Approches radicalaires pour la fonctionnalisation directe de quinones à visée anticancereuse

Dans le cadre d un programme de recherche dédié à la découverte de petites molécules à visée anticancéreuse, nous avons envisagé de concevoir des composés originaux dérivés de quinones. Notre premier objectif a été d élaborer des mimes non-peptidiques de la protéine Smac, susceptibles de participer à relancer le phénomène d apoptose, dont la structure est rigidifiée par des contraintes conformationnelles. Par ailleurs, les kinases et les phosphatases, jouant des rôles complémentaires de phosphorylation / déphosphorylation dans le cadre du contrôle du cycle cellulaire notamment, apparaissent aussi comme des cibles intéressantes. Une étude attentive de leurs inhibiteurs connus nous a permis de mettre en avant des analogies structurales qui nous ont conduit à vouloir synthétiser des motifs fonctionnalisés de dérivés de naphtoquinones.L introduction directe de chaînes latérales aliphatiques sur nos substrats, par création de liaisons de type C(sp2) C(sp3), a été rendue possible grâce au développement d une méthodologie de décarboxylation radicalaire. Dans les conditions réactionnelles mises au point, le couple Ag(I)/S2O82- est utilisé comme initiateur radicalaire et autorise la génération de radicaux alkyles par décarboxylation d acides aminés. L introduction directe de cycles aromatiques fonctionnalisés, via la création de liaisons de type C(sp2) C(sp2), a été réalisée par l intermédiaire de la génération de radicaux aryles issus de sels de diazonium stables ou d anilines. Les procédés décrits dans ce manuscrit nous ont permis d apporter certains éclaircissements sur la réactivité des substrats et sur les mécanismes réactionnels impliqués.In our ongoing course dedicated to the discovery of small anticancer molecules, we designed novel quinone derivatives. Our first objective was to fashion non-peptidic Smac mimics, able to trigger apoptosis in tumor cells, displaying a structure rigidified by conformational restrictions. Otherwise, the kinases and the phosphatases, acting as phosphorylating / dephosphorylating agents mostly in the control of the cell cycle, were thought to be other relevant biological targets. An intent study of their known inhibitors allowed us to underline trends in their chemical structure and made us plan the synthesis of functionalized naphthoquinones.A dedicated approach involving radical decarboxylation of amino acids allowed the introduction of aliphatic side chains on our substrates though C(sp2) C(sp3) bond formation. Ag(I)/S2O82- was used as alkyl radical initiator and the direct C-H alkylation of the quinonic positions could take place. C(sp2) C(sp2) bonds were created through aryl radicals generation from stable diazonium salts or anilines which allowed the direct C-H arylation of quinones. The procedures described along this manuscript let us formulate several advances on the substrates reactivity and on the reaction mechanisms involved.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Thioredoxin Glutathione Reductase from Schistosoma mansoni: An Essential Parasite Enzyme and a Key Drug Target

Using both genetic and biochemical approaches, David Williams and colleagues show that the parasite thioredoxin glutathione reductase meets all the major criteria to be a key target for antischistosomal chemotherapy

Correction: Thioredoxin Glutathione Reductase from Schistosoma mansoni: An Essential Parasite Enzyme and a Key Drug Target

Correction: Thioredoxin Glutathione Reductase from Schistosoma mansoni: An Essential Parasite Enzyme and a Key Drug Targe

Thymidine Kinase 2 Deficiency-Induced Mitochondrial DNA Depletion Causes Abnormal Development of Adipose Tissues and Adipokine Levels in Mice

Mammal adipose tissues require mitochondrial activity for proper development and differentiation. The components of the mitochondrial respiratory chain/oxidative phosphorylation system (OXPHOS) are encoded by both mitochondrial and nuclear genomes. The maintenance of mitochondrial DNA (mtDNA) is a key element for a functional mitochondrial oxidative activity in mammalian cells. To ascertain the role of mtDNA levels in adipose tissue, we have analyzed the alterations in white (WAT) and brown (BAT) adipose tissues in thymidine kinase 2 (Tk2) H126N knockin mice, a model of TK2 deficiency-induced mtDNA depletion. We observed respectively severe and moderate mtDNA depletion in TK2-deficient BAT and WAT, showing both tissues moderate hypotrophy and reduced fat accumulation. Electron microscopy revealed altered mitochondrial morphology in brown but not in white adipocytes from TK2-deficient mice. Although significant reduction in mtDNA-encoded transcripts was observed both in WAT and BAT, protein levels from distinct OXPHOS complexes were significantly reduced only in TK2-deficient BAT. Accordingly, the activity of cytochrome c oxidase was significantly lowered only in BAT from TK2-deficient mice. The analysis of transcripts encoding up to fourteen components of specific adipose tissue functions revealed that, in both TK2-deficient WAT and BAT, there was a consistent reduction of thermogenesis related gene expression and a severe reduction in leptin mRNA. Reduced levels of resistin mRNA were found in BAT from TK2-deficient mice. Analysis of serum indicated a dramatic reduction in circulating levels of leptin and resistin. In summary, our present study establishes that mtDNA depletion leads to a moderate impairment in mitochondrial respiratory function, especially in BAT, causes substantial alterations in WAT and BAT development, and has a profound impact in the endocrine properties of adipose tissues

Low temperature exposure induces browning of bone marrow stem cell derived adipocytes in vitro

Brown and beige adipocytes are characterised as expressing the unique mitochondrial uncoupling protein (UCP)1 for which the primary stimulus in vivo is cold exposure. The extent to which cold-induced UCP1 activation can also be achieved in vitro, and therefore perform a comparable cellular function, is unknown. We report an in vitro model to induce adipocyte browning using bone marrow (BM) derived mesenchymal stem cells (MSC), which relies on differentiation at 32°C instead of 37°C. The low temperature promoted browning in adipogenic cultures, with increased adipocyte differentiation and upregulation of adipogenic and thermogenic factors, especially UCP1. Cells exhibited enhanced uncoupled respiration and metabolic adaptation. Cold-exposed differentiated cells showed a marked translocation of leptin to adipocyte nuclei, suggesting a previously unknown role for leptin in the browning process. These results indicate that BM-MSC can be driven to forming beige-like adipocytes in vitro by exposure to a reduced temperature. This in vitro model will provide a powerful tool to elucidate the precise role of leptin and related hormones in hitherto functions in the browning process

Etude multi-expérimentale des évolutions métallurgiques en température et de leur incidence sur les propriétés mécaniques usuelles d'un acier inoxydable martensitique "APX4"

The Direction des Applications Militaires at the Commissariat à l’Énergie Atomique, a French government-funded technological research organisation, selected a low carbon chromium rich martensitic stainless steel (APX4) to manufacture components with high yield strength and ultimate tensile strength. As such, this thesis is developed around three main axes. Firstly, the thesis summarizes the existing bibliography on this steel as well as its neighboring nuances. Secondly, it engages in a precise characterization of the material that is currently used for industrial manufacturing. Finally, this highly experimental work undertakes to observe and interpret the micro-structural and mechanical consequences of thermal cycles applied to APX4. The following thermal treatments are examined: normalization, quenching, interrupted heating at variable temperatures and tempering at variable temperatures and for variable durations. Thanks to in situ analysis techniques (including dilatometry, calorimetry, X ray diffraction), we were able to record a certain number of indicators of the phenomena that occur in the heating and cooling phases of the thermal cycles. Furthermore, after cooling, other means enabled us to characterize the mechanical tests at room temperature (mechanical tests, microscopic observations, XRD, thermo-electrical power). The complex evolutions in the APX4 are interpreted through the thermal cycles via multi-technical and multi-scale crossing of the information acquired experimentally and drawn from the bibliographical analysis. This thesis constitutes a wide, solid basis of work for the CEA, which will serve as the reference point for future studies that will focus more specifically on manufacturing, operational and ageing issues. The thesis has benefited from a wide range of experimental techniques and has been made possible by a collaboration between the CEA centres in Valduc and Saclay and the Université de Bourgogne. It was prepared in the Laboratoire Expertise et Caractérisation Métallurgiques Laboratory of the Service Études de Métallurgie Physique, in the Département Recherche sur les Matériaux Nucléaires at the CEA centre in Valduc, with the aid of the Service Recherche en Métallurgie Appliquée of the Direction de l’Énergie Nucléaire in the CEA Saclay centre and the Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne and the Université de Bourgogne in Dijon.La Direction des Applications Militaires du Commissariat à l’Énergie Atomique ayant choisi l’APX4 pour la fabrication d’un sous-ensemble à haute résistance mécanique, cette thèse se développe suivant trois grands axes. Premièrement, elle synthétise les connaissances antérieures concernant cet acier ainsi que des nuances voisines. Par ailleurs, elle établit une caractérisation précise de la matière effectivement utilisée pour la fabrication industrielle. Enfin, ce travail à forte connotation expérimentale s’attache à observer et interpréter les conséquences microstructurales et mécaniques de cycles thermiques appliqués à l’APX4. Les traitements thermiques étudiés sont l’austénitisation, la trempe, le chauffage interrompu à température variable (sans maintien avant refroidissement) et le revenu de durée et température variables. Grâce à des techniques d’analyse in situ (dilatométrie, calorimétrie, diffraction de rayons X...), on a pu enregistrer un certain nombre de signaux révélateurs des phénomènes se produisant pendant les phases de chauffage et de refroidissement des cycles thermiques. D’autre part, après refroidissement, d’autres moyens nous ont permis de caractériser à température ambiante les échantillons traités (essais mécaniques, observations microscopiques, DRX, pouvoir thermoélectrique...). L’interprétation des évolutions complexes de l’APX4 au cours des cycles thermiques s’appuie sur le croisement multi-technique et multi-échelle des informations acquises expérimentalement et tirées de l’analyse bibliographique. Ce mémoire constitue pour le CEA DAM une base de travail solide et étendue, qui servira de point d’ancrage à des études futures, plus ciblées sur des problématiques de fabrication, de fonctionnement et de vieillissement. Bénéficiant d’un large panel de techniques expérimentales, la thèse a été rendue possible par une collaboration entre les centres CEA de Valduc et de Saclay ainsi que l’Université de Bourgogne. Elle a été préparée au Laboratoire Expertise et Caractérisation Métallurgiques du Service Études de Métallurgie Physique, au Département Recherche sur les Matériaux Nucléaires, du centre CEA de Valduc, avec le concours du Service Recherche en Métallurgie Appliquée de la Direction de l’Énergie Nucléaire au CEA de Saclay et du Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne de l’Université de Bourgogne à Dijon