尼泊尔水东哥、水麻、木姜冬青和青荚叶的化学成分研究

活性筛选中发现尼泊尔水东哥 (Saurauia napaulensis DC.) 树皮95%乙醇提取物具有α-淀粉酶抑制活性、水麻(Debregeasia orientalis) 枝叶95%乙醇提取物显示血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性、青荚叶(Helwingia japonica (Thunb.) Dieter.) 95%乙醇提取物的中小极性部分显示蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTP)1B抑制活性。为全面了解它们的成分及相关活性成份，主要运用硅胶柱层析方法从这三个植物分离得到39个化合物，通过波谱分析或与已知品对照的方法对其进行了鉴定。对木姜冬青(Ilex litseaefolia Hu et Tang)的成分做了进一步的研究，取得了如下结果。 1. 从尼泊尔水东哥树皮的95%乙醇提取物分离并鉴定12个化合物： auranamide、aurantiamide benzoate、齐墩果酸、β-谷甾醇、β-胡萝卜甙、乌苏酸、2α,3α-二羟基-12-烯-28-乌苏酸、2α,3β,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸、(2S,3S,4R,10E)-2-[(2'R)-2' -hydroxytetracosanoylamino] -10-octadecene -1,3,4-triol、 2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸、2α,3β-二羟基-12-烯-28-乌苏酸和2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸。 2. 从水麻枝叶的95%乙醇提取物分离并鉴定了18个化合物：棕榈酸、二十烷酸、二十烷酸甲酯、β-谷甾醇、Monogynol A、桦木酸、Hederagenin、β-胡萝卜甙、18αH-19(29)-烯-3-酮-乌苏烷、3，4-开环-20(30)-烯-乌苏烷-3-酸、Pomolic acid，表儿茶素、儿茶素、槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、紫丁香苷、紫丁香酚苷和山萘酚-3-O-芸香糖。儿茶素、槲皮素和槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷为具有ACE抑制活性的成分。 3. 从木姜冬青95%乙醇提取物的乙酸乙酯部分分离并鉴定了5个化合物： 2-O-β-D-吡喃葡萄糖-6,2´-二羟基-4,4´-二香草酰氧甲基-1,1´-二苯醚（冬青苷）和四个已知化合物：七叶内酯、香草酸、3,4-二甲氧基苯乙酸和vanilloylcalleryanin。冬青苷为新化合物。 4. 从青荚叶95%乙醇提取物的中小极性部分分离并鉴定了9个化合物：β-谷甾醇、β-胡萝卜苷、羽扇豆醇、桦木醇、桦木酸、棕榈酸甘油酯、桂皮酸、6αH-4-烯-3-酮-豆甾醇和6βH-4-烯-3-酮-豆甾醇。 5. 对1985-2006年间天然二苯醚类化合物及活性研究进展进行综述. The in vitro test indicated that the 95% ethanolic extract of the barks of Saurauia napaulensis DC showed α-amylase inhibitory activity, the 95% ethanolic extract of the whole plants of Debregeasia. orientalis showed angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory activity and some fractions of the 95% ethanolic extract of the aerial parts of Helwingia japonica showed protein tyrosine phosphatase (PTP)1B inhibitory activity. In order to investigate components and active compounds of the three plants, they were chemically studied mainly using. Thirty-nine compounds were isolated predominantly by column chromatography identified by spectral methods or comparing them with authentic samples. Further investigation of Ilex litseaefolia Hu et Tang was carried out. Major results are as follows: 1. Twelve compounds were isolation from the 95% ethanolic extract of the barks of S. napaulensis DC. They were identified as auranamide, aurantiamide benzoate, oleanolic acid, β-sitosterol, β-daucosterol, ursolic acid, 2α,3α-dihydroxyurs-12-en-28-oic acid, 2α,3β,24-trihydroxyurs-12-en-28-oic acid, (2S,3S,4R,10E)-2-[(2'R)-2'-hydroxytetracosanoyl amino]-10-octadecene-1,3,4-triol, 2α,3α,24 -trihydroxyolean-12-en-28-oic acid, 2α,3β-dihydroxyurs-12-en-28-oic acid, and 2α,3α,24-trihydroxyurs-12-ene-28-oic acid, respectively, by spectral methods or comparing them with authentic samples. 2. Eighteen compounds were isolation from the 95% ethanolic extract of the whole plants of D. orientalis. They were identified as palmitic acid, henicosanoic acid, henicosanoic acid methyl ester, β-sitosterol, monogynol, betulinic acid, hederagenin, β-daucosterol, 18αH-urs-20(30)-en-3-one, 3,4-seco-urs-20(30)-en-3-oic acid, pomolic acid, (-)-epicatechin, (+)-catechin, quercetin, quercetin 3-O-β-D-glucopyranoside, syringin, syringiaresinol digloside and kaempferol-3-O-rutinose. (+)-Catechin, quercetin and quercetin 3-O-β-D-glucopyranoside were the ACE inhibitory active components. 3. Further phytochemical investigation of the ethyl acetate parts of 95% ethanolic extract of the whole plant of I. litseaefolia afforded 2-O-β-D-glucopyranose-4,4´-di-vanilloyloxymethyl-2,6´-dihydroxy-1,1´-diphenyl ether (ilexiside), esculetin, vanillic acid, 3,4-dimethoxybenzylacetic acid and vanilloylcalleryanin. Ilexiside was new compound. 4. Nine compounds were isolation from the 95% ethanolic extract of the whole plant of H. japonica: β-sitosterol, β-daucosterol, lupeol, betulin, betulinic acid, glycerol monopalmitate, cinnamic acid, stignast-4-en-6β-3-one and stignast-4-en-6α-3-one 5.Diphenyl ether compounds from nature between 1985-2006 were summarized.

二萜生物碱植物的化学成分研究

本论文由三个部分组成。第一部分是综述性文章-天然C19-二萜生物碱的结构及其核磁共振波谱。这篇综述参考160余篇文献，将迄今为止发表的230余个天然C19-二萜生物碱按其结构和波谱特征，分为10个类型。重点叙述了每个类型的结构和核磁共振波谱，对一些立体构型与13C-NMR化学位移的关系进行了讨论。最后以表格的形式报导了每个天然C19-二萜生物碱的结构及其植物来源，并把其中170余个收集到的13C-NMR化学位移数据整理成表，作为手册，对鉴定此类化合物大有帮助。第二部分是实验论文--弯啄乌头的化学成分研究。重点报导了弯啄乌头(Aconitum campylorrhynchun Hand-Nazz.)中分离到的一个新生物碱--8-乙酰都啦碱(8-acetyldolaconine)的结构鉴定，并根据DEPT、COSY、COLO等对1H-NMR和13C-NMR的所有信号归属都进行了指定。通过各种图谱还发现这个生物碱的A环同时存在着椅式和船式两种构象导购体。另外还报导了从同一植物的生物碱部分分离到的两个二萜生物碱，它们都是嘟啦碱和aconosine.在非生物碱部分还分离到三个化合物，经鉴定证明是β-谷甾醇、棕榈酸和香豆酸。第三部分也是实验论文--展毛翠雀花中生物碱成分的研究。报导了从展毛翠雀花(Delphinium Kamaonense Var.glabrescens W. T. Wang)中初步分离到的两个生物碱。经IR、NS、1H-NMR和13C-NMR等方法确定结构，证明其中一个是新化合物，命名为展毛翠雀碱(glabredelphinine)。另外一个是前几年发现的二萜生物碱tatsiensine。这两个化合物的A环上都有碳-碳不饱和键，这在天然C19-二萜生物碱中还比较少见。This master's thesis consists of three parts. The first part is a review: The relationship between the chemical structures of natural C19-diterpene alkaloids and their NMR chemical shift data. The C19-diterpene alkaloids were divided into ten types according to their structures and NMR data. Some relationaships between configuration and NMR chemical shift have been discussed. The structures and distributions of more than 230 known C19-diterpene alkaloids and the assignments of 13C-NMR data of the 170 alkaloids of them were listed in tables. The second part is an experimental paper, Studies on the chemical constituents of Aconitum campylorrhynchum. Six compounds were isolated from the roots of title plant. One of them is a new alkaloid. It has been elucidaled as 8-acetyldolaconine by means of IR, MS, 1H-NMR,13C-NMR,DEPT,COSY,COLOC and on the basis of identification with aconosine by saponification. Other five compounds were idenfified as dolaconine, aconosine,β-sitosterol, palmitic acid and p-coumaric acid. The third part is also experimental paper: The alkaloids of Delphinium Kamaonense var.glabrescens. Two alkaloids were isolated from the roots of title plant. One of them, C22H22O6N,m.p.201-3℃,named glabredelphinine, was proved to be a new compound. Its structure has been established as 2(3)-dehydro-6-demethyl-18-delcosine by means of IR, MS, 1H-NMR and 13C-NMR.The other one was identified as tatsiensine by comparising of IR, MS, 1H-NMR and 13C-NMR data with that from the literatute.

Exploring the ester-exchange reactions of diester-diterpenoid alkaloids in the aconite decoction process by electrospray ionization tandem mass spectrometry

The chemical components in the decoctions of Chinese herbal medicines are not always the same as those in the crude herbs because of the insolubility or instability of some compounds. In this work electrospray ionization tandem mass spectrometry was used to explore the ester-exchange reactions for aconitine-type diester-diterpenoid alkaloids occurring during the process of decocting aconite root. The aconitines were screened in a diverse range of samples, including crude aconite, decoction of crude aconite, residues from decoction of crude aconite, prepared aconite, decoction of prepared aconite, decoction of prepared aconite with added palmitic acid, and decoction of a mixture of mesaconitine and hypaconitine standards with liquorice root. It was found that diester-diterpenoid aconitines were converted into lipo-alkaloids as well as monoester alkaloids by the decoction of aconite.

Chemical constituents from euphorbia wallichii

Eleven known compounds were isolated from the roots of Euphorbia wallichii for the first time. They were elucidated to be three triterpenoids, β-amyrin (1), β-amyrin acetate (2) and 3β-acetoxy-lupenol (3), one nor-triterpene peroxide baccatin (4), two caffeic esters (5a, 5b), palmitic acid-2,3-dihydroxypropanenyl ester (6), palmitic acid (7), scopoletin (8), β-sitosterol (9) and daucosterol (10) on the basis of spectral methods. Among them, compound 5a, 5b were reported firstly in the spurge family. And the NMR assignments of compounds 5a and 5b were given for the first time.

Characterisation and glucoregulatory actions of a novel acylated form of the (Pro(3))GIP receptor antagonist in type 2 diabetes

In this study, we tested the biological activity of a novel acylated form of (Pro(3))glucose-dependent insulinotropic polypetide [(Pro3)GIP] prepared by conjugating palmitic acid to Lys(16) to enhance its efficacy in vivo by promoting binding to albumin and extending its biological actions. Like the parent molecule (Pro(3))GIP, (Pro(3))GIPLys(16)PAL was completely stable to the actions of DPP-IV and significantly (p <0.01 to p <0.001) inhibited GIP-stimulated cAMP production and cellular insulin secretion. Furthermore, acute administration of (Pro(3))GIPLys(16)PAL also significantly (p <0.05 to p <0.001) countered the glucose-lowering and insulin-releasing actions of GIP in ob/ob mice. Daily injection of (Pro(3))GIPLys(16)PAL (25 nmol/kg bw) in 14-18-week-old ob/ob mice over 14 days had no effect on body weight, food intake or non-fasting plasma glucose and insulin concentrations. (Pro(3))GIPLys(16)PAL treatment also failed to significantly alter the glycaemic response to an i.p. glucose load or test meal, but insulin concentrations were significantly reduced (1.5-fold; p <0.05) after the glucose load. Insulin sensitivity was enhanced (1.3-fold; p <0.05) and pancreatic insulin was significantly reduced (p <0.05) in the (Pro(3))GIPLys(16)PAL-treated mice. These data demonstrate that acylation of Lys(16) with palmitic acid in (Pro(3))GIP does not improve its biological effectiveness as a GIP receptor antagonist.

The inhibitor profiling of the caspase family of proteases using substrate-derived peptide glyoxals.

A series of substrate-based a-keto-ß-aldehyde (glyoxal) sequences have been synthesised and evaluated as inhibitors of the caspase family of cysteine proteases. A number of potent inhibitor sequences have been identified. For example, a palmitic acid containing sequence pal-Tyr-Val-Ala-Asp-glyoxal was demonstrated to be an extremely effective inhibitor of caspase-1, inhibiting not only the action of the protease against synthetic fluorogenic substrates (Ki = 0.3 nM) but also blocking its processing of pro-interleukin-1beta (pro-IL-1ß). In addition, the peptide Ac-Asp-Glu-Val-Asp-glyoxal, which is based on the consensus cleavage sequence for caspase-3, is a potent inhibitor of this protease (Ki = 0.26 nM) yet only functions as a comparatively modest inhibitor of caspase-1 (Ki = 451 nM). Potent inhibitor sequences were also identified for caspases-6 and -8. However, the degree of discrimination between the family members is limited. The ability of Ac-Asp-Glu-Val-Asp-glyoxal to block caspase-3 like activity in whole cells and to delay the development of apoptosis was assessed. When tested against caspase-3 like activity in cell lysates, Ac-Asp-Glu-Val-Asp-glyoxal displayed effective inhibition similar to that observed against recombinant caspase-3. Treatment of whole cells with this potent caspase-3 inhibitor was however, not sufficient to significantly stall the development of apoptosis in-vitro.

Analysis of the organic matter associated to sea salt : definition of potential molecular markers based on the volatile composition and presence of glycosidic derivatives and polysaccharides

Sea salt is a natural product obtained from the evaporation of seawater in saltpans due to the combined effect of wind and sunlight. Nowadays, there is a growing interest for protection and re-valorisation of saltpans intrinsically associated to the quality of sea salt that can be evaluated by its physico-chemical properties. These man-made systems can be located in different geographical areas presenting different environmental surroundings. During the crystallization process, organic compounds coming from these surroundings can be incorporated into sea salt crystals, influencing their final composition. The organic matter associated to sea salt arises from three main sources: algae, surrounding bacterial community, and anthropogenic activity. Based on the hypothesis that sea salt contains associated organic compounds that can be used as markers of the product, including saltpans surrounding environment, the aim of this PhD thesis was to identify these compounds. With this purpose, this work comprised: 1) a deep characterisation of the volatile composition of sea salt by headspace solid phase microextraction combined with comprehensive two-dimensional gas chromatography time-of-flight mass spectrometry (HS-SPME/GCGC–ToFMS) methodology, in search of potential sea salt volatile markers; 2) the development of a methodology to isolate the polymeric material potentially present in sea salt, in amounts that allow its characterisation in terms of polysaccharides and protein; and 3) to explore the possible presence of triacylglycerides. The high chromatographic resolution and sensitivity of GC×GC–ToFMS enabled the separation and identification of a higher number of volatile compounds from sea salt, about three folds, compared to unidimentional chromatography (GC–qMS). The chromatographic contour plots obtained revealed the complexity of marine salt volatile composition and confirmed the relevance of GC×GC–ToFMS for this type of analysis. The structured bidimentional chromatographic profile arising from 1D volatility and 2D polarity was demonstrated, allowing more reliable identifications. Results obtained for analysis of salt from two locations in Aveiro and harvested over three years suggest the loss of volatile compounds along the time of storage of the salt. From Atlantic Ocean salts of seven different geographical origins, all produced in 2007, it was possible to identify a sub-set of ten compounds present in all salts, namely 6-methyl-5-hepten-2-one, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, isophorone, ketoisophorone, β-ionone-5,6-epoxide, dihydroactinidiolide, 6,10,14-trimethyl-2-pentadecanone, 3-hydroxy-2,4,4-trimethylpentyl 2-methylpropanoate, 2,4,4-trimethylpentane-1,3-diyl bis(2-methylpropanoate), and 2-ethyl-1-hexanol. These ten compounds were considered potential volatile markers of sea salt. Seven of these compounds are carotenoid-derived compounds, and the other three may result from the integration of compounds from anthropogenic activity as metabolites of marine organisms. The present PhD work also allowed the isolation and characterisation, for the first time, of polymeric material from sea salt, using 16 Atlantic Ocean salts. A dialysis-based methodology was developed to isolate the polymeric material from sea salt in amounts that allowed its characterisation. The median content of polymeric material isolated from the 16 salts was 144 mg per kg of salt, e.g. 0.014% (w/w). Mid-infrared spectroscopy and thermogravimetry revealed the main occurrence of sulfated polysaccharides, as well as the presence of protein in the polymeric material from sea salt. Sea salt polysaccharides were found to be rich in uronic acid residues (21 mol%), glucose (18), galactose (16), and fucose (13). Sulfate content represented a median of 45 mol%, being the median content of sulfated polysaccharides 461 mg/g of polymeric material, which accounted for 66 mg/kg of dry salt. Glycosidic linkage composition indicates that the main sugar residues that could carry one or more sulfate groups were identified as fucose and galactose. This fact allowed to infer that the polysaccharides from sea salt arise mainly from algae, due to their abundance and composition. The amino acid profile of the polymeric material from the 16 Atlantic Ocean salts showed as main residues, as medians, alanine (25 mol%), leucine (14), and valine (14), which are hydrophobic, being the median protein content 35 mg/g, i.e. 4,9 mg per kg of dry salt. Beside the occurrence of hydrophobic volatile compounds in sea salt, hydrophobic non-volatile compounds were also detected. Triacylglycerides were obtained from sea salt by soxhlet extraction with n-hexane. Fatty acid composition revealed palmitic acid as the major residue (43 mol%), followed by stearic (13), linolenic (13), oleic (12), and linoleic (9). Sea salt triacylglycerides median content was 1.5 mg per kg of dry salt. Both protein and triacylglycerides seem to arise from macro and microalgae, phytoplankton and cyanobacteria, due to their abundance and composition. Despite the variability resulting from saltpans surrounding environment, this PhD thesis allowed the identification of a sea salt characteristic organic compounds profile based on volatile compounds, polysaccharides, protein, and triacylglycerides.

Chromatographic analysis and comparison of chemical composition of the samples between olive oils in Europe and some chinese oils

Dissertação de mest., Qualidade em Análises, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2013

Stéaryle CoA désaturase en lien avec le syndrome métabolique chez les adultes de la Polynésie française

Objectif : Évaluer l’association entre l’activité estimée du stéaryle-CoA désaturase (SCD) et le syndrome métabolique (MetS) chez une population adulte de la Polynésie française. Méthode : Étude transversale (2006-2007) de 178 adultes vivants en zone urbaine (Papeete, île de Tahiti, archipel de la Société) et rurale (Tubuai, île de Tubuai, archipel des Australes). L’activité estimée de la SCD a été calculée par le ratio produit/précurseur d’acides gras mesurés dans la membrane des érythrocytes (SCD = C16:1n-7/C16:0). Le MetS a été défini selon les critères du NIH (National Institutes of Health, États-Unis). L’analyse de covariance a été utilisée pour comparer la composition en acide gras sanguin et l’activité estimée de la SCD selon la présence de MetS et de différents critères du MetS. La régression logistique multiple a été utilisée afin d’évaluer l’association entre l’activité estimée de la SCD en quartiles et le risque de MetS. Résultats : La prévalence de surpoids était de 87 % (dont 59 % d’obèses) et celle du MetS de 32 %. Les niveaux du précurseur du C16:1n-7, l’acide palmitoléique (C16:0), entre les participants avec et sans MetS étaient similaires. Le niveau d’activité estimée de la SCD était plus élevé chez les participants avec MetS, plus particulièrement chez ceux avec une hypertriglycéridémie. Une activité estimée de la SCD plus élevée était associée positivement à un risque plus élevé de MetS (Ptendance=0,04). Conclusion : Les résultats de notre étude suggèrent qu’une augmentation de l’activité estimée de la SCD est associée positivement au risque de MetS chez la population adulte de la Polynésie française. Une étude longitudinale serait requise afin de confirmer cette association.

Cultivo e avaliação do potencial da microalga Chlorella zofingiensis para a produção de biodiesel e produtos de valor acrescentado

O presente trabalho tem como objetivo o cultivo da microalga Chlorella zofingiensis, e a avaliação da sua potencial aplicação na produção de biodiesel e de produtos de valor acrescentado, de entre os quais se destacam os antioxidantes. Com o intuito da produção de biocombustível é necessário efetuar o cultivo da microalga num volume que permita a obtenção de elevada quantidade de biomassa para a concretização do trabalho. Além deste biocombustível, existe ainda a possibilidade de valorização de alguns produtos com valor comercial, como é o caso da astaxantina, a saber na área farmacêutica, alimentar ou até mesmo cosmética. O cultivo da microalga foi feito em meio Bold’s Basal Medium (BBM), inicialmente em matrazes de 5 L e, quando se obteve uma cultura suficientemente densa, inocularam-se fotobiorreatores de 50 L. Conseguiu-se atingir uma concentração máxima de 0,76 g/L, no reator de 5 L, após cerca de 6 semanas de ensaio. Por sua vez, em fotobiorreatores de 50 L, a concentração máxima obtida foi de 0,4 g/L, após 4 semanas de ensaio. Nestas culturas foi possível obter-se uma percentagem lipídica de 7 %, apresentado concentração de pigmentos por litro de cultura na ordem dos 10 mg/L, 4 mg/L e 2 mg/L de clorofila a, clorofila b e carotenoides totais, respetivamente. Com esta percentagem lipídica recuperaram-se 400 mg de óleo, obtendo-se posteriormente 280 mg de biodiesel. Pela análise à amostra de biodiesel obtida foi possível obter o perfil lipídico desta microalga, quando cultivada em meio BBM, sendo 41% de ácido palmítico (C16:0), 9% de ácido esteárico (C18:0), 27% de ácido oleico (C18:1) e 23% de ácido linoleico (C18:2). Os resultados obtidos mostram que a Chlorella zofingiensis é uma microalga com interesse potencial para a produção de clorofila e carotenóides, mas não para o óleo para a produção de biodiesel.

Régulation de protéine C-réactive vasculaire dans le diabète de type 2

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité dans les pays occidentaux et représentent une complication majeure du syndrome métabolique. Il est maintenant largement admis que l’athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique et que l’inflammation joue un rôle pathogénique majeur dans l’initiation et la progression de la maladie athéromateuse. Il a été démontré qu’une augmentation des niveaux sériques de la protéine c-réactive (CRP), une protéine de la phase aigüe et un important constituant de la réponse immunitaire de type inné, est associée à un risque cardiovasculaire accru. Ainsi, il a été documenté qu’une augmentation de CRP, tant chez les sujets sains que chez les sujets diabétiques, était associée à une augmentation du risque de morbidité et de mortalité cardiovasculaires. De multiples évidences suggèrent que la CRP puisse non seulement constituer un marqueur de risque des maladies cardiovasculaires mais aussi représenter un facteur pro-athérogénique direct. La dysfonction endothéliale représente un des stades les plus précoces du processus athérosclérotique et un rôle de la CRP dans la pathogenèse de la dysfonction endothéliale est postulé. Outre son origine systémique, la CRP est produite dans la lésion athérosclérotique et par diverses cellules vasculaires, dont les cellules endothéliales. Afin d’élucider le rôle de la CRP vasculaire dans l’altération de la fonction endothéliale associée au syndrome métabolique, nous avons étudié la régulation de l’expression endothéliale de la CRP par les acides gras libres (AGL) et le rôle de la CRP endothéliale dans l’inhibition de la synthèse d’oxyde nitrique (NO) par les AGL. Nos résultats démontrent que :1) l’acide palmitique (PA) induit l’expression génique de CRP au niveau de cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs) en culture et, augmente, de manière dose-dépendante, l’expression protéique de la CRP; 2) La pré-incubation des HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la i) protéine kinase C (PKC), ii) du facteur nucléaire-kappa B, iii) des Janus kinases et des protéines de transduction et de régulation de la transcription et iv) des protéines kinases activées par les mitogènes prévient l’effet stimulant du PA sur l’expression protéique et génique de la CRP; 3) Le traitement des HAECs par le PA induit une augmentation de la production des espèces réactives oxygénées, un effet prévenu par les inhibiteurs de la PKC et par l’AICAR(5-amino-4-imidazole carboxamide 1-β-D-ribofuranoside), un activateur de la protéine kinase activée par l’AMP; 4) L’incubation des HAECs en présence de PA résulte enfin en une diminution de la production basale endothéliale de NO, un effet abrogé par la préincubation de ces cellules avec un anticorps anti-CRP. Dans l’ensemble, ces données démontrent un effet stimulant du PA sur l’expression de la CRP endothéliale via l’activation de kinases et de facteurs de transcription sensibles au stress oxydatif. Ils suggèrent en outre un rôle de la CRP dans la dysfonction endothéliale induite par les AGL.

Études des interactions détergents/lipides dans les systèmes membranaires

Les liposomes sont des structures sphériques formés par l'auto-assemblage de molécules amphiphiles sous forme d'une bicouche. Cette bicouche sépare le volume intérieur du liposome du milieu extérieur, de la même manière que les membranes cellulaires. Les liposomes sont donc des modèles de membranes cellulaires et sont formulés pour étudier les processus biologiques qui font intervenir la membrane (transport de molécules à travers la membrane, effets des charges en surface, interactions entre la matrice lipidique et d'autres molécules, etc.). Parce qu'ils peuvent encapsuler une solution aqueuse en leur volume intérieur, ils sont aussi utilisés aujourd'hui comme nanovecteurs de principes actifs. Nous avons formulé des liposomes non-phospholipidiques riches en stérol que nous avons appelés stérosomes. Ces stérosomes sont composés d'environ 30 % d'amphiphiles monoalkylés et d'environ 70 % de stérols (cholestérol, Chol, et/ou sulfate de cholestérol, Schol). Quand certaines conditions sont respectées, ces mélanges sont capables de former une phase liquide ordonnée (Lo) pour donner, par extrusion, des vésicules unilamellaires. Certaines de ces nouvelles formulations ont été fonctionnalisées de manière à libérer leur contenu en réponse à un stimulus externe. En incorporant des acides gras dérivés de l’acide palmitique possédant différents pKa, nous avons pu contrôler le pH auquel la libération débute. Un modèle mathématique a été proposé afin de cerner les paramètres régissant leur comportement de libération. En incorporant un amphiphile sensible à la lumière (un dérivé de l’azobenzène), les liposomes formés semblent répondre à une radiation lumineuse. Pour ce système, il serait probablement nécessaire de tracer le diagramme de phase du mélange afin de contrôler la photo-libération de l’agent encapsulé. Nous avons aussi formulé des liposomes contenant un amphiphile cationique (le chlorure de cétylpyridinium). En tant que nanovecteurs, ces stérosomes montrent un potentiel intéressant pour la libération passive ou contrôlée de principes actifs. Pour ces systèmes, nous avons développé un modèle pour déterminer l’orientation des différentes molécules dans la bicouche. La formation de ces nouveaux systèmes a aussi apporté de nouvelles connaissances dans le domaine des interactions détergents-lipides. Aux nombreux effets du cholestérol (Chol) sur les systèmes biologiques, il faut ajouter maintenant que les stérols sont aussi capables de forcer les amphiphiles monoalkylés à former des bicouches. Cette nouvelle propriété peut avoir des répercussions sur notre compréhension du fonctionnement des systèmes biologiques. Enfin, les amphiphiles monoalkylés peuvent interagir avec la membrane et avoir des répercussions importantes sur son fonctionnement. Par exemple, l'effet antibactérien de détergents est supposé être dû à leur insertion dans la membrane. Cette insertion est régie par l'affinité existant entre le détergent et cette dernière. Dans ce cadre, nous avons voulu développer une nouvelle méthode permettant d'étudier ces affinités. Nous avons choisi la spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS) pour sa sensibilité. Les hypothèses permettant de déterminer cette constante d’affinité se basent sur l’incapacité du détergent à exalter le signal SERS lorsque le détergent est inséré dans la membrane. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus par titration calorimétrique isotherme (ITC). Les résultats ont montré des différences. Ces différences ont été discutées.

Development and characterization of polymeric nanoparticles(NPs) made from functionalized poly (D,L- lactide) (PLA)polymers

Les nanoparticules polymériques biodégradable (NPs) sont apparues ces dernières années comme des systèmes prometteurs pour le ciblage et la libération contrôlée de médicaments. La première partie de cette étude visait à développer des NPs biodégradables préparées à partir de copolymères fonctionnalisés de l’acide lactique (poly (D,L)lactide ou PLA). Les polymères ont été étudiés comme systèmes de libération de médicaments dans le but d'améliorer les performances des NPs de PLA conventionnelles. L'effet de la fonctionnalisation du PLA par insertion de groupements chimiques dans la chaîne du polymère sur les propriétés physico-chimiques des NPs a été étudié. En outre, l'effet de l'architecture du polymère (mode d'organisation des chaînes de polymère dans le copolymère obtenu) sur divers aspects de l’administration de médicament a également été étudié. Pour atteindre ces objectifs, divers copolymères à base de PLA ont été synthétisés. Plus précisément il s’agit de 1) copolymères du poly (éthylène glycol) (PEG) greffées sur la chaîne de PLA à 2.5% et 7% mol. / mol. de monomères d'acide lactique (PEG2.5%-g-PLA et PEG7%-g-PLA, respectivement), 2) des groupements d’acide palmitique greffés sur le squelette de PLA à une densité de greffage de 2,5% (palmitique acid2.5%-g-PLA), 3) de copolymère « multibloc » de PLA et de PEG, (PLA-PEG-PLA)n. Dans la deuxième partie, l'effet des différentes densités de greffage sur les propriétés des NPs de PEG-g-PLA (propriétés physico-chimiques et biologiques) a été étudié pour déterminer la densité optimale de greffage PEG nécessaire pour développer la furtivité (« long circulating NPs »). Enfin, les copolymères de PLA fonctionnalisé avec du PEG ayant montré les résultats les plus satisfaisants en regard des divers aspects d’administration de médicaments, (tels que taille et de distribution de taille, charge de surface, chargement de drogue, libération contrôlée de médicaments) ont été sélectionnés pour l'encapsulation de l'itraconazole (ITZ). Le but est dans ce cas d’améliorer sa solubilité dans l'eau, sa biodisponibilité et donc son activité antifongique. Les NPs ont d'abord été préparées à partir de copolymères fonctionnalisés de PLA, puis ensuite analysés pour leurs paramètres physico-chimiques majeurs tels que l'efficacité d'encapsulation, la taille et distribution de taille, la charge de surface, les propriétés thermiques, la chimie de surface, le pourcentage de poly (alcool vinylique) (PVA) adsorbé à la surface, et le profil de libération de médicament. L'analyse de la chimie de surface par la spectroscopie de photoélectrons rayon X (XPS) et la microscopie à force atomique (AFM) ont été utilisés pour étudier l'organisation des chaînes de copolymère dans la formulation des NPs. De manière générale, les copolymères de PLA fonctionnalisés avec le PEG ont montré une amélioration du comportement de libération de médicaments en termes de taille et distribution de taille étroite, d’amélioration de l'efficacité de chargement, de diminution de l'adsorption des protéines plasmatiques sur leurs surfaces, de diminution de l’internalisation par les cellules de type macrophages, et enfin une meilleure activité antifongique des NPs chargées avec ITZ. En ce qui concerne l'analyse de la chimie de surface, l'imagerie de phase en AFM et les résultats de l’XPS ont montré la possibilité de la présence de davantage de chaînes de PEG à la surface des NPs faites de PEG-g-PLA que de NPS faites à partie de (PLA-PEG-PLA)n. Nos résultats démontrent que les propriétés des NPs peuvent être modifiées à la fois par le choix approprié de la composition en polymère mais aussi par l'architecture de ceux-ci. Les résultats suggèrent également que les copolymères de PEG-g-PLA pourraient être utilisés efficacement pour préparer des transporteurs nanométriques améliorant les propriétés de certains médicaments,notamment la solubilité, la stabilité et la biodisponibilité.

Novel non phospholipid liposomes with high sterol content : development and characterization

Les liposomes sont des nanovecteurs polyvalents et prometteurs quant à leur utilisation dans plusieurs domaines. Il y a une décennie, un nouveau type de liposome constitué d’amphiphiles monoalkylés et de stérols est né fortuitement dans notre groupe. Ils sont nommés Stérosomes puisqu’ils contiennent une grande proportion de stérols, entre 50 et 70 mol %. Les objectifs de cette thèse sont de développer de nouvelles formulations de Stérosomes ayant des caractéristiques spécifiques et d’acquérir une compréhension plus profonde des règles physicochimiques qui dictent leur comportement de phase. Nous avons spécifiquement examiné le rôle de motifs moléculaires des stérols, de la charge interfaciale et de la capacité à former des liaisons H dans les interactions intermoléculaires menant à l’autoassemblage. Le comportement de phase a été caractérisé par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), par spectroscopie infrarouge (IR) et par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du deutérium (²H NMR). Premièrement, nous avons établi certaines corrélations entre la structure des stérols, leur tendance à former des bicouches fluides en présence d'amphiphile monoalkylé et la perméabilité des grandes vésicules unilamellaires (LUV) formées. La nature des stérols module les propriétés de mélange avec de l’acide palmitique (PA). Les stérols portant une chaîne volumineuse en position C17 sont moins aptes à induire des bicouches fluides que ceux qui ont une chaîne plus simple, comme celle du cholestérol. Un grand ordre de la chaîne alkyle de PA est un effet commun à tous les stérols investigués. Il a été démontré que la perméabilité des LUV peut être contrôlée en utilisant des stérols différents. Cependant, ces stérols n’ont aucun impact significatif sur la sensibilité des Stérosomes au pH. Afin de créer des liposomes qui sont sensibles au pH et qui ont une charge positive à la surface, des Stérosomes composés de stéarylamine et de cholestérol (Chol) ont été conçus et caractérisés. Il a été conclu que l’état de protonation de l’amine, dans ce travail, ou du groupe carboxylique, dans un travail précédent, confère une sensibilité au pH et détermine la charge à la surface du liposome. Les premiers Stérosomes complètement neutres ont été fabriqués en utilisant un réseau de fortes liaisons H intermoléculaires. Le groupe sulfoxyde est capable de former de fortes liaisons H avec le cholestérol et les molécules d’eau. Une bicouche fluide métastable a été obtenue, à la température de la pièce, à partir d'un mélange équimolaire d’octadécyl méthyl sulfoxyde (OMSO) et de Chol. Ce comportement distinct a permis d’extruder le mélange pour former des LUV à la température de la pièce. Après 30 h, le temps de vie de la phase métastable, des Stérosomes stables et imperméables existaient toujours sous une forme solide. Un diagramme de température-composition a été proposé afin de résumer le comportement de phase des mélanges d’OMSO/Chol. Finalement, nous avons élaboré des Stérosomes furtifs en incorporant du polyéthylène glycol (PEG) avec une ancre de cholestérol (PEG-Chol) à l’interface de Stérosomes de PA/Chol. Jusqu’à 20 mol % de PEG-Chol peut être introduit sans perturber la structure de la bicouche. La présence du PEG-Chol n’a aucun impact significatif sur la perméabilité de la LUV. L'encapsulation active de la doxorubicine, un médicament contre le cancer, a été réalisée malgré la faible perméabilité de ces LUV et la présence du PEG à l’interface. L’inclusion de PEG a modifié considérablement les propriétés de l’interface et a diminué la libération induite par la variation de pH observée avec des LUV nues de PA/Chol. Cette formulation inédite est potentiellement utile pour l’administration intraveineuse de médicaments.

Détermination de l’effet protecteur des liposomes non phospholipidiques à haute teneur en cholestérol

Nous démontrons qu'il est possible de former des bicouches fluides non phospholipides en milieu aqueux avec un mélange d'acide palmitique (PA), cholestérol (Chol) et sulfate de cholestérol (Schol) avec une proportion molaire de 30/28/42. Ces liposomes non phospholipidiques peuvent maintenir un gradient de pH (pHinterne 8 / pHexterne 6) sur une période 100 fois plus longue que les liposomes faits de 1-palmitoyl-2-oléoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (POPC) et de cholestérol (60/40 mol/mol). De plus, ces LUV non phospholipidiques protègent l'acide ascorbique d'un milieu oxydant (1 mM de fer (III)). Une fois piégé dans les liposomes, l'acide ascorbique présente une vitesse de dégradation similaire à celle obtenue en l'absence de fer(III). Ces performances illustrent la perméabilité exceptionnellement limitée de ces liposomes, ce qui implique qu'ils peuvent présenter des avantages comme nanocontenants pour certaines applications. D'autre part, des vésicules unilamellaires géantes (GUV pour Giant Unilamellar Vesicles) ont été formées à partir d'un mélange d'acide palmitique et de cholestérol (30/70 mol/mol). Ces GUV sont stables sur l'échelle de temps de semaines, elles ne s'agrègent pas et elles sont sensibles au pH. Afin d'établir la formation des GUV, l'imagerie par microscopie confocale à balayage laser a été utilisée. Deux sondes fluorescentes ont été utilisées: le rouge du Nile, une sonde hydrophobe qui s'insère dans le cœur hydrophobe des bicouches lipidiques, et la calcéine, une sonde hydrophile qui a été emprisonné dans le réservoir interne des GUV. Cette approche a permis l'observation des parois des GUV ainsi que de leur contenu. Ces résultats montrent la possibilité de former de nouveaux microcontenants à partir d'un mélange d'un amphiphile monoalkylé et de stérol.