Nous avons préalablement démontré que l'endothéline-1 (ET-1), un peptide vasoconstricteur de 21 acides aminés, joue un rôle central dans le métabolisme des tissus articulaires et a des fonctions cataboliques sur le cartilage articulaire dans l'ostéoarthrose, en liant son récepteur de type A (ETA). Suite à la relâche du nonapeptide vasodilatateur bradykinine (BK), et l'augmentation d'expression du récepteur B1 des kinines (BKB1), ces médiateurs engendrent un cycle d'inflammation, une destruction du cartilage, et une douleur articulaire. Lors de cette étude, l'efficacité thérapeutique des antagonistes spécifiques du ETA et/ou BKB1 dans un modèle animal d'ostéoarthrose a été testée. Notre hypothèse est que l'antagonisme va diminuer la progression de la pathologie et de la douleur articulaire. L'ostéoarthrose a été induite chez des rats par rupture chirurgicale du ligament croisé antérieur. Les animaux ont été traités par injections intra articulaire hebdomadaires des antagonistes peptidiques spécifiques du ETA et/ou BKB1. La douleur articulaire a été évaluée par le test d'incapacitance statique durant les deux mois postopératoires ; la morphologie articulaire a été examinée post mortem par radiologie et histologie. On constate que le traitement a diminué la douleur et a préservé la morphologie articulaire ; la double inhibition a été plus efficace que la simple inhibition. En conclusion, l'antagonisme double d'ETA et BKB1 améliore la douleur chronique et prévient la dégradation articulaire dans l'ostéoarthrose, ce qui suggère que ces récepteurs peuvent être des cibles thérapeutiques potentiels pour le traitement de cette pathologie. / The author's laboratory has previously shown that endothelin-1 (ET-1), a 21-residue vasoconstrictive peptide, plays a central role in joint tissue metabolism, and has a catabolic function in matrix collagen degradation in osteoarthritis. These effects occur primarily through ligation of the endothelin-1 receptor A subtype (ETA). The subsequent release of the nonapeptide vasodilator bradykinin (BK) in the joint microenvironment, and up-regulation of bradykinin receptor B1 (BKB1) expression, engenders a vicious cycle of synovial membrane inflammation, articular cartilage destruction, and joint pain. In the present work, we describe a preclinical study of the efficacy of treatment of surgically induced osteoarthritis with ETA and/or BKB1 specific peptide antagonists. We hypothesize that antagonism will diminish osteoarthritis progress and articular pain. Osteoarthritis was surgically induced in rats by transection of the anterior cruciate ligament. Animals were subsequently treated with weekly intra-articular injections of specific peptide antagonists of ETA and BKB1. Hind limb pain was measured by the static weight bearing test for two months post-operatively. Post-mortem, knee joints were analyzed radiologically and histologically. Local antagonist treatment diminished overall limb pain, and accelerated postoperative recovery, after disease induction. Treatment also protected joint radiomorphology and histomorphology, with dual antagonism being slightly more protective. ETA and BKB1 dual antagonism improves chronic pain and prevents joint degradation in osteoarthritis. They therefore represent a novel therapeutic target: specific receptor dual antagonism may prove beneficial in disease management.

La dépression est une maladie chronique, récurrente et potentiellement mortelle qui affecte plus de 20 % de la population à travers le monde. Les mécanismes sous-jacents de la dépression demeurent incompris et la pharmacothérapie actuelle, largement basée sur l’hypothèse monoaminergique, fait preuve d’une efficacité sous optimale et d’une latence thérapeutique élevée. Par conséquent, la recherche est amenée à élaborer de nouveaux traitements pharmacologiques. Pour détecter leur action, il est avant tout nécessaire de développer des outils expérimentaux adéquats. Dans cette optique, notre but a été de mesurer l’anhédonie, un symptôme cardinal de la dépression, chez le rat de laboratoire. L’anhédonie a été définie comme une réduction de la récompense et a été mesurée avec le test de consommation de sucrose et la technique d’autostimulation intracérébrale. En vue d’induire l’anhédonie, nous avons effectué une bulbectomie olfactive, une procédure qui entraîne divers changements biochimiques, cellulaires et comportementaux similaires à ceux de l’état dépressif et qui peuvent être renversés par un traitement antidépresseur chronique. Nos résultats montrent que la bulbectomie olfactive produit également l’anhédonie, reflétée par une réduction durable de la consommation de sucrose et par une réduction de l’efficacité de l’amphétamine dans le test d’autostimulation intracérébrale. Ces effets ont été présents jusqu’à trois à quatre semaines suivant la chirurgie. La bulbectomie olfactive a aussi été associée à une augmentation de l’élément de réponse liant l’AMPc dans le striatum, un index moléculaire associé à l’anhédonie. Ces découvertes suggèrent que l’anhédonie peut être produite et étudiée de façon fiable dans le modèle de bulbectomie olfactive et que le circuit de récompense pourrait constituer une cible cohérente pour de nouvelles drogues en vue du traitement de la dépression. / Depression is a chronic, recurrent and potentially deadly disorder that affects over 20 % of the population worldwide. The mechanisms underlying depression are still not understood and current pharmacotherapy, based largely on monoaminergic hypotheses, is plagued by suboptimal efficacy and delayed therapeutic latency. This has lead to a search for novel pharmacological treatments. To achieve this, it is first necessary to develop adequate experimental tools. With this in mind, we aimed to measure anhedonia, a cardinal symptom of depression, in laboratory rats. We defined anhedonia as a reduction in reward, and measured it with the sucrose intake test and in the intracranial self-stimulation paradigm. In order to induce anhedonia, we surgically removed the olfactory bulbs, a procedure that results in a host of behavioral, cellular and biochemical changes that are qualitatively similar to those observed in clinical depression. These changes are long-lasting and reversed by chronic antidepressant treatment, validating olfactory bulbectomy as an animal model of depression. Our results show that olfactory bulbectomy also produces anhedonia, reflected by a stable and long-lasting reduction in sucrose intake as well as a reduction in the rewarding effectiveness of amphetamine in the self-stimulation paradigm. These effects were present even after three to four weeks post-surgery. Olfactory bulbectomy was also associated with increased striatal cAMP response element binding, a molecular index associated with depressive-like behaviour. These findings suggest that anhedonia can be reliably produced and studied within the olfactory bulbectomy model and that reward circuitry may comprise a logical target for novel drugs to treat depression.

La candidose oro-pharyngée (COP) est l’infection opportuniste la plus répandue chez les patients infectés au VIH-1. Un modèle de COP chez la souris transgénique (Tg) exprimant une partie du génome du VIH-1 (CD4C/HIVMutA) est maintenant disponible. Grâce à ce modèle, il est possible d’étudier les perturbations quantitatives et fonctionnelles des macrophages exprimant les gènes nef, rev et env du VIH-1 dans le contexte d’une COP. Cette étude démontre que la présence du transgène n’influence pas le pourcentage des macrophages dans la muqueuse buccale et le petit intestin, malgré le fait que la charge buccale de C. albicans soit significativement plus élevée chez les souris Tg. Cependant, l’expression du transgène cause une diminution de la production de H2O2 par les macrophages, ainsi que l’augmentation de la production de la cytokine proinflammatoire IL-6 et de la chimiokine MCP-1. / Oro-pharyngeal candidiasis (OPC) is the most common opportunistic infection in HIV-1 infected patients. An OPC model using transgenic mice (CD4C/HIVMutA) expressing selected genes of the HIV-1 genome is now available. Using this model, it is now possible to study potential quantitative and functional disturbances in macrophages expressing the nef, rev and env genes of HIV-1 in the context of OPC. This study shows that transgene expression does not affect quantitative percentage values of macrophages in the oral mucosa and the small intestine, although burdens of C. albicans loads are increased in Tg mice. Transgene expression does induce diminished H2O2 production in macrophages, while increasing production of the proinflammatory cytokine IL-6 and the chemokine MCP-1.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Pas de résumé français / Pas de résumé anglais

Disruption of cognitive abilities such as learning, memory and spatial navigation accompanies a number of neuropsychiatric disorders including schizophrenia. Cognitive symptoms are also most difficult to target by available pharmacotherapy.. Behavioral and molecular evidence point to a disruption of NMDA receptors and glutamatergic and dopaminergic neurotransmission. Impaired cognitive coordination has been proposed as a core cognitive deficit in schizophrenia. Non- competitive NMDAR antagonists are used to model schizophrenia- related symptoms in humans and in experimental animals. Place avoidance on a rotating arena is used to model cognitive functions disrupted in an animal model of schizophrenia. The goal of this thesis is to show whether the deficit in place avoidance is due to disrupted cognitive coordination or another effect of NMDAR antagonism such as hyperlocomotion, general learning deficit, or altered sensitivity.

Plus de 150 millions de personnes souffrent de troubles dépressifs à travers le monde. Malgré le nombre croissant d’études s’intéressant à la physiopathologie de ce trouble, aucune amélioration majeure concernant ses traitements ou la compréhension des mécanismes biologiques sous-jacents n’a été faite. Bien qu’une prédisposition génétique et des évènements stressants aient été proposés comme facteurs de risque, ni les gènes impliqués ni le fonctionnement des interactions gène x environnement ne sont encore connus. Cela peut s’expliquer par le manque de modèles animaux satisfaisants et par le fossé existant entre les connaissances / méthodes de diagnostic appliquées en recherche clinique et celles disponibles en recherche fondamentale. Des manipulations pharmacologiques, lésionnelles, génétiques ou de l’environnement sont quasi exclusivement utilisées chez le rongeur. Certains primates non-humains (PNH), plus proches de nous sur les plans comportementaux et phylogénétiques, montrent pourtant, comme l’Homme, des modifications comportementales et physiologiques atypiques et spontanées en réponse à des conditions de vie stressantes. Malgré les travaux pionniers et prometteurs d’Harlow et de ses collaborateurs dans les années 60, rares sont les équipes qui étudient la dépression chez le macaque aujourd’hui. Nous avons émis l’hypothèse que parmi des grandes populations de PNH captifs, une petite proportion d’individus exprime des comportements atypiques pouvant s’apparenter à des symptômes dépressifs. Mon projet de thèse a eu pour but de proposer une approche novatrice et non invasive d’identification de ces profils « depressive-like » chez le macaque, en combinant les compétences et connaissances de l’éthologie, de la psychiatrie et des neurosciences. L’impact des expériences de vie précoces et de l’espèce a également été abordé. Les comportements, les postures et orientations du corps, les localisations spatiales, les regards et/ou les distances inter-individuelles ont été relevés chez plus de 200 macaques rhésus et cynomolgus d’élevage, nés en captivité ou dans la nature. Des sous-groupes d’individus ont été identifiés à l’aide d’analyses multifactorielles. Dans chaque population observée, un profil « depressive-like » a été mis en évidence par comparaison avec les symptômes décrits dans le Manuel Diagnostique et Statistiques des Troubles Mentaux et avec les modèles animaux existants dans la littérature. La prévalence de ces profils étant supérieure chez les macaques rhésus et chez les animaux nés en captivité, nos résultats concordent avec le rôle suggéré du stress dans l’expression des troubles dépressifs. En plus d’exprimer ce profil comportemental atypique dans leur environnement habituel, les singes « depressive-like » présentaient une réactivité émotionnelle altérée au cours 2 tests comportementaux, associée à des taux élevés de cortisol plasmatique et noradrénaline cérébro-spinale. Pris dans leur ensemble, ces résultats prometteurs confèrent une bonne validité de représentation à notre modèle macaque de symptômes dépressifs. Une caractérisation plus complète de ce modèle est bien sûr nécessaire et pourrait ouvrir de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’étiologie et de la physiopathologie des troubles dépressifs. / More than 150 million people worldwide suffer from major depressive disorder (MDD). Although investigations of its pathophysiology have dramatically increased in the last decade, no substantial improvement has been made concerning the treatments and the understanding of its underlying mechanisms. A genetic predisposition and stressful experiences have been acknowledged as risk factors involved in MDD. However, no specific genes have been identified so far and little is known about the gene x environment interactions. This is likely due to the lack of bona fide animal models of depressive-like symptoms. Indeed, there is a huge gap between the knowledge / diagnostic methodology of clinical research and the animal models used in fundamental research, mainly focusing on environmental, pharmacological, lesional or genetic manipulations. Phylogenetically and behaviourally closer to Humans compared to rodents, non-human primates (NHPs) can show spontaneous behavioural and physiological modifications in response to stressful life events. Although promising results had been reported in the 1960’s by the pioneering studies of Harlow and colleagues, the investigation of depressive-like symptoms in macaques are scarce in the current literature. We hypothesize that, among large captive NHP populations, a few individuals will display atypical behaviours that could mimic depressive symptoms. Combining the skills and knowledge of ethology, psychiatry and neurosciences, my PhD project aimed at proposing an innovative non-invasive detection method of such depressive-like profiles. The impact of birth origin and species was questioned as well. Behaviours, body postures, body orientations, spatial location, gaze direction and/or inter-peer distances were collected among more than 200 rhesus and cynomolgus captive- or wild-born farm-bred macaques. Using multifactorial analyses, clusters of individuals displaying distinct behavioural profiles were identified. In each population, a common depressive-like profile was characterised by its similarities with symptoms described in the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder and with other animal models of depression. The prevalence of such profiles was increased in the rhesus populations and by captive early life experience, corroborating the role of stress in the development of MDD. In addition to expressing depressive-like features in their home cage, these animals displayed higher levels of plasmatic cortisol and cerebrospinal noradrenaline which correlated with a passive emotional reactivity in 2 behavioural paradigms. Altogether these promising results conferred good face validity to our NHP model of depressive-like symptoms. Further characterization of this model is required and might bring new insights to the understanding of MDD pathophysiology and etiology.

L’herpèsvirus humain (HHV) 6 est un betaherpèsvirus largement répandu, associé à plusieurs maladies neuroinflammatoires, telles que des encéphalites ou la sclérose en plaques (SEP). Cependant, les mécanismes impliqués dans la neuropathologie induite par les deux espèces d’HHV-6, HHV-6A et HHV-B, sont peu connus. De plus, l’absence de modèle d’infection chez le petit animal a ralenti l’étude de la pathogénèse virale. Dans ce contexte, nous avons développé un modèle d’infection par HHV-6 chez des souris transgéniques, qui expriment la protéine CD46 humaine, identifiée comme récepteur cellulaire pour HHV-6. Nous avons pu démontrer une persistance de l’ADN viral d’HHV-6A, mais pas d’HHV-6B, dans le cerveau de souris transgéniques pendant plusieurs mois. De plus nos résultats montrent qu’HHV-6A induit la sécrétion de chimiokines pro-inflammatoires par les cellules neurales murines et provoque l’infiltration de cellules immunitaires dans le cerveau de souris infectées. Enfin, HHV-6A, mais pas HHV-6B, pourrait induire des réponses cellulaires chez les cellules murines via le récepteur de l’immunité innée TLR9 (toll-like receptor 9). En collaboration avec une équipe de Grenoble, nous avons ensuite montré que l’infection par HHV-6A induit l’expression de rétrovirus endogènes humains (HERV) dans des cellules mononuclées et des lignées neurales humaines. Ces HERV, en particulier leurs protéines d’enveloppe qui présentent des propriétés pro-inflammatoires, sont associés à diverses maladies autoimmunes dont la SEP. HHV-6A pourrait donc participer au développement de pathologies inflammatoires via l’induction de ces HERV. L’ensemble de ces travaux supporte ainsi l’existence d’un lien entre l’infection par HHV-6A et la neuroinflammation, et apporte de nouvelles pistes quant aux mécanismes potentiellement impliqués. / Human herpesvirus (HHV) 6 is a widely spread betaherpesvirus, which has been associated to several neuroinflammatory diseases, such as encephalitis or multiple sclerosis (MS). However, the mechanisms explaining the neuropathology induced by the two species of HHV-6, HHV-6A and HHV-6B, remain to be elucidated. Moreover, the lack of small animal model for HHV-6 infection has considerably hampered the study of viral pathogenesis. In this context, we have generated several lines of mice expressing the human CD46 protein, identified as a cellular receptor for HHV-6, and characterized the infection. We demonstrated that DNA of HHV-6A, but not HHV-6B, can persist in the brain of CD46 transgenic mice for several months after intracranial injection. Moreover our results show that HHV-6A induces chemokine secretion by in vitro cultured murine brain cells and provokes leucocyte infiltration in the brain of infected mice. Finally, HHV-6A, but not HHV-6B, could activate cellular responses in murine cells through binding to toll-like receptor 9. In collaboration with the team of P. Marche in Grenoble, we then showed that HHV-6A and HHV-6B infection induce the expression of envelope genes from human endogenous retrovirus W (HERV-W) in human blood mononucleated cells and human neural cell lines. Envelope proteins of HERV-W are known to exhibit strong pro-inflammatory properties and were associated to various autoimmune diseases, including multiple sclerosis. HHV-6A and HHV-6B could therefore participate in the development of inflammatory disorders via the activation of these HERV genes. Altogether this work supports the hypothesis of a link between HHV-6 infection neuroinflammation and opens new perspectives in the study of the mechanisms potentially involved.

Les études sur modèle animal sont essentielles pour l'élaboration de nouveaux antidépresseurs, à la compréhension de leurs mécanismes d'action et aux mécanismes de la physiopathologie de la dépression. Des facteurs génétiques jouent un rôle important dans l'étiologie des troubles de l'humeur. Notre équipe de recherche a créé un modèle basé sur la reproduction dirigée de souris présentant un trait comportemental relatif à la symptomatologie dépressive en se basant sur les performances obtenues dans l'épreuve de suspension par la queue, obtenant ainsi une lignée résignée et une lignée non résignée . Au cours de ces travaux, nous avons validé un protocole de résignation apprise (RA) chez la souris CD1. Cette épreuve consiste en i) une période de conditionnement, ii) une période de test. Il a été montré que 4 périodes de conditionnement avec des chocs à 0,3 mA sont nécessaires à l'obtention d'une résignation. Un second protocole de RA, sur 3 semaines, a également été validé chez la souris CD1 consistant en 4 périodes de conditionnement suivies de tests à J5, J10, J15 et J20. L'introduction d'un « rappel » de choc en J8 a permis d'entretenir la résignation jusqu'en J20 contrairement à un protocole identique sans rappel. Ce nouveau protocole s'avère être particulièrement adapté pour étudier les effets de traitements chroniques. Deux autres modèles animaux de dépression (issues de 8 souches de souris différentes) ont été également crées dans le laboratoire sur la base de performances dans l'épreuve de suspension par la queue (TST) ou l'épreuve de nage forcée (FST). Les résultats révèlent que les modèles issus de 8 souches criblés au TST ou au FST présentent des caractéristiques neurochimiques différentes, qui en plus d'un comportement différent dans l'épreuve de résignation apprise, confirment que ceux sont bien deux modèles animaux distincts / Studies on animal models are essential to the development of new antidepressants, to the understanding of their mechanisms of action and to the mechanisms underlying depressive disorders. Genetics factors play an important role in the etiology of mood disorders. Our research team elaborated a model based on the selective breeding of mice displaying a behavioural trait of the depression symptomatology. On the basis of the behaviour in the TST, two strains of mice with “helpless” or “non helpless” phenotype were developed. During this work, we validated a learned helplessness protocol in CD1 mice. This paradigm consists in i) a conditioning period. ii) an escape test. It has been found that 4 conditioning periods with 0.3 mA shocks were necessary to induce helplessness. A second learned helplessness protocol was developed in CD1 mice, consisting in 4 conditioning periods followed by escape test in D5, D10, D15 and D20. A “shock reminder” at D8 allowed to maintain helplessness up to D20. This new protocol is particularly appropriate for investigating effects of chronic treatments. The selective breeding lines (from 8 strains of mice) were based on their performance in either the tail suspension test or the forced swimmed test. The results confirmed that lines models (bred from 8 lines) have not only behavioural differences but also display different biochemical characteristics

La polyradiculonévrite inflammatoire démyélinisante chronique (PIDC) est une pathologie neurologique auto-immune du système nerveux périphérique dont la physiopathologie est actuellement mal connue, pour laquelle les options thérapeutiques sont peu nombreuses et dont il n’existe pas de modèle animal fiable. Le premier objectif de ce travail était de valider et de caractériser un modèle animal de PIDC par immunisation de rat Lewis avec le peptide P0(180-199) palmitoylé. Les animaux ont développé une pathologie chronique ou à rechute qui a pu être caractérisée aux plans clinique, histologique, électrophysiologique et immunologique. Les résultats sont en faveur d’un modèle fiable et reproductible mimant bien la PIDC humaine. Le deuxième objectif de ce travail était de tester, sur notre modèle, le fingolimod, modulateur des récepteurs à la sphingosine 1-phosphate, comme potentiel traitement de la pathologie. Le fingolimod a permis, dans notre modèle, de diminuer la sévérité et la chronicité de la maladie, d’améliorer les paramètres électrophysiologiques, de diminuer l’infiltration par les cellules inflammatoires et les anomalies immunologiques. / Chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy (CIDP) is an autoimmune pathology of the peripheral nervous system whose pathophysiology is currently poorly understood, for which there are few therapeutic options and no reliable animal model. The first aim of this work was to validate and characterize an animal model of CIDP by immunization of rat Lewis with the palmitoylated peptide P0(180-199). The animals developed a chronic or relapsing pathology that could be characterized clinically, histologically, electrophysiologically and immunologically. The results are in favor of a reliable and reproducible model that mimics the human CIDP. The second aim of this work was to test, on our model, the fingolimod, sphingosine 1-phosphate receptor modulator, as potential treatment of the pathology. In our model, fingolimod has reduced the severity and the chronicity of the disease, improved electrophysiological parameters, reduced infiltration by inflammatory cells and recue immunological abnormalities.