS AND RESULTS: The effects of DNA methylation inhibition with 5-azacytidine (5-aza) were examined in a human primary fibroblast cell line and in a spontaneously hypertensive rat (SHR) model. The results from this work allude to novel in vivo antifibrotic and antihypertrophic actions of 5-aza. Administration of the DNA methylation inhibitor significantly improved several echocardiographic parameters associated with hypertrophy and diastolic dysfunction. Myocardial collagen levels and myocyte size were reduced in 5-aza-treated SHRs. These findings are supported by beneficial in vitro effects in cardiac fibroblasts. Collagen I, collagen III, and α-smooth muscle actin were reduced in a human ventricular cardiac fibroblast cell line treated with 5-aza.

CONCLUSION: These findings suggest a role for epigenetic modifications in contributing to the profibrotic and hypertrophic changes evident during disease progression. Therapeutic intervention with 5-aza demonstrated favorable effects highlighting the potential use of this epigenetic modifier as a treatment option for cardiac pathologies associated with hypertrophy and fibrosis.

Hypoxia-induced epigenetic modifications are associated with cardiac tissue fibrosis and the development of a myofibroblast-like phenotype

Ischemia caused by coronary artery disease and myocardial infarction leads to aberrant ventricular remodeling and cardiac fibrosis. This occurs partly through accumulation of gene expression changes in resident fibroblasts, resulting in an overactive fibrotic phenotype. Long-term adaptation to a hypoxic insult is likely to require significant modification of chromatin structure in order to maintain the fibrotic phenotype. Epigenetic changes may play an important role in modulating hypoxia-induced fibrosis within the heart. Therefore, the aim of the study was to investigate the potential pro-fibrotic impact of hypoxia on cardiac fibroblasts and determine whether alterations in DNA methylation could play a role in this process. This study found that within human cardiac tissue, the degree of hypoxia was associated with increased expression of collagen 1 and alpha-smooth muscle actin (ASMA). In addition, human cardiac fibroblast cells exposed to prolonged 1% hypoxia resulted in a pro-fibrotic state. These hypoxia-induced pro-fibrotic changes were associated with global DNA hypermethylation and increased expression of the DNA methyltransferase (DNMT) enzymes DNMT1 and DNMT3B. Expression of these methylating enzymes was shown to be regulated by hypoxia-inducible factor (HIF)-1α. Using siRNA to block DNMT3B expression significantly reduced collagen 1 and ASMA expression. In addition, application of the DNMT inhibitor 5-aza-2'-deoxycytidine suppressed the pro-fibrotic effects of TGFβ. Epigenetic modifications and changes in the epigenetic machinery identified in cardiac fibroblasts during prolonged hypoxia may contribute to the pro-fibrotic nature of the ischemic milieu. Targeting up-regulated expression of DNMTs in ischemic heart disease may prove to be a valuable therapeutic approach.

Hypoxia-induced DNA hypermethylation in human pulmonary fibroblasts is associated with Thy-1 promoter methylation and the development of a pro-fibrotic phenotype

BACKGROUND: Pulmonary fibrosis is a debilitating and lethal disease with no effective treatment options. Understanding the pathological processes at play will direct the application of novel therapeutic avenues. Hypoxia has been implicated in the pathogenesis of pulmonary fibrosis yet the precise mechanism by which it contributes to disease progression remains to be fully elucidated. It has been shown that chronic hypoxia can alter DNA methylation patterns in tumour-derived cell lines. This epigenetic alteration can induce changes in cellular phenotype with promoter methylation being associated with gene silencing. Of particular relevance to idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is the observation that Thy-1 promoter methylation is associated with a myofibroblast phenotype where loss of Thy-1 occurs alongside increased alpha smooth muscle actin (α-SMA) expression. The initial aim of this study was to determine whether hypoxia regulates DNA methylation in normal human lung fibroblasts (CCD19Lu). As it has been reported that hypoxia suppresses Thy-1 expression during lung development we also studied the effect of hypoxia on Thy-1 promoter methylation and gene expression.

METHODS: CCD19Lu were grown for up to 8 days in hypoxia and assessed for global changes in DNA methylation using flow cytometry. Real-time PCR was used to quantify expression of Thy-1, α-SMA, collagen I and III. Genomic DNA was bisulphite treated and methylation specific PCR (MSPCR) was used to examine the methylation status of the Thy-1 promoter.

RESULTS: Significant global hypermethylation was detected in hypoxic fibroblasts relative to normoxic controls and was accompanied by increased expression of myofibroblast markers. Thy-1 mRNA expression was suppressed in hypoxic cells, which was restored with the demethylating agent 5-aza-2'-deoxycytidine. MSPCR revealed that Thy-1 became methylated following fibroblast exposure to 1% O2.

CONCLUSION: These data suggest that global and gene-specific changes in DNA methylation may play an important role in fibroblast function in hypoxia.

Free fatty acid receptor 1 (GPR40) agonists containing spirocyclic periphery inspired by LY2881835

The free fatty acid receptor 1 (FFA1), a G protein-coupled receptor (GPCR) naturally activated by long-chain fatty acids is a novel target for the treatment of metabolic diseases. The basic amine spirocyclic periphery of Eli Lilly's drug candidate LY2881835 for treatment of type 2 diabetes mellitus (which reached phase I clinical trials) inspired a series of novel FFA1 agonists. These were designed to incorporate the 3-[4-(benzyloxy)phenyl]propanoic acid pharmacophore core decorated with a range of spirocyclic motifs. The latter were prepared via the Prins cyclization and subsequent modification of the 4-hydroxytetrahydropyran moiety in the Prins product. Here, we synthesize 19 compounds and test for FFA1 activity. Within this pilot set, a nanomolar potency (EC50=55nM) was reached. Four lead compounds (EC50 range 55-410nM) were characterized for aqueous solubility, metabolic stability, plasma protein binding and Caco-2 permeability. While some instability in the presence of mouse liver microsomes was noted, mouse pharmacokinetic profile of the compound having the best overall ADME properties was evaluated to reveal acceptable bioavailability (F=10.3%) and plasma levels achieved on oral administration.

Développement et caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque

Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.

Sexual Activity Without Condoms and Risk of HIV Transmission in Serodifferent Couples When the HIV-Positive Partner Is Using Suppressive Antiretroviral Therapy

Importance A key factor in assessing the effectiveness and cost-effectiveness of antiretroviral therapy (ART) as a prevention strategy is the absolute risk of HIV transmission through condomless sex with suppressed HIV-1 RNA viral load for both anal and vaginal sex. Objective To evaluate the rate of within-couple HIV transmission (heterosexual and men who have sex with men [MSM]) during periods of sex without condoms and when the HIV-positive partner had HIV-1 RNA load less than 200 copies/mL. Design, Setting, and Participants The prospective, observational PARTNER (Partners of People on ART-A New Evaluation of the Risks) study was conducted at 75 clinical sites in 14 European countries and enrolled 1166 HIV serodifferent couples (HIV-positive partner taking suppressive ART) who reported condomless sex (September 2010 to May 2014). Eligibility criteria for inclusion of couple-years of follow-up were condomless sex and HIV-1 RNA load less than 200 copies/mL. Anonymized phylogenetic analysis compared couples' HIV-1 polymerase and envelope sequences if an HIV-negative partner became infected to determine phylogenetically linked transmissions. Exposures Condomless sexual activity with an HIV-positive partner taking virally suppressive ART. Main Outcomes and Measures Risk of within-couple HIV transmission to the HIV-negative partner. Results Among 1166 enrolled couples, 888 (mean age, 42 years [IQR, 35-48]; 548 heterosexual [61.7%] and 340 MSM [38.3%]) provided 1238 eligible couple-years of follow-up (median follow-up, 1.3 years [IQR, 0.8-2.0]). At baseline, couples reported condomless sex for a median of 2 years (IQR, 0.5-6.3). Condomless sex with other partners was reported by 108 HIV-negative MSM (33%) and 21 heterosexuals (4%). During follow-up, couples reported condomless sex a median of 37 times per year (IQR, 15-71), with MSM couples reporting approximately 22 000 condomless sex acts and heterosexuals approximately 36 000. Although 11 HIV-negative partners became HIV-positive (10 MSM; 1 heterosexual; 8 reported condomless sex with other partners), no phylogenetically linked transmissions occurred over eligible couple-years of follow-up, giving a rate of within-couple HIV transmission of zero, with an upper 95% confidence limit of 0.30/100 couple-years of follow-up. The upper 95% confidence limit for condomless anal sex was 0.71 per 100 couple-years of follow-up. Conclusions and Relevance Among serodifferent heterosexual and MSM couples in which the HIV-positive partner was using suppressive ART and who reported condomless sex, during median follow-up of 1.3 years per couple, there were no documented cases of within-couple HIV transmission (upper 95% confidence limit, 0.30/100 couple-years of follow-up). Additional longer-term follow-up is necessary to provide more precise estimates of risk.

Methotrexate nanoparticle delivery system for treatment of inflammatory bowel disease in pediatric patients

Purpose: To evaluate the efficacy and safety of methotrexate (MTX) nanoparticles in pediatric patients with inflammatory bowel disease (IBD). Methods: In this randomized, open-label clinical study, 28 pediatric patients with moderate to severe IBD were randomly assigned to treatment (MTX nanoparticles,15 mg/week) or control (azathioprine, AZA, 2 mg/kg/day) group. Nanoparticles were synthesized by adding calcium chloride to sodium alginate solution containing MTX, and was further treated with poly-L-lysine aqueous solution. The nanoparticles were evaluated for particle size, zeta potential and drug encapsulation efficacy. Erythrocyte sedimentation rate, C-reactive protein, aspartate aminotransferase, alanine transaminase, and disease activity scores were used to assess IBD remission. Results: Nanoparticle size, zeta potential and encapsulation efficacy were 164.4 ± 6.9 nm, -32.6 ± 3.7 mV, and 97.8 ± 4.2 %, respectively. After 12 weeks of therapy, the mean Pediatric Crohn\'s Disease Activity Index (PCDAI) scores for control and treatment groups were 22.3 ± 2.14 and 16.8 ± 1.87, respectively, while mean Pediatric Ulcerative Colitis Activity (PUCAI) Index scores were 24.3 ± 1.47 and 18.7 ± 1.92, respectively. Eight patients in the treatment and five patients in the control group achieved remission. Biochemical parameters varied significantly between the groups. Conclusion: MTX nanoparticles are safe and more effective than standard first-line IBD therapy. However, further studies are required to determine the suitability of the formulation for therapeutic use.