Méthodologie pour la synthèse combinatoire d’azapeptides: application à la synthèse d’analogues aza-GHRP-6 en tant que ligands du récepteur CD36

Les azapeptides sont des mimes peptidiques où le carbone alpha d’un ou de plusieurs acides aminés est remplacé par un atome d’azote. Cette modification tend à stabiliser une conformation en repliement beta en raison de la répulsion électronique entre les paires d’électrons libres des atomes d’azote adjacents et de la géométrie plane de l’urée. De plus, le résidu semicarbazide a une meilleure résistance face aux protéases en plus d’être chimiquement plus stable qu’une liaison amide. Bien que les propriétés des azapeptides en fassent des mimes peptidiques intéressants, leurs méthodes de synthèses font appel à la synthèse laborieuse d’hydrazines substituées en solution. Le peptide sécréteur d’hormone de croissance 6 (GHRP-6, His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) est un hexapeptide synthétique qui possède une affinité pour deux récepteurs distincts: les récepteurs GHS-R1a et CD36. Les travaux effectués au cours de mon doctorat qui seront détaillés dans cet ouvrage visent à atteindre deux objectifs: (1) le développement d’analogues du peptide GHRP-6 sélectif à un seul récepteur et (2) la mise au point d’une nouvelle méthodologie pour la synthèse combinatoire d’azapeptides. En réponse au premier objectif, la synthèse parallèle de 49 analogues aza-GHRP-6 a été effectuée et certains candidats sélectifs au récepteur CD36 ont été identifiés. L’étude de leurs propriétés anti-angiogéniques, effectuée par nos collaborateurs, a également permis d’identifier des candidats intéressants pour le traitement potentiel de la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Une nouvelle approche pour la synthèse combinatoire d’azapeptides, faisant appel à l’alkylation et la déprotection chimiosélective d’une sous-unité semicarbazone ancrée sur support solide, a ensuite été développée. La portée de cette méthodologie a été augmentée par la découverte de conditions permettant l’arylation régiosélective de cette sous-unité semicarbazone, donnant accès à treize nouveaux dérivés aza-GHRP-6 possédant des résidus aza-arylglycines aux positions D-Trp2 et Trp4. L’élaboration de conditions propices à l’alkylation et la déprotection chimiosélective de la semicarbazone a donné accès à une variété de chaînes latérales sur l’acide aminé « aza » préalablement inaccessibles. Nous avons, entre autres, démontré qu’une chaîne latérale propargyl pouvait être incorporée sur l’acide aminé « aza ». Tenant compte de la réactivité des alcynes, nous avons ensuite élaboré des conditions réactionnelles permettant la formation in situ d’azotures aromatiques, suivie d’une réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire sur support solide, dans le but d’obtenir des mimes de tryptophane. Sept analogues du GHRP-6 ont été synthétisés et testés pour affinité au récepteur CD36 par nos collaborateurs. De plus, nous avons effectué une réaction de couplage en solution entre un dipeptide possédant un résidu aza-propargylglycine, du paraformaldehyde et une variété d’amines secondaires (couplage A3) afin d’accéder à des mimes rigides d’aza-lysine. Ces sous-unités ont ensuite été incorporées sur support solide afin de générer sept nouveaux azapeptides avec des dérivés aza-lysine à la position Trp4 du GHRP-6. Enfin, une réaction de cyclisation 5-exo-dig a été développée pour la synthèse de N-amino imidazolin-2-ones en tant que nouveaux mimes peptidiques. Leur fonctionnalisation par une série de groupements benzyliques à la position 4 de l’hétérocycle a été rendue possible grâce à un couplage Sonogashira précédant la réaction de cyclisation. Les propriétés conformationnelles de cette nouvelle famille de composés ont été étudiées par cristallographie aux rayons X et spectroscopie RMN d’un tétrapeptide modèle. L’activité biologique de deux mimes peptidiques, possédant un résidu N-amino-4-méthyl- et 4-benzyl-imidazolin-2-one à la position Trp4 du GHRP-6, a aussi été examinée. L’ensemble de ces travaux devrait contribuer à l’avancement des connaissances au niveau des facteurs structurels et conformationnels requis pour le développement d’azapeptides en tant que ligands du récepteur CD36. De plus, les résultats obtenus devraient encourager davantage l’utilisation d’azapeptides comme peptidomimétiques grâce à leur nouvelle facilité de synthèse et la diversité grandissante au niveau de la chaîne latérale des acides aminés « aza ».

Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A3, a novel RNA trafficking response element-binding protein

The cis-acting response element, A2RE, which is sufficient for cytoplasmic mRNA trafficking in oligodendrocytes, binds a small group of rat brain proteins. Predominant among these is heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP) A2, a trans-acting factor for cytoplasmic trafficking of RNAs bearing A2RE-like sequences. We have now identified the other A2RE-binding proteins as hnRNP A1/A1(B), hnRNP B1, and four isoforms of hnRNP A3. The rat and human hnRNP A3 cDNAs have been sequenced, revealing the existence of alternatively spliced mRNAs. In Western blotting, 38-, 39-, 41 -, and 41.5-kDa components were all recognized by antibodies against a peptide in the glycine-rich region of hnRNP A3, but only the 41- and 41.5-kDa bands bound antibodies to a 15-residue N-terminal peptide encoded by an alternatively spliced part of exon 1. The identities of these four proteins were verified by Edman sequencing and mass spectral analysis of tryptic fragments generated from electrophoretically separated bands. Sequence-specific binding of bacterially expressed hnRNP A3 to A2RE has been demonstrated by biosensor and UV cross-linking electrophoretic mobility shift assays. Mutational analysis and confocal microscopy data support the hypothesis that the hnRNP A3 isoforms have a role in cytoplasmic trafficking of RNA.

Utilização de origens de água com qualidade inferior a A3 na produção de água para consumo humano

A eutrofização das massas hídricas superficiais constitui um dos mais significativos problemas, a nível de planeamento e gestão dos recursos hídricos. Uma das consequências consiste no bloom de organismos fitoplanctónicos, como as cianobactérias, produzindo um risco para a saúde, quando presentes na água para consumo humano. Muitas das tecnologias convencionais utilizadas no tratamento de água têm-se demonstrado pouco eficazes na sua remoção. Estações de tratamento de águas (ETAs) que utilizam águas com presença destes organismos tóxicos, têm que possuir barreiras eficientes para a sua remoção. Assim, torna-se necessário munir as ETAs de tecnologia apropriada à sua eliminação. Deste modo, este trabalho consiste, com base em investigação bibliográfica, avaliar a capacidade de remoção de cianobactérias, e das toxinas a elas associadas, ao longo de um sistema de tratamento e prever a possibilidade de introdução de um processo de separação por membranas, como uma barreira segura e eficaz no tratamento de águas com este tipo de problemas. Para tal, utilizou-se como caso de estudo a ETA de S. Domingos (sistema de tratamento convencional), responsável por parte do abastecimento de água da cidade de Peniche, cuja origem de água, albufeira de S. Domingos, se encontra eutrofizada e, a presença destes organismos é praticamente constante ao longo de todo o ano. Prevê-se que a ETA de S. Domingos consiga alguma remoção de cianobactérias e cianotoxinas intracelulares, mas a principal incerteza prende-se com o desempenho da ETA na remoção de toxinas extra celulares. Concluiu-se então, que desde que o sistema de tratamento já existente seja totalmente optimizado, e por introdução de um sistema de filtração por membranas (Nanofiltração) é possível reter com sucesso estas toxinas.

SUSCEPTIBILITY OF Candida spp. ISOLATED FROM BLOOD CULTURES AS EVALUATED USING THE M27-A3 AND NEW M27-S4 APPROVED BREAKPOINTS

The high mortality rates associated with candidemia episodes and the emergence of resistance to antifungal agents necessitate the monitoring of the susceptibility of fungal isolates to antifungal treatments. The new, recently approved, species-specific clinical breakpoints (SS-CBPs)(M27-S4) for evaluating susceptibility require careful interpretation and comparison with the former proposals made using the M27-A3 breakpoints, both from CLSI. This study evaluated the susceptibility of the different species of Candida that were isolated from candidemias based on these two clinical breakpoints. Four hundred and twenty-two isolates were identified and, among them, C. parapsilosis comprised 46.68%, followed by C. albicans (35.78%), C. tropicalis (9.71%), C. glabrata (3.55%), C. lusitaniae (1.65%), C. guilliermondii (1.65%) and C. krusei (0.94%). In accordance with the M27-A3 criteria, 33 (7.81%) non-susceptible isolates were identified, of which 16 (3.79%) were resistant to antifungal agents. According to SS-CBPs, 80 (18.95%) isolates were non-susceptible, and 10 (2.36%) of these were drug resistant. When the total number of non-susceptible isolates was considered, the new SS-CBPs detected 2.4 times the number of isolates that were detected using the M27-A3 interpretative criteria. In conclusion, the detection of an elevated number of non-susceptible species has highlighted the relevance of evaluating susceptibility tests using new, species-specific clinical breakpoints (SS-CBPs), which could impact the profile of non-susceptible Candida spp. to antifungal agents that require continuous susceptibility monitoring.

MAGE-A3 and MAGE-A4 specific CD4(+) T cells in head and neck cancer patients: detection of naturally acquired responses and identification of new epitopes.

Frequent expression of cancer testis antigens (CTA) has been consistently observed in head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC). For instance, in 52 HNSCC patients, MAGE-A3 and -A4 CTA were expressed in over 75% of tumors, regardless of the sites of primary tumors such as oral cavity or hypopharynx. Yet, T-cell responses against these CTA in tumor-bearing patients have not been investigated in detail. In this study, we assessed the naturally acquired T-cell response against MAGE-A3 and -A4 in nonvaccinated HNSCC patients. Autologous antigen-presenting cells pulsed with overlapping peptide pools were used to detect and isolate MAGE-A3 and MAGE-A4 specific CD4(+) T cells from healthy donors and seven head and neck cancer patients. CD4(+) T-cell clones were characterized by cytokine secretion. We could detect and isolate MAGE-A3 and MAGE-A4 specific CD4(+) T cells from 7/7 cancer patients analyzed. Moreover, we identified six previously described and three new epitopes for MAGE-A3. Among them, the MAGE-A3(111-125) and MAGE-A3(161-175) epitopes were shown to be naturally processed and presented by DC in association with HLA-DP and DR, respectively. All of the detected MAGE-A4 responses were specific for new helper epitopes. These data suggest that naturally acquired CD4(+) T-cell responses against CT antigens often occur in vivo in HNSCC cancer patients and provide a rationale for the development of active immunotherapeutic approaches in this type of tumor.

Stratification by smoking status reveals an association of CHRNA5-A3-B4 genotype with body mass index in never smokers.

We previously used a single nucleotide polymorphism (SNP) in the CHRNA5-A3-B4 gene cluster associated with heaviness of smoking within smokers to confirm the causal effect of smoking in reducing body mass index (BMI) in a Mendelian randomisation analysis. While seeking to extend these findings in a larger sample we found that this SNP is associated with 0.74% lower body mass index (BMI) per minor allele in current smokers (95% CI -0.97 to -0.51, P = 2.00 × 10(-10)), but also unexpectedly found that it was associated with 0.35% higher BMI in never smokers (95% CI +0.18 to +0.52, P = 6.38 × 10(-5)). An interaction test confirmed that these estimates differed from each other (P = 4.95 × 10(-13)). This difference in effects suggests the variant influences BMI both via pathways unrelated to smoking, and via the weight-reducing effects of smoking. It would therefore be essentially undetectable in an unstratified genome-wide association study of BMI, given the opposite association with BMI in never and current smokers. This demonstrates that novel associations may be obscured by hidden population sub-structure. Stratification on well-characterized environmental factors known to impact on health outcomes may therefore reveal novel genetic associations.

Analysis of naturally acquired CD4+T-cell responses to MAGE-A3 and MAGE-A4 cancer/testis antigens in patients with resected head and neck squamous cell carcinoma

Despite advances in the medical and surgical treatment of Head and Neck (HN) squamous cell carcinoma (HNSCC), long term survival has remained unchanged in the last 20 years. The obvious limitations of traditional therapeutic options strongly urge the development of novel therapeutic approaches. The molecular cloning of tumor antigens recognized by T lymphocytes in recent years has provided targets for specific immunotherapy. In this regard, frequent expression of Cancer Testis Antigens (CTA) has been repeatedly observed among HN tumors. We analyzed CTA expression in 46 HNSCC patients and found that MAGE-A3 and/or -A4 CTA were positive in over 70% of samples, regardless of the anatomical site of primary tumors in the upper aerodigestive tract. Still, immune responses against these CTA in HNSCC patients have not yet been investigated in detail. In this study we assessed the responsiveness of HNSCC patient's lymphocytes against overlapping peptides spanning the entire MAGE-A3 and -A4 proteins. After depletion of CD4+CD25+ regulatory T cells, and following three rounds of in vitro stimulation with pools of overlapping peptides, peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of HNSCC patients were screened by IFN-g and TNF-a intracellular cytokine staining for reactivity against MAGE-A3 or -A4 derived peptides. Cytokine secreting CD4+ T cells, specific for several peptides, were detected in 7/7 patients. In contrast, only 2/5 PBMC from healthy donors showed weak T cell responses against 2 peptides. CD4+ T cells specific for one epitope MAGE-A3(281-295), previously described as an HLA-DR11 restricted epitope naturally processed and presented by dendritic cells and tumor cells, were detected in two patients. MAGE-A3(161-175) specific CD4+ T cells were found in one patient. Six MAGE-A3 and -A4 new epitopes are being characterized. Together, these data suggest that naturally acquired CD4+ T cell responses against CT antigens occur in vivo in HNSCC patients, providing a rational basis for the use of the identified peptides in vaccination protocols.

Receptores A3 da adenosina: uma nova abordagem terapêutica no câncer

Cancer is a multi-factorial disease linked with different initiating causes, cofactors and promoters, and several types of cellular damage. Advancing knowledge on the cellular and molecular biology of the processes that regulate cell proliferation, cell differentiation and cellular responses to external signals, has provided a wealth of information about the cancer cell and how it differs from a normal one. These findings make available a number of potential targets for new therapeutic approaches. The Medicinal Chemistry artwork performed so far in the development of selective and potent adenosine receptor A3 ligands, a current cancer target, will be highlighted in this work.

Karta öfver Finland (Sektionen A3)

1 kartta :, vär. ;, 50,6 x 43 cm, lehti 58 x 50,3 cm

Distribution of the a2, a3, and a5 nicotinic acetylcholine receptor subunits in the chick brain

Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are ionotropic receptors comprised of a and ß subunits. These receptors are widely distributed in the central nervous system, and previous studies have revealed specific patterns of localization for some nAChR subunits in the vertebrate brain. In the present study we used immunohistochemical methods and monoclonal antibodies to localize the a2, a3, and a5 nAChR subunits in the chick mesencephalon and diencephalon. We observed a differential distribution of these three subunits in the chick brain, and showed that the somata and neuropil of many central structures contain the a5 nAChR subunit. The a2 and a3 subunits, on the other hand, exhibited a more restricted distribution than a5 and other subunits previously studied, namely a7, a8 and ß2. The patterns of distribution of the different nAChR subunits suggest that neurons in many brain structures may contain several subtypes of nAChRs and that in a few regions one particular subtype may determine the cholinergic nicotinic responses

Optimización y validación de un método analítico por CLAR fase reversa para el análisis de peroxisomicinas A2, A3 e isoperoxisomicinas A1 y A2

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Química Analítica Biomédica) UANL

Développement d'un tandem multicatalytique méthylénation - couplage de Heck et Approche synthétique de l'Hodgsonox

Cette thèse comprend deux parties distinctes, dans lesquelles seront décrits tout d’abord, le développement d’un procédé multicatalytique en un seul pot d’une réaction de méthylénation suivie d’un couplage de Heck, puis dans un second temps, une étude vers la synthèse de l’Hodgsonox. Le premier thème de la thèse correspond à la mise en place d’un procédé en un seul pot, basé sur la méthodologie de méthylénation catalysée par un métal de transition, développée au sein du groupe du Pr. Lebel, et sur des couplages de Heck. Différentes études de compatibilité des réactifs mis en présence sont abordées, ainsi que le choix des conditions optimales (Pd(OAc)2 et P(o-tol)3) pour la réalisation d’un tel système qui ne requiert aucun isolement du produit intermédiaire. Il a été démontré que la présence de triphénylphosphine en excès inhibe la réaction de couplage de Heck, ce qui a finalement orienté notre choix vers les sels de cuivre pour la catalyse de la réaction de méthylénation. Le tandem séquentiel a ensuite été appliqué à la synthèse de divers stilbènes, notamment des composés dérivés du Resvératrol, molécule d’intérêt thérapeutique pour les maladies cardiovasculaires, et à la synthèse d’indanes substitués, avec un couplage intramoléculaire, avec de bons rendements. La deuxième partie de cette thèse traite de l’étude menée vers la synthèse de l’Hodgsonox. Cette molécule correspond à une nouvelle classe de sesquiterpènes tricycliques, comportant un dihydropyrane doté d’une fonction éther diallylique. Cette molécule représente un défi synthétique pour le groupe du Pr. Lebel, qui envisage de synthétiser les deux doubles liaisons terminales au moyen de la méthodologie de méthylénation développée au sein du groupe. L’Hodgsonox, dont la biosynthèse utilise la voie MEP, a un potentiel insecticide pour la croissance de la larve de la mouche verte d’Australie, Lucilia cuprina. La synthèse envisagée au cours de ces travaux est basée sur la formation préalable d’un cycle à 5 chaînons, comportant 3 centres stéréogéniques, puis sur la cyclisation du cycle pyranique au moyen d’une réaction d’insertion dans un lien O H. Un dédoublement cinétique dynamique sur une δ butyrolactone substituée permet de fixer la stéréochimie relative de deux centres chiraux dès la première étape. Le cycle à 5 chaînons est ensuite formé par métathèse après 6 étapes avec un rendement de 37%. Une addition conjuguée suivie d’une réaction de Saegusa et d’une réaction d’hydrosilylation introduit le groupement isopropyle de manière syn. Après mise en place d’un groupement céto-ester, un transfert de groupement diazonium permet de préparer le précurseur pour la réaction d’insertion dans un lien O-H. Le bicycle correspondant à la structure de base de l’Hodgsonox a été préparé au moyen de 16 étapes linéaires avec un rendement global de 12%.

Couplage du récepteur à sept domaines transmembranaires GABA-B1 aux voies intracellulaires de signalisation en absence de GABA-B2

Le GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur du SNC et est impliqué dans le développement du cerveau, la plasticité synaptique et la pathogénèse de maladies telles que l’épilepsie, les troubles de l’anxiété et la douleur chronique. Le modèle actuel de fonctionnement du récepteur GABA-B implique l’hétérodimérisation GABA-B1/B2, laquelle est requise au ciblage à la surface membranaire et au couplage des effecteurs. Il y est cependant des régions du cerveau, des types cellulaires et des périodes du développement cérébral où la sous-unité GABA-B1 est exprimée en plus grande quantité que GABA-B2, ce qui suggère qu’elle puisse être fonctionnelle seule ou en association avec des partenaires inconnus, à la surface cellulaire ou sur la membrane réticulaire. Dans le cadre de cette thèse, nous montrons la capacité des récepteurs GABA-B1 endogènes à activer la voie MAPK-ERK1/2 dans la lignée dérivée de la glie DI-TNC1, qui n’exprime pas GABA-B2. Les mécanismes qui sous-tendent ce couplage demeurent mal définis mais dépendent de Gi/o et PKC. L’immunohistochimie de récepteurs endogènes montre par ailleurs que des anticorps GABA-B1 dirigés contre la partie N-terminale reconnaissent des protéines localisées au RE tandis des anticorps C-terminaux (CT) marquent une protéine intranucléaire. Ces données suggèrent que le domaine CT de GABA-B1 pourrait être relâché par protéolyse. L’intensité des fragments potentiels est affectée par le traitement agoniste tant en immunohistochimie qu’en immunobuvardage de type western. Nous avons ensuite examiné la régulation du clivage par le protéasome en traitant les cellules avec l’inhibiteur epoxomicine pendant 12 h. Cela a résulté en l’augmentation du marquage intranucléaire de GABA-B1-CT et d’un interacteur connu, le facteur de transcription pro-survie ATF-4. Dans des cellules surexprimant GABA-B1-CT, l’induction et la translocation nucléaire d’ATF-4, qui suit le traitement epoxomicine, a complètement été abolie. Cette observation est associée à une forte diminution du décompte cellulaire. Étant donné que les trois derniers résidus de GABA-B1-CT (LYK) codent un ligand pseudo-PDZ et que les protéines à domaines PDZ sont impliquées dans la régulation du ciblage nucléaire et de la stabilité de protéines, en complément de leur rôle d’échaffaud à la surface cellulaire, nous avons muté les trois derniers résidus de GABA-B1-CT en alanines. Cette mutation a complètement annulé les effets de GABA-B1-CT sur l’induction d’ATF-4 et le décompte cellulaire. Cette deuxième série d’expériences suggère l’existence possible de fragments GABA-B1 intranucléaires régulés par le traitement agoniste et le protéasome dans les cellules DI-TNC1. Cette régulation d’ATF-4 dépend des résidus LYK de GABA-B1-CT, qui modulent la stabilité de GABA-B1-CT et favorisent peut-être la formation d’un complexe multiprotéique incluant GABA-B1-CT, ATF-4, de même qu’une protéine d’échaffaudage inconnue. En somme, nous démontrons que les sous-unités GABA-B1 localisées au RE, lorsque non-hétérodimérisées avec GABA-B2, demeurent capables de moduler les voies de signalisation de la prolifération, la différentiation et de la survie cellulaire, via le couplage de protéines G et possiblement la protéolyse régulée. Les mécanismes de signalisation proposés pourraient servir de nouvelle plate-forme dans la compréhension des actions retardées résultant de l’activation des récepteurs 7-TMs.

Synthèse énantiosélective du [7]hélicène à l’aide de la réaction de fermeture de cycle par métathèse d’oléfine asymétrique et synthèse de binaphtols via une réaction de couplage oxydatif

L’intérêt pour les hélicènes s’est accru au fur et à mesure que de nouvelles applications pour ce genre de molécules ont été découvertes. Par contre, la recherche dans ce domaine a été limitée par le petit nombre de voies de synthèse de ces molécules, la plupart nécessitant une étape de résolution ou de séparation des énantiomères par HPLC à la fin de la synthèse. Le présent projet de recherche propose d’utiliser la réaction de fermeture de cycle asymétrique par métathèse d’oléfines (asymmetric ring closing metathesis, ARCM) pour effectuer une synthèse d’hélicène à la fois catalytique et énantiosélective. La synthèse énantiosélective du [7]hélicène a été effectuée à l’aide d’une résolution cinétique du précurseur racémique. Au cours de cette synthèse, nous avons été en mesure de démontrer l’efficacité de différents catalyseurs de métathèse chiraux en plus de démontrer l’effet de l’ajout de simples oléfines comme additifs à la réaction. De plus, nous avons formulé une hypothèse expliquant cet effet à l’aide du mécanisme de la réaction. Finalement, nous avons aussi montré l’effet du changement de solvant sur la sélectivité de la réaction. Au cours de ces travaux, nous avons également développé une nouvelle méthode de synthèse de binaphtols à l’aide d’une réaction de couplage oxydatif impliquant un catalyseur de cuivre. À l’aide d’études de réactivité, nous avons été en mesure de démontrer que le métal portait deux ligands N-hétérocycliques (NHC). Nous avons aussi observé que le catalyseur favorisait la formation de binaphtol non symétrique avec un groupement naphtol avec une densité électronique élevée et un autre groupement naphtol avec une faible densité électronique.