La lecture en ligne est gratuite
Le téléchargement nécessite un accès à la bibliothèque YouScribe
Tout savoir sur nos offres

Partagez cette publication


Thèse


Présentée pour obtenir le grade de


DOCTEUR DE L’UNIVERSITE LOUIS PASTEUR DE
STRASBOURG


Discipline : Chimie Organique


Par

Frédérique HAUSS



Composés hybrides resvératrol/ ω-alcanols :
Modulateurs de l’activation microgliale
et inducteurs de la différenciation cellulaire






Soutenue le 25 octobre 2006 devant la commission d’examen



Professeur Marcel HIBERT Rapporteur interne
Professeur Jacqueline MARCHAND-BRYNAERT Rapporteur externe
Docteur Yves CHAPLEUR Rapporteur externe
Docteur Bang LUU Directeur de thèse
Professeur Paul HEUSCHLING Co-directeur de thèse RÉSUMÉ

Les neuropathologies dégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer et la sclérose en
plaques, sont souvent accompagnées de phénomènes inflammatoires. La microglie, une
population de monocytes-macrophages résidant dans le système nerveux central, est en grande
partie responsable de la régulation des phénomènes inflammatoires et immunitaires dans le
cerveau. Après certains stimuli, la microglie se différencie en cellules immuno-compétentes
capables de faire de la phagocytose. Cette activation microgliale se traduit également par une
libération de divers radicaux libres, de certaines protéases ainsi que de cytokines pro-
inflammatoires. Elle est souvent observée lors de lésions ou infections cérébrales, ainsi q’au
cours de neuropathies comme la maladie d’Alzheimer ou la sclérose en plaques.
Une approche thérapeutique intéressante consiste à protéger les cellules des différentes formes
de dégénérescence tout en régénérant ou en remplaçant les cellules nerveuses mortes ou lésées
à partir de cellules souches neurales.
Dans cette optique nous avons synthétisé des molécules hybrides, les RFA (Resveratrol Fatty
Alcohols) combinant un noyau anti-oxydant, le resvératrol, pour son effet neuroprotecteur et
une chaîne ω-hydroxylée pour son aspect neurorégénérateur. La synthèse adoptée repose sur un
couplage de Sonogashira permettant de greffer la chaîne oméga-alcanol et sur un couplage de
Wadsworth-Emmons permettant la création de la double liaison carbone-carbone
exclusivement trans et donnant ainsi naissance au noyau stilbène.
Les RFA possèdent de bonnes capacités anti-oxydantes. De plus, les RFA et plus
particulièrement le RFA12, portant 12 atomes de carbone, est capable d’atténuer la réponse
inflammatoire en modulant l’activation microgliale tout en induisant la différenciation des
cellules souches neurales en neurones matures. Des études préliminaires du mécanisme
d’action permettent de postuler en faveur d’une implication du RFA12 dans la voie de
signalisation Notch.

Mots clé : Neuropathologies, resvératrol, alcools gras resvératroliques, couplages de
Sonogashira et de Wadsworth-Emmons, neuro-inflammation, anti-oxydation, activation
microgliale, cellules souches neurales, différenciation cellulaire, voie de signalisation Notch.










ABSTRACT

Inflammatory events are often observed during degenerative neuropathies like Alzheimer’s
disease or multiple sclerosis. Microglial cells, the brain resident monocyte-macrophage cell
population, play an important role during neuro-inflammation processes. Upon appropriate
stimulation, these cells continue their previously halted differentiation to become
immunocompetent phagocytic cells. This activation is accompanied by the production of
numerous free radicals, proteases and pro-inflammatory cytokines. This type of activation is
observed after brain injury or infections, as well as during the development of neuropathies,
like Alzheimer’s disease or multiple sclerosis.
A new therapeutic approach consists in protecting cells against degeneration while
regenerating nerve cells from existing neural stem cells.
So, we investigated the synthesis of compounds presenting neuroprotective as well as
neuroregenerative activities. These compounds, Resveratrol Fatty Alcohols (RFAs) bear a
neuroprotective moiety, resveratrol, and a neurotrophic omega-alkanol structure. A
Sonogashira cross-coupling followed by a Wadsworth-Emmons reaction leads to the RFAs.
The different RFAs have good antioxidative capacities. Beside, RFA’s, especially RFA12,
bearing 12 carbon atoms on the side chain, have a down regulating effect on
neuroinflammation by modulating the microglial activation while promoting the differentiation
of neural stem cells into mature neurons at 0.1 µM. Preliminary mechanistic studies showed
that these effects act at least partially through the Notch signalling pathway.

Keywords: Neuropathologies, resveratrol, resveratrol fatty alcohols, Sonogashira and
Wadsworth-Emmons couplings, neuro-inflammation, antioxidation, microglial modulation,
neural stem cells, differentiation, Notch signaling pathway.
















A mes parents, pour leur soutien
et pour leur affection sans failles.
Sans vous, rien n’aurait été possible !


A Thierry, pour m’avoir accompagnée tout
au long de cette aventure. Pour son immense
compréhension, sa générosité et son amour.















Remerciements

Ce travail de thèse a été réalisé au Laboratoire de Chimie Organique des
Substances Naturelles sous la direction du Docteur Bang Luu ainsi qu’au
Laboratoire de NeuroBiologie sous la direction du Professeur Paul Heuschling.

Au Docteur Bang Luu et au Professeur Paul Heuschling,
Je tiens à vous remercier très sincèrement de m’avoir accueillie dans vos équipes
de recherche et de m’avoir proposé un sujet passionnant mêlant la chimie et la
biologie du système nerveux. Merci aussi pour la liberté d’initiatives que vous
m’avez laissée ainsi que pour vos nombreux encouragements.

Aux Professeurs Jacqueline Marchand-Brynaert, Marcel Hibert et au Docteur
Yves Chapleur,
Je vous remercie d’avoir accepté de juger ce mémoire, consciente du travail que
cela représente.

A Thierry, merci pour ton soutien sans failles aussi bien dans les bons comme
dans les mauvais moments. Pour ta gentillesse, ta bonne humeur et ton amour.

A Sandra, ma sœur, qui malgré nos caractères opposés, m’a toujours soutenue et
fait confiance, sans oublier Chris et leur petit bout Mathilde.

A Phil, pour tout ce que nous avons partagé et tout ce que tu m’as apporté
pendant toutes ces années passées ensemble.

Aux Docteurs Eleonora Morga, Elisabeth Trifilieff, Laurent Désaubry, Luc
Grandbarbe pour leurs conseils enrichissants.

A Djalil, qui a guidé mes premiers pas au sein du laboratoire. Merci pour ta
patience, ton aide et de m’avoir fait découvrir les joies de la paillasse! Au début
tu étais un collègue, maintenant tu es un ami.

A Nadège, qui a su m’accepter telle que je suis. Merci pour ton soutien quotidien,
ton immense gentillesse, ta disponibilité et surtout, merci de m’avoir donné ta
confiance et ton amitié. Tu es devenue une « meilleure Amie ».

Un grand merci à Nadège, Djalil, Thierry, Nora, Alessandro, Luc et Tony pour le
temps qu’ils ont passé à corriger ce mémoire. Je tiens à remercier Alessandro et Jiaweï pour leur aide très précieuse quant à
la réalisation des études biologiques primordiales à ce travail de thèse.

Merci, en particulier à mes amis et complices du Centre de Neurochimie,
Nadège, Djalil, Thierry, Jiaweï, Ludivine, Mazen, Nigel, Karim, Marie et Julien.
Ainsi qu’aux différents stagiaires qui ont séjourné au labo, et plus
particulièrement Jakob et Philippe.

A toute ma famille qui représente énormément à mes yeux et plus
particulièrement ma grand-mère, mes cousines Genny et Véro, mon parrain
Georges, tata Françoise, mes beaux-parents Marie-Jeanne et Maurice ainsi
qu’Eliane et Jean-Jacques.

Finalement, un grand merci à mes amis « non-chimistes » et plus particulièrement
Chantal, pour ne m’avoir jamais laissée tomber! Sans oublier, Estelle, Didi,
Mimoun, Séverine, Bruno, Caro, Fabien et Nico.
















Sommaire

SOMMAIRE


Introduction générale


I. Problématique 1

II. Le système nerveux central 1

A. Les neurones 2
B. Les cellules gliales 3
C. Les cellules souches neurales 4

III. Les maladies dégénératives et inflammatoires du système
nerveux central et leurs traitements 4

A. La maladie d’Alzheimer 5
1. Généralités 5
2. Les lésions histologiques 5
3. Implication des phénomènes inflammatoires et immunitaires 7
4. Les stratégies thérapeutiques 7
4.1. Les inhibiteurs de l’acétylcholinestérase 8
4.2. Inhibition de la formation de la protéine Aβ 9
4.3 Anti-inflammatoires 9
4.4 Autres voies de recherches 10
B. La sclérose nplaques 10
1. Génralités 10
2. Une maladie dite « auto-immune » 11
3. Evolutions et formes cliniques de la maladie 12
4. Les stratégies thérapeutiques 13
4.1. Prise en charge d’une poussée 13 4.2. Traitement de fond 14
4.3. Traitement symptomatique 15

IV. Approche thérapeutique : la régénération nerveuse 15

A. Utilisation des cellules souches adultes en médecine régénératives 15
1. Les cellules souches 16
1.1 Génralités 16
1.2 Les cellules souches adultes 17
1.2.1 Définition et caractéristiques 17
1.2.2 Plasticité des cellules souches adultes 18
1.3 Les cellules souches neurales 18
1.3.1 Définition et caractéristiques 18
1.3.2 Prolifération, différenciation et maturation
des cellules souches neurales 19
2. Neurogenèse des cellules souches adultes 20
2.1 Neurogenèse chez l’adulte 20
2.2 Neurogenèse et réparation nerveuse endogène 20
3. Utilisation des cellules souches adultes en thérapeutique 20
3.1 La transplantation 21
3.2 Induction de la prolifération et de la différenciation
des cellules souches endogènes 21
B. Les facteurs neurotrophiques comme agents thérapeutiques 22
1. Les facteurs neurotrophiques naturels 23
2. Les facteurs neurotrophiques de substitution 24
2.1 Exemples de la littérature 24
2.2 Les alcools à longue chaîne hydrocarbonée 25
2.3 Les alcools gras cyclohexènoniques 26

V. La voie de signalisation Notch 28 VI. La neuroprotection, un outil thérapeutique
complémentaire essentiel 29

A. Implication de la glie dans les processus inflammatoires
et imunitares 29
1. Généralités 29
1.1 Microgliocytes et astrocytes 29
1.2 Le système immunitaire 30
1.3 Notion de neuroimmunologie 30
2. La microglie 31
2.1 Activation de la microglie 31
2.2 Production de cytokines 32
2.3 Production de monoxyde d’azote 33
2.4 Interaction avec le système immunitaire 33
3. Les atrocytes 34
3.1 Fonctions 34
3.2 La gliose réactionnelle 34
4. Importance de l’inflammation dans les neuropathies dégénératives 35
B. Le stress oxydant 35
1. Définition 36
2. Pathologies du système nerveux et stress oxydant 36
3. Lutte contre le stress oxydant 37

VII. Approche thérapeutique innovante 38

VIII. Les polyphénols naturels 39

A. Généralités 39
B. Le resvératrol : un polyphénol aux vertus thérapeutiques
variées tintéresantes 40
1. Génralités 40