Sharing Resources with Rwanda: Multidisciplinary Engagement with the Forest of Hope Association in Gishwati-Mukura National Park

Sharing Resources with Rwanda: Multidisciplinary Engagement with the Forest of Hope Association in Gishwati-Mukura National ParkThierry Amiable, Forest of Hope Association (Rwanda, Rutsiro District) Rebecca Chancellor, Associate Professor of Anthropology & Sociology and Psychology (WCU) Trachanda Garcia, Associate Director of Education Abroad Programs (WCU) Aaron Rundus, Professor of Psychology (WCU) Jordan Schugar, Professor of English (WCU

Activation of proteinase-activated receptor 2 in human osteoarthritic cartilage upregulates catabolic and proinflammatory pathways capable of inducing cartilage degradation: a basic science study

Proteinase-activated receptors (PARs) belong to a family of G protein-coupled receptors. PARs are activated by a serine-dependent cleavage generating a tethered activating ligand. PAR-2 was shown to be involved in inflammatory pathways. We investigated the in situ levels and modulation of PAR-2 in human normal and osteoarthritis (OA) cartilage/chondrocytes. Furthermore, we evaluated the role of PAR-2 on the synthesis of the major catabolic factors in OA cartilage, including metalloproteinase (MMP)-1 and MMP-13 and the inflammatory mediator cyclooxygenase 2 (COX-2), as well as the PAR-2-activated signalling pathways in OA chondrocytes. PAR-2 expression was determined using real-time reverse transcription-polymerase chain reaction and protein levels by immunohistochemistry in normal and OA cartilage. Protein modulation was investigated in OA cartilage explants treated with a specific PAR-2-activating peptide (PAR-2-AP), SLIGKV-NH2 (1 to 400 μM), interleukin 1 beta (IL-1β) (100 pg/mL), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) (5 ng/mL), transforming growth factor-beta-1 (TGF-β1) (10 ng/mL), or the signalling pathway inhibitors of p38 (SB202190), MEK1/2 (mitogen-activated protein kinase kinase) (PD98059), and nuclear factor-kappa B (NF-κB) (SN50), and PAR-2 levels were determined by immunohistochemistry. Signalling pathways were analyzed on OA chondrocytes by Western blot using specific phospho-antibodies against extracellular signal-regulated kinase 1/2 (Erk1/2), p38, JNK (c-jun N-terminal kinase), and NF-κB in the presence or absence of the PAR-2-AP and/or IL-1β. PAR-2-induced MMP and COX-2 levels in cartilage were determined by immunohistochemistry. PAR-2 is produced by human chondrocytes and is significantly upregulated in OA compared with normal chondrocytes (p < 0.04 and p < 0.03, respectively). The receptor levels were significantly upregulated by IL-1β (p < 0.006) and TNF-α (p < 0.002) as well as by the PAR-2-AP at 10, 100, and 400 μM (p < 0.02) and were downregulated by the inhibition of p38. After 48 hours of incubation, PAR-2 activation significantly induced MMP-1 and COX-2 starting at 10 μM (both p < 0.005) and MMP-13 at 100 μM (p < 0.02) as well as the phosphorylation of Erk1/2 and p38 within 5 minutes of incubation (p < 0.03). Though not statistically significant, IL-1β produced an additional effect on the activation of Erk1/2 and p38. This study documents, for the first time, functional consequences of PAR-2 activation in human OA cartilage, identifies p38 as the major signalling pathway regulating its synthesis, and demonstrates that specific PAR-2 activation induces Erk1/2 and p38 in OA chondrocytes. These results suggest PAR-2 as a potential new therapeutic target for the treatment of OA

Design, synthesis and evaluation of DNHP1 inhibitors, a 2'-deoxyribonucleotide N-hydrolase overexpressed in cancers

Environ un tiers des cancers est dû à la dérégulation du facteur de transcription c-Myc. Les mécanismes par lesquels ce facteur de transcription est impliqué dans le processus de cancérogenèse commencent à être mieux compris grâce notamment à l'identification de ses gènes cibles. Parmi eux a été identifié, à la fin des années 2000, le gène dnph1 codant pour une protéine surexprimée dans de nombreux cancers. Cependant, à ce jour, le rôle et la fonction biologiques de cette nouvelle cible thérapeutique restent méconnus. Cette protéine a été caractérisée au laboratoire comme étant une 2'-désoxyribonucléoside 5'-monophosphate N-hydrolase, activité jamais décrite jusqu'alors. Si les 2'-désoxyribonucléosides 5'-monophosphates sont substrats de cette enzyme, il a été montré que les ribonucléotides puriques canoniques sont des inhibiteurs compétitifs. Au cours de ces travaux de thèse, nous avons entrepris différentes études de relation structure-activité autour d'analogues ribonucléosidiques 5'-monophosphates dans le but d'identifier des inhibiteurs plus affins. Une première famille d’analogues modifiés en position 6 de la purine par différents groupements de taille et fonction variables a été synthétisée et les premiers inhibiteurs micromolaires de DNPH1 ont ainsi pu être identifiés. La co-cristallisation de certains composés avec l'enzyme a guidé la conception d'inhibiteurs de deuxième génération, modifiés en positions 6 et 2. Un léger effet additif sur les constantes d’inhibition a alors été observé et des inhibiteurs sub-micromolaires ont été identifiés. Des tests in vitro sur des lignées cellulaires cancéreuses surexprimant DNPH1 ont montré une activité cytotoxique micromolaire de certains des composés synthétisés. D'autres modifications portant sur la partie ribose-phosphate et le squelette purique ont été abordées dans le but de renforcer l'affinité et la stabilité biologique des inhibiteurs. L'ensemble de ces travaux a permis d'une part de mieux caractériser cette nouvelle cible et d'autre part d'identifier les premiers inhibiteurs micromolaires cytotoxiques. Ces résultats ouvrent des perspectives pour la conception de molécules plus efficaces.About one third of the cancers is due to the deregulation of the transcription factor c-Myc. The gene dnph1 was identified a decade ago as a target gene of the c-Myc oncoprotein and encodes for a protein which is frequently over-expressed in several cancers. However, its biological role remains still unknown. It was recently shown that DNPH1 is a novel 2'-deoxyribonucleoside 5'-monophosphate N-hydrolase and that natural purine ribonucleotides act as competitive inhibitors. The aim of this thesis was the synthesis of strong inhibitors in order to study this new potential cancer target DNPH1. Several structure-activity relationships were built around ribonucleoside 5'-monophosphate derivatives. A first series of compounds modified at the 6 position of the purine core has been synthesized and enabled us to identify the first micromolar inhibitiors. Thanks to these inhibitors, X-ray structures of DNPH1 in interaction with inhibitors have been resolved and led us to the development of a new generation of analogues modified at the 6 and 2 positions. A slight additional effect on the inhibitory potency was noticed and some sub-micromolar inhibitors were identified. Among the synthesized compounds, several have shown micromolar cytotoxic effects against human cancer cells over-expressing DNPH1. Other modifications on the ribose-phosphate and the purine moieties have also been considered in order to increase both biological stability and affinity of the inhibitors. This work allowed a better characterization of the enzyme active site as well as the identification of new cytotoxic compounds. These results pave the way for the design of more potent inhibitors

Kwantitatieve en inhoudelijke aspecten van de woordenschat van anderstaligen

Doctorat en philosophie et lettres (Philologie germanique) -- Université catholique de Louvain, 199

Les récepteurs activés par les protéases dans les tissus articulaires humains arthrosiques

L’arthrose (OA) est une maladie articulaire dégénérative à l’étiologie complexe et diverse. Les travaux de ces dernières années ont démontré que l’OA est une pathologie affectant tous les tissus de l’articulation incluant le cartilage, la membrane synoviale et l’os sous-chondral. L’OA se traduit par une déstructuration et une perte de fonctionnalité de l’articulation, et est principalement caractérisée par une perte de cartilage articulaire. L’inflammation de la membrane synoviale joue un rôle déterminant dans la progression de l’OA, toutefois elle serait secondaire à la dégradation du cartilage. De plus, l’os sous-chondral est également le siège de nombreuses transformations lors de l’OA. Il est fortement suggéré que ces changements ne correspondent pas seulement à une conséquence, mais pourraient être une cause du développement de l’OA impliquant une communication entre ce tissu et le cartilage. Il est maintenant bien établi que les voies inflammatoires et cataboliques jouent un rôle crucial dans l’OA. C’est pourquoi, nous avons étudié l’implication d’une nouvelle famille de récepteurs membranaires, les PARs, et plus particulièrement le PAR-2 dans les voies physiopathologiques de l’OA. Notre hypothèse est que l’activation de PAR-2 au cours de l’OA est un phénomène majeur du développement/progression de la maladie faisant du récepteur PAR-2 un candidat privilégié pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblant non seulement le cartilage mais aussi l’os sous-chondral. Pour cette étude, nous avons travaillé in vitro avec des chondrocytes (Cr) et des ostéoblastes (Ob) OA respectivement du cartilage et de l’os sous-chondral du condyle fémoral humain. Nos résultats ont démontré que PAR-2 était plus exprimé dans les Cr et les Ob OA que dans les cellules normales. Par ailleurs, PAR-2 est régulé positivement par certains facteurs retrouvés au cours de l’OA comme l’IL-1β, le TNF-α et le TGF-β dans les Cr OA, et par l’IL-1β, le TNF-α et la PGE2 dans les Ob OA. De plus, les principaux facteurs cataboliques et inflammatoires, soit la MMP-1, la MMP-13 et la COX-2 sont produits en quantité plus élevée suite à l’activation du récepteur dans le cartilage OA. De même, l’activation de PAR-2 dans les Ob OA conduit à une production accrue de facteurs pro-résorptifs tels que RANKL, l’IL-6, la MMP-1 et la MMP-9, et à l’augmentation de l’activité pro-résorptive de ces cellules. En outre, dans les deux types tissulaires étudiés, l’activation de PAR-2 augmente l’activité de certaines protéines de la famille des MAPKinases comme Erk1/2, p38 et JNK. Finalement, nous avons conclu notre étude en employant un modèle in vivo d’OA induite chez la souris sauvage et déficiente pour le gène PAR-2. Nos résultats ont démontré que l’absence d’expression et de production de PAR-2 influençait le processus inflammatoire et les changements structuraux affectant à la fois le cartilage et l’os sous-chondral, conduisant à un ralentissement du développement de l’OA. Nos travaux de recherche ont donc permis de montrer que le récepteur PAR-2 est un élément majeur du processus OA en agissant sur les voies cataboliques et inflammatoires du cartilage, et sur le remodelage tissulaire de l’os sous-chondral. Mots-clés : Arthrose, chondrocyte, cartilage, ostéoblaste, os sous-chondral, PAR-2, MMPs, COX, ILs, RANKL, résorption osseuse, MAPKinase, catabolisme, inflammationOsteoarthritis (OA) is a complex degenerative articular disease. Recent studies have shown that OA is a pathology affecting all the tissues of the joint including the cartilage, the synovial membrane and the subchondral bone. OA is regarded as destruction and a loss of functionality of joint, and is mainly characterized by a loss of articular cartilage. The synovial inflammation also plays a key role in the progression of OA; however, it is believed to be secondary to cartilage degradation. In addition, there are also in the subchondral bone numerous changes which occur during the course of the disease. It is strongly suggested that these changes in subchondral bone are not just a consequence but could be a cause of the development of OA, thus involving a cross-talk between this tissue and the cartilage. It is now well established that inflammatory and catabolic pathways play a crucial role during OA. This is why we have engaged the study of the involvement of a new family of membranous receptors, the PARs, and more particularly PAR-2 during the pathophysiological process of OA. Our hypothesis is that PAR-2 activation during OA course is a major phenomenon for the development/progression of the disease, and that PAR-2 seems a suitable candidate for the development of new therapeutic approaches targeting not only the cartilage but also the subchondral bone. Thus, we have performed in vitro studies on OA chondrocyte (Cr) and osteoblasts (Ob) cells issued respectively from human femoral condyle cartilage and subchondral bone. Our results showed that PAR-2 was expressed at a higher level in the OA Cr and Ob compared to normal cells. Moreover, PAR-2 is found to be positively regulated by some factors present during the course of OA, such as IL-1β, TNF-α and TGF-β in the OA Cr, and IL-1β, TNF-α and PGE2 in the OA Ob. In addition, the main catabolic and inflammatory factors including MMP-1, MMP-13 and COX-2 are enhanced following PAR-2 receptor activation in the OA cartilage. Similarly, the activation of PAR-2 in OA Ob lead to an increased production of pro-resorptive factors such as RANKL, IL-6, MMP-1 and MMP-9, and an increased pro-resorptive activity of these cells. In addition, in both tissue types, PAR-2 activation increases the activity of certain protein MAPKinases family such as Erk1/2, p38 and JNK. Finally, we have performed an in vivo study using an OA induced model in wild-type and PAR-2 gene knock-out mice. Our results demonstrated that the absence of PAR-2 expression and production influenced the inflammatory process and structural changes affecting the cartilage and the subchondral bone, leading to a slowing down of OA development. Our research investigation have bring to light that PAR-2 receptor is a key element during OA process by acting on the cartilage catabolic and inflammatory pathways as well as the tissue remodelling of the subchondral bone. Keywords : Osteoarthritis, chondrocyte, cartilage, osteoblast, subchondral bone, PAR-2, MMPs, COX, ILs, RANKL, bone resorption, MAPKinase , catabolism, inflammatio

Conception, synthèse et évaluation d'inhibiteurs de DNPH1, une 2'-désoxyribonucléotide N-hydrolase surexprimée dans certains cancers

Environ un tiers des cancers est dû à la dérégulation du facteur de transcription c-Myc. Les mécanismes par lesquels ce facteur de transcription est impliqué dans le processus de cancérogenèse commencent à être mieux compris grâce notamment à l'identification de ses gènes cibles. Parmi eux a été identifié, à la fin des années 2000, le gène dnph1 codant pour une protéine surexprimée dans de nombreux cancers. Cependant, à ce jour, le rôle et la fonction biologiques de cette nouvelle cible thérapeutique restent méconnus. Cette protéine a été caractérisée au laboratoire comme étant une 2'-désoxyribonucléoside 5'-monophosphate N-hydrolase, activité jamais décrite jusqu'alors. Si les 2'-désoxyribonucléosides 5'-monophosphates sont substrats de cette enzyme, il a été montré que les ribonucléotides puriques canoniques sont des inhibiteurs compétitifs. Au cours de ces travaux de thèse, nous avons entrepris différentes études de relation structure-activité autour d'analogues ribonucléosidiques 5'-monophosphates dans le but d'identifier des inhibiteurs plus affins. Une première famille d analogues modifiés en position 6 de la purine par différents groupements de taille et fonction variables a été synthétisée et les premiers inhibiteurs micromolaires de DNPH1 ont ainsi pu être identifiés. La co-cristallisation de certains composés avec l'enzyme a guidé la conception d'inhibiteurs de deuxième génération, modifiés en positions 6 et 2. Un léger effet additif sur les constantes d inhibition a alors été observé et des inhibiteurs sub-micromolaires ont été identifiés. Des tests in vitro sur des lignées cellulaires cancéreuses surexprimant DNPH1 ont montré une activité cytotoxique micromolaire de certains des composés synthétisés. D'autres modifications portant sur la partie ribose-phosphate et le squelette purique ont été abordées dans le but de renforcer l'affinité et la stabilité biologique des inhibiteurs. L'ensemble de ces travaux a permis d'une part de mieux caractériser cette nouvelle cible et d'autre part d'identifier les premiers inhibiteurs micromolaires cytotoxiques. Ces résultats ouvrent des perspectives pour la conception de molécules plus efficaces.About one third of the cancers is due to the deregulation of the transcription factor c-Myc. The gene dnph1 was identified a decade ago as a target gene of the c-Myc oncoprotein and encodes for a protein which is frequently over-expressed in several cancers. However, its biological role remains still unknown. It was recently shown that DNPH1 is a novel 2'-deoxyribonucleoside 5'-monophosphate N-hydrolase and that natural purine ribonucleotides act as competitive inhibitors. The aim of this thesis was the synthesis of strong inhibitors in order to study this new potential cancer target DNPH1. Several structure-activity relationships were built around ribonucleoside 5'-monophosphate derivatives. A first series of compounds modified at the 6 position of the purine core has been synthesized and enabled us to identify the first micromolar inhibitiors. Thanks to these inhibitors, X-ray structures of DNPH1 in interaction with inhibitors have been resolved and led us to the development of a new generation of analogues modified at the 6 and 2 positions. A slight additional effect on the inhibitory potency was noticed and some sub-micromolar inhibitors were identified. Among the synthesized compounds, several have shown micromolar cytotoxic effects against human cancer cells over-expressing DNPH1. Other modifications on the ribose-phosphate and the purine moieties have also been considered in order to increase both biological stability and affinity of the inhibitors. This work allowed a better characterization of the enzyme active site as well as the identification of new cytotoxic compounds. These results pave the way for the design of more potent inhibitors.PARIS5-Bibliotheque electronique (751069902) / SudocPARIS-BIUM-Bib. électronique (751069903) / SudocSudocFranceF

Prédiction de durée de vie de structures sous chargement de fatigue thermique

L'objectif de cette thèse est la prévision de durée de vie de structures soumises à des chargements de fatigue thermique. Ce travail s'inscrit dans le cadre des études menées par le CEA sur les problèmes de fatigue thermique rencontrés sur le circuit RRA de Civaux. En particulier nous étudions l'essai SPLASH du CEA : une éprouvette est chauffée de manière continue et soumise cycliquement à un choc thermique. Ce chargement génère d'importants gradients thermiques en temps et en espace qui conduisent à l'initiation et la propagation d'un réseau de fissures. Nous avons proposé une nouvelle modélisation thermo-mécanique de cet essai et nous avons proposé un nouveau critère de fatigue pour prédire la durée de vie de l'éprouvette. Nous avons aussi proposé et comparé une série de techniques de coût et de complexité diverses pour estimer la réponse mécanique de l'éprouvette. Les implications pratiques de ce travail sont une remise en question des hypothèses utilisées dans les codes de dimensionnement RCC du CEA pour la simulation du choc thermique et l'interprétation en terme de fatigue de la structure. Ce travail permet d'ouvrir plusieurs perspectives industrielles et scientifiques sur l'interprétation mécanique du critère de fatigue par exempleThe aim of this work is to predict the lifetime of structures submitted to thermal fatigue loadings. This work lies within the studies undertaken by the CEA on the thermal fatigue problems from the french reactor of Civaux. In particular we study the SPLASH test : a specimen is heated continuously and cyclically cooled down by a water spray. This loading generates important temperature gradients in space and time and leads to the initiation and the propagation of a crack network. We propose a new thermo-mechanical model to simulate the SPLASH experiment and we propose a new fatigue criterion to predict the lifetime of the SPLASH specimen. We propose and compare several numerical models with various complexity to estimate the mechanical response of the SPLASH specimen. The practical implications of this work are the reevaluation of the hypothesis used in the French code RCC, which are used to simulate thermal shock and to interpret the results in terms of fatigue. This work leads to new perspectives on the mechanical interpretation of the fatigue criterionVERSAILLES-BU Sciences et IUT (786462101) / SudocMARNE-LA-VALLEE-ENPC-BIBL. (774682303) / SudocSudocFranceF