Thèse : Interaction des triterpènes avec les membranes synthétiques et l’albumine humaine: Application aux progestatifs et corticostéroïdes et à deux structures pentacycliques

Date de la soutenance :20161201

Commentaire :20161201

Rola Abboud is pleased to invite you to her thesis defense entitled « Interaction of triterpenes with synthetic membranes and human albumin: Application to progestins and corticosteroids and to two pentacyclic structures » under the direction of: Mme Hélène GREIGE and Mme Catherine CHARCOSSET.

The defense will take place on Thursday, December 1 at 2 pm in the amphitheater of the CNRS, 2 Avenue Albert Einstein, in Villeurbanne.

ABSTRACT
The triterpenoids are a large and structurally diverse group of natural products derived from squalene. Progesterone derivatives and glucocorticoids are a group of oxygenated triterpenes having a tetracyclic skeleton and identified for their therapeutic properties. Whereas, erythrodiol and uvaol are pentacyclic triterpenes, known for their beneficial effects on human diet. In this thesis, we studied their interaction with the membranes of lipid vesicles and with human serum albumin to better understand their pharmacological properties. We have prepared liposomes in the absence and presence of the mentioned molecules using the thin film hydration method. Differential scanning calorimetry (DSC), Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and fluorescence polarization of 1,6-diphenyl- 1,3,5-hexatriene (DPH) were used to investigate the effect of triterpenes on the membrane fluidity.
Besides, we used fluorescence spectroscopy to study the binding of cholesterol, a series of progesterone derivatives and another series of glucocorticoids to albumin. Also, the binding of bilirubin (site I ligand) to albumin was studied in the absence and presence of the mentioned molecules. FTIR spectra of HSA and HSA-complexes were analyzed to evaluate the effect of a triterpene on the albumin secondary structure.
The results revealed that progesterone derivatives, glucocorticoids, erythrodiol and uvaol changed the physical properties of the bilayers. All the studied triterpenes interacted with the choline head group and the alkyl chains of phospholipids. Furthermore, the structural features control the interaction of triterpenes with the membrane and therefore modulate their effects on membrane fluidity.
Progesterone derivatives and glucocorticoids have been proven to bind moderately to albumin. Dydrogesterone showed the highest binding constant. Hydrophobic interactions and hydrogen bonds played a major role in stabilizing the complexes. Finally, our study demonstrated that cholesterol exhibited a much weaker interaction with albumin compared to progesterone derivatives and glucocorticoids.
Our work has led to a better understanding of triterpenes molecular mechanisms of their interaction with proteins and biological membranes and structural features controlling these interactions.

Keywords: Differential scanning calorimetry, erythrodiol, Fourier transform infrared spectroscopy, fluorescence polarization, fluorescence spectroscopy, glucocorticoids, liposomes, progesterone derivatives, Raman spectroscopy, uvaol.Rola Abboud a le plaisir de vous inviter à sa soutenance de thèse intitulée «Interaction des triterpènes avec les membranes synthétiques et l’albumine humaine: Application aux progestatifs et corticostéroïdes et à deux structures pentacycliques » sous la direction de : Mme Hélène GREIGE et Mme Catherine CHARCOSSET.

La soutenance aura lieu le jeudi 1er décembre à 14h dans l’amphithéâtre du CNRS, 2 Avenue Albert Einstein, à Villeurbanne.

RESUME
Les triterpènes sont un groupe important et structurellement diversifié de produits naturels issus du squalène. Les progestatifs et les glucocorticoïdes sont des triterpènes oxygénés ayant un squelette tétracyclique et reconnus pour leurs diverses propriétés thérapeutiques. Par ailleurs, l’érythrodiol et l’uvaol sont des triterpènes pentacycliques reconnus pour leurs effets bénéfiques dans l’alimentation humaine. Dans ce travail de thèse, l’interaction avec les membranes des vésicules lipidiques et la liaison à la sérum albumine humaine de ces molécules sont étudiées dans le but de mieux comprendre leurs propriétés pharmacologiques. Nous avons préparé des liposomes en absence et en présence des molécules triterpéniques par la méthode d’hydratation du film lipidique. Les vésicules lipidiques ont été caractérisées par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), spectroscopie Raman, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et polarisation de fluorescence du 1,6-diphényl-1,3,5-hexatriene (DPH) pour comprendre l’effet des molécules sélectionnées sur la fluidité membranaire.
Également, nous avons étudié la liaison du cholestérol, d’une série de progestatifs et d’une autre série de glucocorticoïdes à l’albumine humaine par la spectroscopie de fluorescence. Par ailleurs, la liaison de la bilirubine (ligand du Site I de l’albumine) a été étudiée en absence et en présence des molécules triterpéniques. La spectroscopie infrarouge est utilisée pour évaluer l’effet d’un triterpène sur la structure secondaire de l’albumine.
Les résultats ont démontré que les progestatifs, les glucocorticoïdes, l’érythrodiol et l’uvaol altèrent les propriétés physiques de la bicouche lipidique. Tous les triterpènes interagissent avec les têtes polaires et les chaînes acyles des phospholipides. Par ailleurs, les caractéristiques structurales contrôlent l’interaction des molécules avec la membrane et par conséquent modulent leurs effets sur la fluidité membranaire.
Les progestatifs et les glucocorticoïdes démontrent un attachement modéré à l’albumine. Par ailleurs, la dydrogestérone présente la constante de liaison la plus importante. La liaison des triterpènes à l’albumine au site I est favorisée par des interactions hydrophobes et des liaisons hydrogènes. Enfin, notre étude a démontré que la constante de liaison du cholestérol à l’albumine est faible en comparaison avec les autres molécules étudiées.
Notre étude a conduit à une connaissance approfondie des mécanismes moléculaires impliqués dans l’interaction des triterpènes avec les protéines et les membranes synthétiques et les caractéristiques structurales contrôlant ces interactions.

Mots clés: Calorimétrie différentielle à balayage, érythrodiol, glucocorticoïdes, liposomes, polarisation de fluorescence, progestatifs, spectroscopie infrarouge à transformée de fourier, spectroscopie Raman, spectroscopie de fluorescence, uvaol.

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