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La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est une maladie complexe caractérisée par une obstruction non complètement réversible des voies aériennes. Actuellement, aucun remède n’existe pour soigner cette maladie qui deviendra la 3e cause de mortalité d’ici 2030. Bien que des progrès importants furent réalisés dans les dernières décennies, la pathogenèse de la maladie demeure largement mal comprise. Cette thèse a pour objectif général l’étude des composantes génétiques de la MPOC, plus précisément 1) l’identification de gènes impliqués dans le développement de l’obstruction respiratoire, 2) l’identification d’eQTL pulmonaires dans le complexe majeur d’histocompatibilité et de leurs liens avec certains phénotypes pulmonaires, 3) l’identification de nouveaux gènes de susceptibilité au développement de la MPOC et 4) la caractérisation des variations génétiques du gène SERPINA1 dans la population canadienne et l’évaluation du séquençage de l’ADN comme nouveau test diagnostique pour détecter le déficit en alpha-1 antitrypsine. Dans une première étude, nous avons identifié des gènes (CST3, CD22) et des voies biologiques (métabolisme des xénobiotiques, apoptose, balance protéase-antiprotéase et balance oxydant-antioxydant) impliqués dans le développement de l’obstruction respiratoire. Pour ce faire, nous avons combiné les génotypes, les valeurs d’expression et les caractéristiques cliniques de 1,111 sujets. En combinant ces trois types de données, nous avons trouvé des variations génétiques influençant l’expression de gènes qui sont impliqués dans la perte de fonctions respiratoires. Ce projet a permis d’identifier des mécanismes précis impliqués dans le développement de l’obstruction respiratoire. Par la suite, nous avons étudié une région clé du génome humain pour le système immunitaire, soit le complexe majeur d’histocompatibilité (MHC). Des études antérieures ont associé des variations génétiques présentes dans ce locus à plusieurs phénotypes pulmonaires (asthme, cancer du poumon, fibrose kystique, maladie pulmonaire interstitielle, MPOC). Les résultats obtenus nous ont permis d’identifier des gènes d’intérêts pour l’asthme (AGPAT1, CDSN), le cancer du poumon (BTN3A2, ZFP57), les fonctions respiratoires (MICB) et la maladie pulmonaire interstitielle (AGPAT1). Les résultats de cette étude ont permis de mieux comprendre et d’interpréter les résultats obtenus précédemment. Nous avons également participé à la plus grande étude pangénomique (GWAS) sur la MPOC. Cette étude, réalisée par l’International COPD Genetics Consortium (ICGC), ai dentifié 22 régions chromosomiques impliquées dans le développement de la MPOC. Pour ce projet, les génotypes de 63,192 sujets (47,936 cas et 15,256 témoins) provenant de 26 cohortes différentes ont été combinés dans une méta-analyse. Par la suite, les résultats ont été répliqués dans 9,498 cas et 9,748 témoins supplémentaires provenant de la UK Biobank. Parmi les 22 loci identifiés, 15 ont été précédemment associés avec les fonctions respiratoires et quatre n’avaient jamais été observés (EEFSEC, DSP, MTCL1, et SFTPD). Cette étude a permis de mieux comprendre l’architecture génétique de la maladie et de confirmer le lien existant entre les gènes associés aux fonctions respiratoires et la MPOC. Finalement, nous avons caractérisé les variations génétiques du gène SERPINA1 dans la population canadienne et testé le séquençage de l’ADN comme outil potentiel de diagnostic du déficit en alpha-1 antitrypsine. Pour ce faire, tous les exons codants du gène ont été séquencés dans 400 individus du projet pancanadien CanCOLD (Canadian Cohort of Obstructive Lung Disease). Nous avons identifié 19 variations génétiques dans le gène, dont 15 mutations faux sens et une nouvelle mutation. Une fois l’extraction d’ADN complété, le séquençage s’est effectuéet a permis de déterminer de façon définitive la nature de l’anomalie génétique sous-jacente. Ce projet a démontré que cette technique permettrait d'accélérer le diagnostic et de diminuer les coûts pour ainsi faciliter la prise en charge et le traitement des patients souffrant d’un déficit en alpha-1 antitrypsine. Les résultats obtenus au cours de ce doctorat permettent de mieux comprendre les gènes et les voies biologiques impliqués dans le développement de la MPOC. / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a complex disease characterized by airflow obstruction that is not fully reversible. Currently, no treatment existsto reverse COPD, which is predicted to be the third leading cause of mortality in the world by the year 2030. Important discoveries were made in the last decade, but the pathophysiology of the disease remains largely unknown. The aim of this thesis is to study the genetic component of COPD and more specifically 1) identify genes involved in the development of airflow obstruction, 2) identify lung eQTL in the major histocompatibility complex and find causal genes for lung function and respiratory diseases in this region, 3) find new susceptibility loci for COPD, and 4) evaluate the feasibility and effectiveness of DNA sequencing of the SERPINA1 gene as a single test to diagnose alpha-1 antitrypsin deficiency (AATD) and test the frequencies of AATD alleles in a Canadian COPD population. In the first study, we identified genes (CST3 and CD22) and signalling pathways (xenobiotic metabolism, apoptosis, protease–antiprotease and oxidant–antioxidant balance) involved in the development of airflow obstruction. We combined lung gene expression, whole genotyping data and clinical information’s from 1,111 subjects to identify potential causal genesand pathways. This study has identified underlying mechanisms implicated in the development of airflow obstruction. In the second study, westudied a critical genomic region for the immune system, the major histocompatibility complex (MHC). Previous studies have associated single nucleotide polymorphisms (SNPs) located inside this locus with lung diseases and phenotypes (asthma, cystic fibrosis, idiopathic interstitial pneumonia, lung cancer and lung function). We have identified new susceptibility genes for lung cancer (BTN3A2 and ZFP57), asthma (AGPAT1 and CDSN), lung function (MICB) and idiopathic interstitial pneumonia (AGPAT1). Results from this study provide important biological insights about previously associated SNPsin the MHC. We were also involved in the largest genome-wide association study (GWAS) on COPD. This GWAS was performed by the International COPD Genetics Consortium (ICGC) and identified 22 loci associated at genome-wide significance. Genotypes of 63,192 subjects (15,256 cases and 47,936 controls) from 26 studies were used in the meta-analysis. Results were further replicated in 9,498 cases and 9,748 controls from the UK Biobank. Among the 22 associated loci, 9 were previously associated with COPD, 15 with lung function and 4 (EEFSEC, DSP, MTCL1and SFTPD) werenovel loci. Our findings highlight new loci associated with COPD and demonstrate the genetic overlap between lung function and COPD. Finally, the frequencies of deficient SERPINA1 alleles were evaluated in Canadian patients with COPD and DNA sequencing was evaluated as a single test strategy to detect AATD. DNA sequencing of the coding regions of SERPINA1 was performed in 400 individuals from the CanCOLD study (Canadian Cohort of Obstructive Lung Disease). Nineteen genetic variants were identified, including 15 missense mutations and one new mutation. DNA sequencing of SERPINA1 revealed the true genetic nature of AATD and was demonstrated has an effective, fast, and inexpensive single test strategy to detect AATD. Studies presented in this thesis have identified genes and pathways involved in the development of COPD, which are new targetsfor future studies.

Le déclin des fonctions cognitives associé au vieillissement et à la maladie d'Alzheimer est une préoccupation grandissante de santé publique. L'élaboration de stratégies thérapeutiques visant à maintenir les capacités cognitives repose sur l'étude des multiples déficits comportementaux associés au vieillissement dans des modèles animaux ou transgéniques de la maladie d'Alzheimer. Afin d'identifier les substrats de ces déclins cognitifs nous avons évalué les performances cognitives frontales dépendantes de rats âgés ainsi que de souris transgénique de la maladie d'Alzheimer. Notre analyse a révélé, dans une sous-population de rats âgés, l'émergence de comportements exploratoires stéréotypés, de déficits de mémoire en corrélation avec une perte d'épine dendritique « minces » concomitante à une augmentation de l'activité inhibitrice. À l'opposé les rats âgés résilients présentent une augmentation spécifique des entrées synaptiques excitatrices au niveau de la couche pyramidale 2/3 du cortex préfrontal. Ces changements semblent sous-tendus par un changement d'association de protéine trans-synaptique de la famille des Neuroligin. Au-delà des troubles de la mémoire, la maladie d'Alzheimer se caractérise aussi par nombre de déficits comportementaux, tels que des troubles de l'humeur et des changements de la personnalité, anxiété ou agressivité. Nous démontrons l'existence de troubles du comportement social semblables à ceux observés chez l'être humain. De plus nos travaux démontrent l'existence d'un dimorphisme comportementale se reflétant au niveau synaptique. Nous avons ainsi pu révéler une association temporelle entre une hyperactivité synaptique et les phases de désinhibition sociale. Enfin et compte tenu de la similarité des changements sociaux observés avec ceux associés à certaines maladies neuropsychiatriques, nous avons réprimé l'activité de PAK (p21-activated kinase) une protéine impliquée dans la maturation synaptique. Nos résultats suggèrent un rôle de cette protéine dans les processus de phosphorylation de tau dans la maladie. Nos résultats éclairent sous un nouveau jour les changements synaptiques associés aux déclins cognitifs lors au vieillissement et de la maladie d'Alzheimer. / The cognitive decline associated with aging and Alzheimer's disease is a growing concern for public health. The development of therapeutic strategies to maintain cognitive abilities requires proper assessment of the multiple behavioral deficits associated with in animal models of aging as well as of transgenic model of Alzheimer's disease. To identify substrates of these cognitive declines we evaluated the frontal dependent cognitive performance of aged rats and of transgenic mice model of Alzheimer's disease. Our analysis revealed in a subpopulation of aged rats the emergence of abnormal stereotyped exploratory behavior and memory deficits both correlated with a loss of "thin" dendritic spine concomitant with an increase in the synaptic inhibitory tone. In contrast, aged rats resilient to such behavioral impairments exhibit a specific increase in excitatory synaptic inputs at the pyramidal layer 2/3 of the prefrontal cortex. These changes seem underpinned by a change of association of trans-synaptic protein of the Neuroligin family. Beyond memory impairment, Alzheimer's disease is also characterized by many behavioral deficits, such as mood disorders and personality changes, anxiety, aggression, disinhibition. Here we report social behavior alterations similar to those observed in humans. Furthermore our work demonstrates the existence of a behavioral dimorphism reflected at the synaptic level. Indeed we were able to reveal a temporal association between background synaptic hyperactivity and phases of social disinhibition. Finally given the significant synaptic changes observed in Alzheimer's disease, and given the similarity of the social changes observed in certain developmental and neuropsychiatric diseases, we genetically downregulated in a transgenic model of Alzheimer's disease the activity of PAK (p21 activated kinase), a protein involved in actin reorganization and synaptic maturation. Our results suggest for the first time a role of this protein in the process of phosphorylation of tau in the disease. Our findings shed new light on synaptic changes associated with cognitive decline in aging and Alzheimer's disease.

La voie de signalisation insuline/IGF-1 est l'un des déterminants du vieillissement et des maladies liées au vieillissement. IGF binding protéine 2 (IGFBP2) est sécrétée par les adipocytes blancs. De plus, la surexpression d'IGFBP2 chez la souris améliore la sensibilité à l'insuline, et une étude récente a montré que IGFBP2 contribue fortement à l'effet bénéfique de la leptine sur le métabolisme du glucose. Cependant, les niveaux d'expression d'IGFBP2 dans les conditions de résistance à l'insuline, et les facteurs physiologiques et moléculaires qui contrôlent les niveaux de IGFBP2 dans ce contexte ne sont pas bien établis. Le travail présenté dans cette thèse montre que dans le tissu adipeux blanc viscéral (vWAT), mais non le sous-cutané, les niveaux d'ARNm d'IGFBP2 étaient significativement plus faible chez les souris âgées ainsi que dans des modèles génétique (ob/ob, db/db) nutritionnels d'obésité comparés à ceux de leurs témoins jeunes et maigres. Chez la souris, l'expression d'IGFBP2 dans le vWAT était significativement associée au taux d'IGFBP2 circulants, ce qui suggère une contribution importante de ce tissu. L'effet négatif du vieillissement sur le taux d'ARNm d'IGFBP2 dans le vWAT a été confirmé chez les hommes obèses. Ces résultats démontrent que la transcription du gène IGFBP2 est modulée de façon dépôt spécifique chez les souris et les hommes. Nous avons également démontré que l'insuline augmente significativement l'expression d' IGFBP2 dans les adipocytes 3T3L1. Cet effet a été fortement réduit dans les adipocytes insulino-résistants. Le co-traitement avec la wortmannine et la rapamycine diminue les effets de l'insuline, ce qui suggère la contribution de la PI3K et de mTOR dans la stimulation d'IGFBP2 par l'insuline. En outre, les niveaux d'ARNm d'IGFBP2 étaient considérablement augmentés lorsque les adipocytes étaient invalidés pour les gènes TORC2 ou 4EBP1, qui sont les régulateurs en aval de la voie de signalisation de l'insuline. L'incubation des adipocytes avec de l'insuline a déclenché le recrutement de C/EBPa à la région proximale du promoteur IGFBP2, malgré l'absence d'impact notable sur les niveaux de C/EBPa per se. Ces résultats indiquent que la voie de signalisation de l'insuline régule la transcription d'IGFBP2. Puisque les niveaux d'IGFBP2 sont positivement corrélés avec la sensibilité à l'insuline, les méthodes pour accroître la production d'IGFBP2 par cette voie pourraient améliorer les caractéristiques associées au syndrome métabolique. Nous avons exploré cette possibilité dans un contexte clinique, dans lequel nous avons quantifié les taux d'IGFBP2 circulants par ELISA chez les patients obèses ayant perdu du poids et de la graisse corporelle, soit par une chirurgie de diversion biliopancréatique (DBP), ou par les changements de mode de vie (régime alimentaire et exercice physique modéré). Dans les deux cas, les niveaux circulants d'IGFBP2 ont été fortement augmenté par ces interventions. Par ailleurs, les niveaux d'IGFBP-2 étaient corrélés positivement avec la sensibilité à l'insuline et de cholestérol HDL. Ces résultats suggèrent l'implication d'IGFBP2 dans l'amélioration de la sensibilité à l'insuline et dans le métabolisme lipidique. Nous suggérons qu'IGFBP2 est un facteur critique qui est entre autre produit par le tissu adipeux en fonction de la résistance à l'insuline, et que la stimulation de son expression est associée à des effets favorables sur la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose et l'accumulation de masse grasse.

L’étude de la faisabilité économique de l’ingénierie d’un procédé de fabrication d’un adhésif écoresponsable porte sur la recherche d’une alternative économiquement viable aux problèmes environnementaux posés par les adhésifs conventionnels. Dans ce travail, il a fallu tout d’abord rechercher un adhésif qui réponde aux conditions de produits écoresponsables. Après avoir fait la revue de littérature, selon les principes de la chimie verte et les études d’analyse de cycle de vie démontrant la performance environnementale d’adhésifs à base de tanins, l’adhésif à base de tanins autocondensés a été retenu dans ce travail comme un produit écoresponsable. L’enjeu du développement d’adhésifs écoresponsables issus de sous-produits de l’industrie forestière pose un problème économique de concurrence avec les adhésifs conventionnels à bon marché. Une étude comparative d’une production d’adhésifs à base de la résine urée formaldéhyde et celle d’adhésifs à base de tanins autocondensés, a permis de déterminer les enjeux de la rentabilité de ces adhésifs. La production des adhésifs à base de tanins autocondensés apparaît rentable, mais ils réalisent des profits moindres qu’une production d’adhésifs à base de résine urée formaldéhyde. Deux possibilités d’amélioration de la rentabilité de la production de ces adhésifs sont discutées, à savoir l’augmentation de 3 % du prix de la tonne métrique d’adhésif à base de tanins autocondensés ou la diminution de 2 % du prix de la tonne d’extraits de tanins secs. Les adhésifs issus des sous-produits de l’industrie forestière sont des produits en pleine innovation en accord avec le développement durable et potentiellement à forte valeur ajoutée. La reconnaissance par le marché de la valeur ajoutée d’un tel adhésif serait à valider par une enquête dans une étude future. / The study of the engineering economic feasibility of the development of an eco-friendly wood adhesive is about finding an economically viable alternative to the environmental issues raised by conventional adhesives. In this work, it was first necessary to find an adhesive that met the requirements of eco-responsible products. After reviewing the literature, according to the principles of green chemistry and life cycle analysis, considering studies demonstrating the environmental performance of adhesives based on tannin, an autocondensed tannin based adhesive was chosen in this work to be studied as an eco-responsible product. The challenge of developing eco-friendly adhesives from forest industry by-products poses the economic problem of competing with cheap conventional adhesives. A comparative study of the production of a urea formaldehyde resin and of an autocondensed tannin adhesive has identified the challenges of the profitability of these latter adhesives. Autocondensed tannin based adhesives appear profitable, but they yield lower profits than urea formaldehyde resin. Two possibilities of improving the profitability of production of autocondensed tannin adhesives are discussed, namely the 3% increase in the price value of a metric ton of adhesive based on autocondensed tannins or the decrease of 2% of the price per ton of extracted dry tannins. Adhesives from forest industry by-products are innovations consistent with sustainable development and potentially high added value. The market added value recognition of such adhesives should be validated by a survey in a future study.

Objectif : L'étude actuelle visait à évaluer : 1) l'effet de l'exposition combinée à la détresse psychologique et aux contraintes psychosociales au travail sur le risque de récidive d'IM chez les patients qui retournent au travail après le premier infarctus du myocarde (IM), 2) analyser la présence d’interaction additive et 3) évaluer l'effet de l'exposition cumulée à la détresse psychologique sur le risque de récidive d’infarctus du myocarde (IM). Méthodologie : Une étude prospective de cohorte a été réalisée auprès de 972 hommes et femmes qui sont retournées au travail après un premier IM. Les patients ont été recrutés dans 30 hôpitaux de la province de Québec. Le suivi moyen était de 5,9 ans. La détresse psychologique et les contraintes au travail ont été mesurés à l'aide de deux questionnaires validés (Psychiatric Symptom Index (PSI) et Job Content Questionnaire) respectivement. Les deux expositions ont été mesurées deux fois : au départ et après 2,2 ans de suivi. L’issue est la récidive de l’IM (mortels ou non mortel et angine instable). Les informations sur l'incidence de récidive de l’IM du début à la fin du suivi (1998-2005) ont été collectées à partir de dossiers médicaux. Les rapports de risque ajustés de récidive de l’IM ont été obtenus à l’aide de la régression de Cox, après l’ajustement pour les facteurs confondants. Résultats : La détresse psychologique cumulée était associée à un risque accru de récidive d’IM (HR : 1,6 ; 95% CI : 1,0- 2.5). L’exposition cumulée à la détresse psychologique combinée aux contraintes psychosociales au travail était associée à un risque accru de récidive d’IM après 2,2 ans (HR : 2,7 ; 95% IC : 1.0 – 7.0). Cependant, l’excès du risque relatif dû à l’interaction des deux facteurs n’était pas statistiquement significatif. Conclusion : L'exposition cumulée à la détresse psychologique combinée aux contraintes psychosociales au travail accroit le risque de récidive de l'infarctus du myocarde / Objective: The current study aimed to evaluate: 1) the effect of combined exposure to psychological distress and job strain on the risk of recurrent myocardial infarction (MI) among workers returning to work after an initial myocardial infarction (MI), 2) to analyse the presence of an additive interaction and 3) to evaluate the effect of cumulative exposure to psychological distress on the risk of recurrent MI. Methods: A prospective cohort study was conducted among 972 men and women who returned to work after their first MI. Patients were recruited from 30 hospitals in the province of Quebec. The mean follow-up duration was 5.9 years. Psychological distress and job strain were both measured using validated questionnaires (Psychiatric Symptom Index (PSI) and Job Content Questionnaire respectively). Both exposures were measured twice: at baseline and at 2.2 years of follow-up. The outcome was a recurrent MI (fatal or non-fatal MI and unstable angina). Information on the incidence of recurrent MI from baseline to the end of follow-up (1998-2005) was collected from medical records. Adjusted hazard ratios of recurrent MI were obtained with the Cox regression after adjustment for confounders. Results: Workers with cumulative exposures to both high psychological distress combined with job strain had 2.7 times higher risk of recurrent MI after 2.2 years (HR: 2.7; 95% CI: 1.0- 7.0) than unexposed workers. No additive interaction was found between psychological distress and job strain. Compared to unexposed workers, those with cumulative exposure to psychological distress had a greater risk of recurrent MI (HR: 1.6; 95% CI: 1.0- 2.5). Conclusion: Cumulative combined psychological distress and job strain increases the risk of recurrent MI.

Les niveaux d’expression de nombreux gènes peuvent être affectés par l’environnement et mener au développement de la cryptorchidie. Cette malformation congénitale est la plus commune dont une des conséquences majeures est l’infertilité masculine due au testicule non-descendu, auquel un risque plus élevé de cancer testiculaire est associé. L’expression des ARN totaux isolés à partir de biopsies testiculaires ont été analysés par micropuces, puis par une analyse bio-informatique et une validation par RT-qPCR de plusieurs gènes sélectionnés. Ces analyses m’ont permis d’identifier plus de deux milles candidats montrant une expression différente entre des sujets cryptorchides et normaux. Certains de ces gènes sélectionnés peuvent être associés à la descente testiculaire, d’autres au cancer testiculaire ou encore aux divers types cellulaires retrouvés dans cet organe. Les différences dans le transcriptome dues à la cryptorchidie vont nous aider à comprendre la cause génétique de cette maladie. / Expression level of numerous genes may be affected by environmental condition and lead to development of cryptorchidism. The most common congenital malformation in male is cryptorchidism. One major consequence of this anomaly is infertility due to undescended testis, to which an increased risk of testicular cancer is associated. Expression of total RNAs isolated from testicular biopsies were analysed with microarray. This was followed by subsequent bioinformatic analysis and RT-qPCR validation of many highlighted genes. Those analyses allowed me to identified more than two thousand genes that showed a differential expression between normal and cryptorchid subjects. Among these highlighted and validated genes, some can be either associated to testicular descent, to testicular cancer, or to specific cell types in testes. Differences in transcriptome due to cryptorchidism should give us clues to identify the genetic causes of this malformation.

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative affectant les neurones moteurs supérieurs et inférieurs menant éventuellement à une paralysie générale du patient. Le décès du patient survient généralement entre 2 à 5 ans subséquemment à l’apparition des premiers symptômes. La SLA consiste en la maladie neurologique causant le plus décès chez l’adulte et il est estimé qu’environ 10% des cas sont familiaux (fSLA) et 90% sont sporadiques (sSLA). De plus, 15% des patients souffrant de la SLA développent également une démence fronto-temporale (DFT) s’illustrant par des troubles de comportements ainsi qu’un changement de personnalité majeur. Il a été démontré que la SLA et la DFT partagent un spectre génétique commun et les patients atteints de DFT démontrent une protéinopathie caractérisée par une accumulation anormale de certaines protéines dans le cytoplasme des neurones et des cellules gliales, tout comme pour les patients souffrant de SLA. Plusieurs gènes mutés ont été identifiés au cours des dernières années pour la forme fSLA, notamment superoxide dismutase 1 (SOD1), TAR DNA-binding protein 43 (TDP-43), ubiquilin-2 (UBQLN2), Fused in sarcoma (FUS), optineurin (OPTN), etc. Un des gènes le plus étudié et le mieux décrit est celui codant la protéine TDP-43. Cette protéine nucléaire, lorsque mutée, est délocalisée dans le cytoplasme, où elle forme des inclusions anormales et persistantes. Ces agrégats, lorsque formés, renferment également plusieurs autres composés, notamment d’autres protéines telles qu’UBQLN2, différentes nucléoporines, ubiquitine, etc. UBQLN2 est une protéine ayant un rôle primordial dans le système de dégradation du protéasome (UPS) ainsi que pour l’autophagie. Cette protéine est responsable de la liaison entre les protéines destinées à être dégradées avec l’UPS. Il a été démontré dernièrement in vitro et in vivo que la mutation d’UBQLN2 est liée à l’agrégation de TDP-43. Cependant, le mécanisme exact de ce phénomène reste grandement incompris et nécessite encore beaucoup d’attention et de travail. Dans ce mémoire, nous avons utilisé pour notre étude des cellules en culture afin de surexprimer les formes natives et mutantes d’UBQLN2 humain (hUBQLN2) pour étudier l’effet d’UBQLN2 sur la protéine TDP-43. Notre équipe a réussi à démontrer dernièrement dans les cellules de neuroblastome de souris (Neuro2a) que la surexpression de l’UBQLN2 entraînait une délocalisation de TDP-43 du noyau vers le cytoplasme en plus de son accumulation anormale dans des agrégats. De plus, l’effet synergique entre les formes mutées de TDP-43 et UBQLN2 a également été démontré dans un modèle murin dans notre article paru en 2018 comme quoi la mutation d’UBQLN2 influence grandement la protéinopathie de TDP-43. À la suite de ces constats, nous avons orienté nos études sur le phénomène synergique entre UBQLN2 et TDP-43 qui est encore grandement méconnu. Pour ce faire, une analyse complète et exhaustive de la littérature a été effectuée afin de bien comprendre la mutation UBQLN2 et consiste en la première revue littéraire couvrant la totalité des ouvrages publiés sur la mutation d’UBQLN2 dans la SLA. Par la suite, nous avons convenu d’étudier l’effet de la mutation d’UBQLN2P497H sur le transport nucléo-cytoplasmique dans les cellules Neuro2a ainsi que dans les tissus de souris transgéniques. Les souris utilisées sont les mêmes que pour l’article Picher-Martel et al., 2018, soit des souris simple transgénique UBQLN2P497H et TDP-43G348C ainsi que la première souris double transgénique arborant UBQLN2P497H/TDP-43G348C. Les souris doubles transgéniques se sont avérées très intéressantes. En effet, elles ont développé les caractères typiques retrouvés chez les patients SLA/DFT avec une perte motoneuronale accompagnée de dégénérescence axonale, atrophie musculaire, gliose, trouble moteur ainsi que cognitif en plus d’agrégations cytoplasmique de TDP-43 importantes. À l’aide de ce modèle unique nous avons approfondi notre compréhension des déficits observés au niveau du transport nucléo-cytoplasmique, déficit grandement observé chez les patients SLA. Nous avons observé que le transport nucléo-cytoplasmique était davantage et significativement altéré dans les cellules co-transfectées avec les gènes encodant pour les deux protéines mutées plutôt que transfectées avec une seule. Nous avons également observé pour les souris double transgéniques comparées aux souris simples pour l’une ou l’autre de ces protéines. Nos résultats suggèrent donc que la mutation d’UBQLN2 exacerbe significativement la protéinopathie de TDP-43 et engendre une perturbation importante du transport nucléo-cytoplasmique ainsi que des complexes du pore nucléaire. En conclusion, ce mémoire démontre un rôle important de la mutation d’UBQLN2 sur TDP-43 et leur grande affinité à augmenter les déficits du transport nucléo-cytoplasmique. Ceci suggère donc qu’UBQLN2 et TDP-43 sont intimement liés et peuvent jouer un rôle synergique dans la physiopathologie de la SLA. Le modèle murin double transgénique pourra indubitablement être utilisé en laboratoire afin de tester de nouvelles approches thérapeutiques.

INTRODUCTION : Les interventions prescrites en lombalgie chronique (LC) ont un effet modeste sur la douleur. Afin d’optimiser l’efficacité des traitements et diminuer l’hétérogénéité de la population LC, la stratification basée sur les mécanismes de la douleur a été proposée : une douleur nociceptive résulte de l’activation des nocicepteurs alors qu’une douleur nociplastique est caractérisée par une nociception altérée. Les exercices entraînent une diminution de sensibilité à la douleur chez les individus en santé (hypoalgésie induite par l’exercice [HIE]). Considérant que de multiples mécanismes centraux interviennent dans l’HIE et que ces mêmes mécanismes semblent fonctionner différemment chez les sous-groupes de LC (nociceptif versus nociplastique), il est possible que les sous groupes nociceptive et nociplastique présentent des réponses différentes à l’exercice. OBJECTIF : Déterminer l’effet d’exercice sur la modulation de la sensibilité à la douleur chez différents sous-groupes d’individus souffrant de LC. MÉTHODOLOGIE : Vingt-neuf adultes présentant une LC et 24 sujets sains ont été recrutés. Trois physiothérapeutes ont procédé à la stratification basée sur les mécanismes des sujets LC selon l’évaluation clinique. Tous les sujets ont réalisé des exercices isométriques du poignet et du bas du dos. Les seuils de douleur à la pression localement au dos et à distance ont été évalués pré/post-exercice et le pourcentage de changement représentait la magnitude de l’HIE. RÉSULTATS : Seize sujets ont été attribués au sous-groupe LC nociceptive et 12 ont été classifiés LC mixte (composantes dominantes nociceptive et nociplastique) en l’absence de consensus entre les évaluateurs. Une réduction de l’HIE a été observée chez le sous groupe mixte en comparaison avec le groupe contrôle. Aucune différence n’a été observée entre les sous-groupes LC. CONCLUSION : La diminution d’HIE chez le sous-groupe LC mixte comparativement au groupe contrôle suggère un processus de modulation de la douleur en réponse à l’exercice altéré. / BACKGROUND: Research in chronic low back pain (CLBP) shows modest effect of available treatments. In order to achieve better treatment results and reduce heterogeneity of CLBP population, mechanism-based stratified care has been proposed: a nociceptive pain results essentially from the activation of nociceptors where as a nociplastic pain is characterized by an altered nociception. Exercises induce a reduction in pain sensitivity, known as the paradigm of exercise-induced hypoalgesia (EIH). Considering that EIH involved multiple central mechanisms and that these same mechanisms seems to function differently in subgroups of CLBP (nociceptive vs. nociplastic), individuals with CLBP presenting predominant nociplastic and nociceptive pains may respond differently to exercise. OBJECTIVE: To determine the effect of exercises on the modulation of pain sensitivity in different subgroups of individuals presenting CLBP. METHODS: Twenty-nine adults with CLBP and 24 healthy controls (HC) were recruited. Three physiotherapists proceeded to mechanism-based stratification of CLBP participants from clinical evaluation. Each participant performed isometric exercises of the wrist and the back. Pressure pain thresholds were assessed locally at the back and remotely pre/post-exercise and the percentage of change was calculated as the EIH magnitude. RESULTS: Sixteen participants were allocated to the nociceptive CLBP subgroup and 12 were classified as mixed pain (nociceptive/nociplastic) in the absence of consensus amongst physiotherapists. A significant reduction of EIH was observed in the mixed subgroup when compared to HC. No EIH difference was detected between the two CLBP subgroups. CONCLUSION: The significant reduction of EIH in the mixed CLBP subgroup suggests an altered pain modulation process in response to exercise in this subgroup.

L'accumulation de tissu adipeux viscéral associée à l'obésité s'accompagne de profondes altérations du métabolisme lipidique et du système immunitaire, desquelles découle une perte de sensibilité à l'insuline. Le complement C3, composante du système immunitaire innée, est le précusseur de la protéine stimulant l'acylation (l'ASP), une adipokine produite par le tissu adipeux et impliquée dans le métabolisme des lipides et du glucose. Par ailleurs, la dérivation biliopancréatique avec commutation duodénale et gastrectomie pariétale (BPD-DS) est à ce jour le seul traitement efficace pour l'obésité morbide (IMC>40 kg/m ) et le diabète de type 2 qui y est associée. Les travaux décrits dans cette thèse sont effectués d'abord chez l'humain puis chez la souris afin d'établir le rôle de l'ASP comme cibles thérapeutiques moléculaires pour le traitement de la résistance à l'insuline et du diabète de type 2. L'étude clinique, chez des patientes diabétiques et non diabétiques de type 2 avec BPD-DS, a montré une association partielle (r2=0.454, p<0.001) entre les baisses aiguës de niveaux sériques d'ASP postopératoire et l'amélioration de la sensibilité à l'insuline dès la cinquième journée post-chirurgie. Afin d'élucider les mécanismes qui sous tendent cette relation, une étude de gain de fonction a été effectuée chez la souris déficiente du gène du complément C3 et conséquemment déficiente en ASP (C3KO). Nos résultats ont montré que l'ASP, par ses effets métaboliques et immunitaires délétaires dans le tissu adipeux, le muscle et le foie, potentialise sur la signalisation de l'insuline les effets adverses d'un environnement hyperlipidique, lequel est favorable au développement de la résistance à l'insuline. De façon générale nos travaux suggèrent que les états métaboliques et inflammatoires du tissu adipeux, du muscle et du foie seraient déterminants dans l'amélioration aiguë de la résistance à l'insuline et du diabète de type 2 après une chirurgie bariatrique de type BPD-DS. En outre, nos données suggèrent aussi que l'ASP, qui est partiellement responsable de cette amélioration observée, serait une voie de signalisation compensatoire/alternative à celle de l'insuline défectueuse, devenant ainsi une nouvelle cible thérapeutique dans le diabète.