Search

Reactive oxygen species (ROS) are considered as intracellular messengers; they are produced mainly by the NADPH oxidases (Nox) family of which Nox4 is one of the representatives. The dysfunction of Nox4 is associated to diseases of aging as tumour development, atherosclerosis, pulmonary hypertension or osteoarthritis. Regulation of Nox4 activity is still poorly understood. The objective of this thesis work is to study Nox4 NADPH oxidase and diaphorase activities (initiation of electron transfer). Two variants (Nox4A, full length isoform and Nox4B, isoform lacking an NADPH binding domain) of Nox4 were identified by cloning the specific gene. Establishment of two cellular (HEK293E cells) and acellular (recombinant truncated Nox4 proteins) models led to the following results:1) The NADPH oxidase activity of Nox4A overexpressed in HEK293E cells is constitutive and the cytosolic part of Nox4 has a diaphorase activity (cell free system). On the contrary, Nox4B is inactive.2) The NADPH oxidase activity of Nox4 is inhibited by a series of quinone compounds slightly substituted (benzoquinone, hydroquinone, tMetBQ) and is stimulated by other quinones (tBuBQ, tBuBHQ, duroquinone, AA-861). Involvement of calcium and 5-lipoxygenase in the stimulation process of AA-861 and tBuBHQ was excluded. Our data converge on the hypothesis of a direct action of quinones on the N terminal membrane part of Nox4.We therefore showed that the NADPH oxidase activity of Nox4 is not only constitutive but also modulated by different quinones. The molecular mechanism is under work., Les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) sont considérés comme des messagers intracellulaires et sont produits principalement par les NADPH oxydases (Nox) dont Nox4 est l'un des représentants. Le dysfonctionnement de Nox4 est relié à de nombreuses pathologies (cancer, athérosclérose, hypertension pulmonaire ou arthrose). La régulation de l'activité NADPH oxydase de Nox4 est encore peu connue. L'objectif de ce travail est d'étudier l'activité NADPH oxydase et diaphorase (initiation du transfert d'électron) de Nox4.Le clonage du gène de Nox4 a mis en évidence deux isoformes protéiques (Nox4A, forme entière et Nox4B, forme délétée d'un domaine de fixation du NADPH). La mise en place de deux modèles d'étude cellulaire (cellules HEK293E) et acellulaire (protéines recombinantes Nox4 tronquées) a permis d'obtenir les résultats suivants:1) L'activité NADPH oxydase de Nox4A surexprimée dans les cellules HEK293E est constitutive et la partie C terminale cytosolique en milieu acellulaire possède une activité diaphorase. Par contre, Nox4B est inactive. 2) L'activité NADPH oxydase de Nox4 est inhibée par une série de composés quinones faiblement substitués (benzoquinone, hydroquinone, tMetBQ) et stimulée par d'autres quinones (tBuBQ, tBuBHQ, duroquinone, AA-861). L'implication du calcium et de la 5-lipoxygénase dans le mécanisme d'action des composés AA-861 et tBuBHQ a été écartée. Nos données convergent vers l'hypothèse d'une action directe des quinones sur la partie N terminale membranaire de Nox4.Nous avons donc démontré que l'activité NADPH oxydase de Nox4 n'est pas seulement constitutive mais modulable par différentes quinones. Le mécanisme moléculaire précis reste à définir.

Two key enzymatic systems in the inflammation process revealed being implicated in many cancers (colon, pancreas, breast, lung) and more particularly in prostate cancer (PCa). The 5-lipoxygenase (5-LO) monitors leucotrienes' formation which are inflammation of allergy mediators. There are two isoforms of the cyclooxygenase enzyme : COX1 and COX2. COX1 is constitutively expressed and COX2 is the inducible isoform. The cyclooxygenases monitor the formation of the prostaglandins, responsive inflammation mediators. Facing the similarities of the overexpressions of those enzymes in human cancer, a new treatment based on the disregulation of the arachidonic acid metabolism can be considered. The purpose of this study is to participate to the PCa therapeutical research particularly in its hormono-independant state by the rational design, the organic synthesis and then the pharmacological valuation of some N-benzoyltetrahydro-γ-carbolines, a new class of potential 5-LO/COX dual inhibitors. With this intention, a convergent synthetic strategy was developed starting from para substituted phenylhydrazine chlorides and 4-piperidone derivatives which further cyclise in tetrahydro-γ-carbolines by an acid catalysis (the Fischer method). In parallel, a 5-LO inhibitor, the methoxytetrahydropyran (MTHP) part of ZD-2138, is alkylated by a polymethylenic scheme composed of three carbon atoms. The condensation reaction between the tetrahydro-γ-carboline and the alkylated MTHP in alkaline medium results in a compound which is subsequently benzoylated or benzylated. 5-LO and COX1/COX2 activities were obtained ex vivo on human whole blood. The tests measuring the inhibition of the cellular proliferation were achieved on different cellular issues (L-1210, MCF7, PC-3) in order to display the cytotoxic potential of the compounds., Deux systèmes enzymatiques clés dans l'inflammation se sont révélés être impliqués dans de nombreux cancers (côlon, pancréas, sein, poumon) et notamment dans le cancer de la prostate (CaP). La 5-lipoxygénase (5-LO) contrôle la formation des leucotriènes, médiateurs de l'inflammation de l'allergie. La cyclooxygénase existe sous deux isoformes : COX1 et COX2. COX1 est exprimée de manière constitutive et COX2 est exprimée de manière inductible. La voie des cyclooxygénases contrôle la formation des prostaglandines, médiateurs de la réponse inflammatoire. En regard des similitudes de leurs surexpressions dans le cancer humain, il est possible d'envisager un nouveau traitement du cancer ciblé sur la dérégulation du métabolisme de l'acide arachidonique. L'objet de cette étude est de participer à la recherche sur le cancer de la prostate par la conception puis la synthèse en parallèle de N-benzoyltétrahydro-γ-carbolines, inhibiteurs potentiels mixtes 5-LO / COXs. Dans ce but, une stratégie de synthèse de type convergente fut développée à partir de chlorhydrates de phénylhydrazine substitués en position para et de dérivés de pipéridin-4-one qui se cyclisent en tétrahydro-γ-carbolines par catalyse acide (méthode de Fischer). Parallèlement à cette voie de synthèse, un composé inhibiteur de la 5-LO, le méthoxytétrahydropyranne (MTHP) du ZD-2138, est alkylé par une chaîne polyméthylénique à trois carbones. La condensation de la tétrahydro-γ-carboline et du MTHP alkylé en milieu basique fournit un composé dont l'azote indolique libre est ensuite benzoylé ou benzylé. Les activités 5-LO et COX1/COX2 ont été obtenues ex vivo sur sang total humain. Les tests concernant l'inhibition de la prolifération cellulaire sont effectués sur différentes lignées cellulaires (de type L-1210, MCF7 et PC-3) afin de mettre en évidence le pouvoir cytotoxique des composés.

Two key enzymatic systems in the inflammation process revealed being implicated in many cancers (colon, pancreas, breast, lung) and more particularly in prostate cancer (PCa). The 5-lipoxygenase (5-LO) monitors leucotrienes' formation which are inflammation of allergy mediators. There are two isoforms of the cyclooxygenase enzyme : COX1 and COX2. COX1 is constitutively expressed and COX2 is the inducible isoform. The cyclooxygenases monitor the formation of the prostaglandins, responsive inflammation mediators. Facing the similarities of the overexpressions of those enzymes in human cancer, a new treatment based on the disregulation of the arachidonic acid metabolism can be considered. The purpose of this study is to participate to the PCa therapeutical research particularly in its hormono-independant state by the rational design, the organic synthesis and then the pharmacological valuation of some N-benzoyltetrahydro-γ-carbolines, a new class of potential 5-LO/COX dual inhibitors. With this intention, a convergent synthetic strategy was developed starting from para substituted phenylhydrazine chlorides and 4-piperidone derivatives which further cyclise in tetrahydro-γ-carbolines by an acid catalysis (the Fischer method). In parallel, a 5-LO inhibitor, the methoxytetrahydropyran (MTHP) part of ZD-2138, is alkylated by a polymethylenic scheme composed of three carbon atoms. The condensation reaction between the tetrahydro-γ-carboline and the alkylated MTHP in alkaline medium results in a compound which is subsequently benzoylated or benzylated. 5-LO and COX1/COX2 activities were obtained ex vivo on human whole blood. The tests measuring the inhibition of the cellular proliferation were achieved on different cellular issues (L-1210, MCF7, PC-3) in order to display the cytotoxic potential of the compounds., Deux systèmes enzymatiques clés dans l'inflammation se sont révélés être impliqués dans de nombreux cancers (côlon, pancréas, sein, poumon) et notamment dans le cancer de la prostate (CaP). La 5-lipoxygénase (5-LO) contrôle la formation des leucotriènes, médiateurs de l'inflammation de l'allergie. La cyclooxygénase existe sous deux isoformes : COX1 et COX2. COX1 est exprimée de manière constitutive et COX2 est exprimée de manière inductible. La voie des cyclooxygénases contrôle la formation des prostaglandines, médiateurs de la réponse inflammatoire. En regard des similitudes de leurs surexpressions dans le cancer humain, il est possible d'envisager un nouveau traitement du cancer ciblé sur la dérégulation du métabolisme de l'acide arachidonique. L'objet de cette étude est de participer à la recherche sur le cancer de la prostate par la conception puis la synthèse en parallèle de N-benzoyltétrahydro-γ-carbolines, inhibiteurs potentiels mixtes 5-LO / COXs. Dans ce but, une stratégie de synthèse de type convergente fut développée à partir de chlorhydrates de phénylhydrazine substitués en position para et de dérivés de pipéridin-4-one qui se cyclisent en tétrahydro-γ-carbolines par catalyse acide (méthode de Fischer). Parallèlement à cette voie de synthèse, un composé inhibiteur de la 5-LO, le méthoxytétrahydropyranne (MTHP) du ZD-2138, est alkylé par une chaîne polyméthylénique à trois carbones. La condensation de la tétrahydro-γ-carboline et du MTHP alkylé en milieu basique fournit un composé dont l'azote indolique libre est ensuite benzoylé ou benzylé. Les activités 5-LO et COX1/COX2 ont été obtenues ex vivo sur sang total humain. Les tests concernant l'inhibition de la prolifération cellulaire sont effectués sur différentes lignées cellulaires (de type L-1210, MCF7 et PC-3) afin de mettre en évidence le pouvoir cytotoxique des composés.

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