Effet de l'insuffisance rénale chronique sur les enzymes de phase II

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Nouvelle thérapie épigénétique dans le traitement du neuroblastome pédiatrique

Le neuroblastome pédiatrique est un des cancers extra-crâniens des plus fréquents chez les enfants. Malgré une amélioration du taux de survie avec les thérapies actuellement disponibles, les stades avancés de neuroblastome ou en rechute présentent un très mauvais pronostic. De nouvelles approches thérapeutiques doivent donc être développées afin d'augmenter la survie des patients. Une de ces approches est la thérapie épigénétique. Le neuroblastome, comme plusieurs autres cancers pédiatriques, contient plusieurs altérations épigénétiques au niveau de la méthylation de l'ADN et des modifications des histones. Lors d'un criblage de médicaments déjà approuvés par la FDA, nous avons découvert quelques molécules ayant des caractéristiques de médicaments épigénétiques jusqu’alors jamais découvertes. Notre étude cherche donc à démontrer l'efficacité de ces molécules dans le traitement de lignées cellulaires de neuroblastome. Suite à des tests préliminaires, une des molécules approuvées par la FDA s'est démarquée : le disulfirame, un médicament approuvé pour le traitement de l’alcoolisme chronique. Nous avons donc traité des lignées cellulaires de neuroblastomes (IMR-32, N91, SK-N-DZ, SK-N-SH et SK-N-AS ) pendant 48 heures avec du disulfirame à des concentrations pertinentes sur le plan clinique (10nM à 50 µM). Nos résultats démontrent une inhibition de croissance de 50 % (IC50) d'environ 80 nM pour les lignées cellulaires testées. De plus, après analyse par cytométrie de flux, on observe un blocage du cycle cellulaire en G2/M. Nous avons également observé une diminution du facteur de transcription MYCN ainsi qu’une baisse d’acétylation de plusieurs marques d’histones (H3K9ac, H3K14ac, H3K27ac). Une analyse par séquençage d'ARN a confirmé le bloc en G2/M par une baisse d'expression de gènes associés à cette phase ainsi que la diminution de MYCN par une baisse de gènes cible de MYC. Des travaux sont en cours afin de déterminer le mécanisme d’action du disulfirame. Cette recherche permettra d’évaluer l’efficacité du disulfirame dans le traitement du neuroblastomePediatric neuroblastoma is one of the most common extracranial cancer in children. Despite an improvement in survival with the currently available therapies, neuroblastoma with an amplification of the transcription factor MYCN has a very poor prognosis. New therapeutic approaches must be developed to increase the survival of patients. One such approach is epigenetic drug therapy. Neuroblastoma, like many other pediatric cancers, contains several epigenetic alterations at the level of DNA methylation and histone modifications. In a screening of FDA-approved drugs, we discovered some molecules having characteristics of epigenetic drugs that were unknown until now. Our study seeks to demonstrate the efficacy of these molecules in the treatment of neuroblastoma cell lines. Following preliminary tests, one of the molecules approved by the FDA stood out: disulfiram, a medication approved for the treatment of chronic alcoholism. We treated neuroblastoma cell lines (MYCN amplified: IMR-32, N91 and SK-N-DZ; MYCN non-amplified: SK-N-AS and SK-N-SH) for 48 hours with disulfiram at clinically relevant concentrations (from 10 nM to 20 µM). Our results demonstrate a 50% growth inhibition (IC50) of 80nM for the cell lines tested. In addition, after analysis by flow cytometry, we found a cell cycle block in G2/M. RNA sequencing also revealed that disulfiram affects a many genes (downregulated n=508, upregulated n=207). We also observed a decrease in the transcription factor MYCN and a reduction in acetylation of several histone marks by Western blot’s analysis. Further studies are underway to determine the mechanism of action of disulfiram. This study shows the potential of disulfiram in the treatment of neuroblastoma

Implication des modifications épigénétiques dans les cancers : développement de nouvelles approches thérapeutiques

Involvement of epigenetic modifications in cancers: development of new therapeutic approaches. Since cancer is the second cause of death after cardiovascular diseases in industrialized countries, it is urgent to elaborate new therapeutic approaches. Besides DNA mutations of essential genes, expansion of a cancer cell is frequently associated with epigenetic modifications i.e. not directly coded by the DNA sequence. Amongst epigenetic modifications, histones acetylation and DNA methylation are known to play important roles. In this context, a very promising anticancer therapy would be to correct epigenetic errors using compounds modulating histone acetylation and DNA methylation alone or in combination with other chemotherapeutic agents

L'acide valproïque inhibe la progression dans le cycle cellulaire chez Saccharomyces cerevisiae

L’acétylation est une modification post-traductionnelle des protéines essentielles. Elle est impliquée dans bon nombre de processus cellulaires importants comme la régulation de la structure de la chromatine et le recrutement de protéines. Deux groupes d’enzymes, soient les lysines acétyltransférases et les lysines désacétylases, régulent cette modification, autant sur les histones que sur les autres protéines. Au cours des dernières années, de petites molécules inhibitrices des désacétylases ont été découvertes. Certaines d’entre elles semblent prometteuses contre diverses maladies telles le cancer. L’acide valproïque, un inhibiteur de deux des trois classes des désacétylases, a un effet antiprolifératif chez plusieurs organismes modèles. Toutefois, les mécanismes cellulaires sous-jacents à cet effet restent encore méconnus. Ce mémoire met en lumière l’effet pH dépendant de l’acide valproïque sur différentes voies cellulaires importantes chez la levure Saccharomyces cerevisiae. Il démontre que ce composé a la capacité d’inhiber la transition entre les phases G1 et S par son action sur l’expression des cyclines de la phase G1. De plus, il inhibe l’activation de la kinase principale de la voie activée suite à un stress à la paroi cellulaire. L’acide valproïque occasionne également un arrêt dans la réplication de l’ADN sans y causer de dommage. Il s’agit là d’un effet unique qui, à notre connaissance, n’est pas observable avec d’autres agents qui inhibent la progression en phase S.Acetylation is an essential post-translational modification involved in many important cellular processes such as regulation of chromatin structure and proteins interactions. Two enzyme families, lysine acetyltransferases and lysine deacetylases, allow proper regulation of this modification both on histones and non-histones proteins. In recent years, the discovery of small deacetylase inhibitors has led to promising novel therapy in the treatment against various diseases such as cancer. Valproic acid, a class I and II deacetylase inhibitor, has been shown to have antiproliferative effects in various models. However, the cellular mechanisms underlying this effect remain unknown. This thesis highlights the pH-dependent effects of VPA on numerous important cellular pathways in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Our results demonstrate that VPA inhibits the transition from G1 to S phase of the cell cycle by its action on the expression of G1 cyclins. Moreover, VPA inhibits the activation of the main kinase involved in the cell wall integrity pathway. Furthermore, VPA exposure also leads to DNA replication arrest in a DNA damage-independent manner. This is a unique effect that, to our knowledge, is not observable with other agents that inhibit S phase progression

Synthèse enzymatique de nouveaux dérivés dithiolopyrrolones par Saccharothrix algeriensis

Saccharothrix algeriensis est une bactérie filamenteuse productrice de plusieurs molécules de la famille des dithiolopyrrolones aux propriétés à la fois antibiotiques et anticancéreuses. Ces composés sont constitués d'un noyau bicyclique commun, la pyrrothine, lié par une liaison amide à différents radicaux acyls (R). Lors de ce projet de thèse, la réaction enzymatique d'acylation du noyau pyrrothine, dite pyrrothine N-acyltransférase, a été étudiée chez Sa. algeriensis pour mieux comprendre la régulation exercée par les acides organiques sur la biosynthèse des dithiolopyrrolones et synthétiser par voie enzymatique de nouveaux composés avec différents radicaux R. Deux activités enzymatiques pyrrothine Nacétyltransférase et N-benzoyltransférase catalysant la formation de deux dithiolopyrrolones, la thiolutine (R= CH3) et la benzoyl-pyrrothine (BEP, R= C6H5) ont d'abord été mise en évidence dans l'extrait cellulaire brut de Sa. algeriensis. Ensuite la régulation exercée par les acides organiques a été étudiée en mesurant ces activités enzymatiques dans des extraits cellulaires de Sa. algeriensis obtenus au cours de cultures sur différents milieux supplémentés en acides organiques. Les résultats obtenus montrent que l'augmentation de la production de BEP en présence d'acide benzoïque à 1,25 mM est en partie due à l'induction de l'activité benzoyltransférase. Par ailleurs, les activités acétyltransférase et benzoyltransférase ont montré des profils d'expression très différents qui laissent supposer que deux enzymes catalysent le transfert de l'acétyl- et du benzoyl-. Leur purification a aussi été entreprise et l'extrait cellulaire de Sa. algeriensis, sous une forme brute ou semi-purifiée, a été utilisé pour catalyser la synthèse enzymatique de 9 dérivés dithiolopyrrolones, susceptibles de posséder des activités biologiques innovantes et/ou accrues. ABSTRACT : Saccharothrix algeriensis is a filamentous bacterium that produces many dithiolopyrrolone compounds with antibiotic and anti-tumour properties. These metabolites possess a common bicyclic nucleus, the pyrrothine, amide linked with variable acyl groups R. During this PhD project, the enzymatic reaction of pyrrothine acylation, identified as pyrrothine N-acyltransferase, was studied in Sa. algeriensis to further our understanding of the regulation exerted by organic acids on the dithiolopyrrolone biosynthesis and to produce new dithiolopyrrolone compounds by enzymatic catalysis. Evidence for the presence in the crude cell free extract of Sa. algeriensis of two enzymatic activities, pyrrothine Nacetyltransferase and N-benzoyltransferase is provided. They catalyze respectively the formation of the two dithiolopyrrolones, thiolutin (R= CH3) and benzoyl-pyrrothine (BEP, R = C6H5). To study the regulation exerted by organic acids, these enzymatic activities were then assayed in crude cell free extracts of Sa. algeriensis obtained during cultures on media supplemented with organic acids. The results show that BEP-production is enhanced in the presence of benzoic acid partly because of an induction of pyrrothine N-benzoyltransferase. Differences in the expression time courses of pyrrothine N-acetyltransferase and Nbenzoyltransferase activities were also observed. It supports the idea that the transfer reactions of acetyl-CoA and benzoyl-CoA on pyrrothine are catalyzed by two different enzymes. Their purification was undertaken and the cell free extract, crude or semi-purified was used as catalyst to synthetize nine dithiolopyrrolones with biological activities potentially new and bette

Établissement d'une lignée cellulaire pro-érythroïde de souris : outil d'étude de la régulation transcriptionnelle des gènes de globine

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

A structure-based classification of class A β-lactamases and bioinformatics

Pour les biologistes, en particulier médicaux, il est devenu banal de séquencer un gène codant un mécanisme de résistance aux β-lactamines (β-lactamases). Par ailleurs, l’augmentation constante des génomes identifiés montre la large diffusion de tels gènes de résistance. Devant les insuffisances de dénomination de ces enzymes dans les banques de données généralistes, il est apparu nécessaire de redéfinir au plan moléculaire, la classe A, la plus importante des quatre classes connues (A-D) et de proposer des éléments de classification moléculaire plus précis à partir d’une comparaison d’une base de données de plusieurs centaines de séquences protéiques. Une telle analyse ne peut être obtenue qu’à l’aide des nombreux logiciels de bioinformatique mis à disposition sur divers sites nationaux ou institutionnels au cours de la dernière décennie. L’identification moléculaire précise est génératrice d’une thérapeutique beaucoup mieux adaptée.For medical biologists, protein sequencing has become a commonplace technique to support diagnosis. Rapid changes in this field have led to the generation of large amounts of data, which are not always correctly listed in databases. This is particularly true of class A β-lactamases, a main group of key antibiotic-resistance enzymes produced by bacteria. Many genomes have been reported to contain putative β-lactamase genes, which can be compared with representative types. We analyzed several hundred amino-acid sequences of class A β-lactamase enzymes for phylogenic relationships, the presence of specific residues, and cluster patterns. A such study was realized because a huge number of softwares in bioinformatics were freely offered on web