INTRODUCTION: Smoking is one of the single greatest causes of numerous preventable diseases. We were interested in developing an animal model of nicotine metabolism that can be used to examine the effects of potential CYP2A6 inhibitors on nicotine metabolism and nicotine-mediated behaviours. Pharmacogenetic studies have demonstrated that in humans, smoking behaviour is associated with rates of nicotine metabolism by the CYP2A6 enzyme. Mouse CYP2A5 shares structural and functional similarities to human CYP2A6 and has been implicated in nicotine self-administration behaviours in mice, therefore the mouse represents a potential animal model for studying nicotine metabolism. METHODS: We characterized nicotine and cotinine metabolism in two commonly used mouse strains (DBA/2 and C57Bl/6). We also examined the association between nicotine self-administration behaviours and nicotine metabolism, and the impact of direct manipulation (i.e. inhibition) of nicotine metabolism on nicotine pharmacodynamics (hot-plate and tail-flick tests) in mice. Finally, we studied the effect of selegiline (a known cytochrome P450 mechanism-based inhibitor) on nicotine metabolism in mice and in human CYP2A6. RESULTS: Nicotine metabolism in mice in vitro was mediated by CYP2A5, and this enzyme was responsible for over 70% and 90% of the metabolism of nicotine to cotinine and cotinine to 3-hydroxycotinine as shown by immuno-inhibition studies, respectively. A polymorphism in CYP2A5 between mouse strains, known to alter the probe substrate coumarin’s metabolism, did not affect nicotine metabolism but dramatically altered cotinine metabolism. Nicotine self-administration behaviour in mice was associated with level of hepatic CYP2A5 proteins and rates of nicotine metabolism in male mice. In inhibition studies, the CYP2A5/6 inhibitor methoxsalen inhibited both in vitro and in vivo nicotine metabolism in mice and substantially increased the anti-nociceptive effect of nicotine. Finally, selegiline was found to be an inhibitor of CYP2A5 decreasing nicotine metabolism in vitro and in vivo in mice. Moreover, we showed that selegiline is a mechanism-based inhibitor of CYP2A6 inhibiting nicotine metabolism irreversibly. CONCLUSION: The above data suggested that the mouse model may be suitable for examining the impact of inhibition (and genetic variation) on nicotine metabolism and nicotine-mediated behaviours and may potentially be used to screen for novel inhibitors of nicotine metabolism.

La variabilité des concentrations plasmatiques mesurées lors d’une anesthésie générale avec le propofol est directement reliée à une variabilité inter-animale, sa pharmacocinétique. L’objectif de cette étude est de caractériser la pharmacocinétique du propofol et de rechercher les effets des caractéristiques démographiques sur la variation des paramètres pharmacocinétiques. Les chiens (n=44) ayant participé à cette étude ont été anesthésiés au propofol à 6 mois (n=29), 12 (n=21) mois et/ou 24 mois (n=35). L’anesthésie a été induite avec du propofol (en moyenne 5 mg) et maintenue avec une perfusion (débit initial de 360 mg/kg/h). Des ajustements de perfusion ainsi que des bolus supplémentaires seront administrés si le comportement de l’animal l’exige. Une randomisation stratifiée des sexes aux deux groupes de prémédication, le premier recevant de l’acépropmazine (0,05 mg/kg en I.M.) et le deuxième une association d’acépromazine (0.05 mg/kg IM) et de butorphanol (0.1mg/kg IM). Des échantillons sanguins ont été prélevés de t=0 jusqu'à t=300 minutes ou plus. Au total 1339 prélèvements ont été analysés. Un modèle mamillaire à 3 compartiments décrit de manière adéquate nos données. Les valeurs moyennes de CLt V1, CL2, V2, CL3 and V3 sont respectivement égales à 0.65 L/min (SD=0.24), 2.6 L (SD=2.04), 2.24 L/min (1.43), 9.6 L (SD=7.49), 0.42 L/min (SD=0.199), 46.4 L (SD=40.6). Les paramètres pharmacocinétiques obtenus ont révélé une grande variabilité interindividuelle, en particulier CL2, V1, V2 et V3 .Le poids est une co-variable significative pour CLt et V2. L’âge est une co-variable significative pour CL3 et V3. L’ajout de la parenté pour V2 et V3 au modèle a amélioré la qualité de l’ajustement du modèle. Les paramètres V1 et CL2 sont indépendants des facteurs physiologiques étudiés. / The variability of plasma concentrations measured during general anesthesia with propofol is directly related to inter-animal variability of its pharmacokinetics. The objective of this study was to characterize the pharmacokinetics of propofol and to investigate the effects of demographic variables on the pharmacokinetic parameters. Dogs (n = 44) that participated in this study were anesthetized with propofol at 6 months (n = 29), 12 (n = 21) and/or 24 months (n = 35). Anesthesia was induced with propofol (average dose of 5 mg) and maintained with an infusion (initial rate of 360 mg/kg/h). Infusion adjustment and bolus doses were performed if required by the behavior of the animal . A stratified randomization of both sexes on two premedications groups [acepropmazine (0.05 mg /kg I.M) or Acepropmazine (0.05 mg /kg I.M) and butorphanol (0.1 mg /kg IM)]. Blood samples were collected from t = 0 to t = 300 minutes or more. A total of 1339 samples were analyzed. A 3-compartment mamillary model showed good predictive performances. The average values of CLt V1, CL2, V2, CL3 and V3 were 0.65 L/min (SD=0.24), 2.6 L (SD=2.04), 2.24 L/min (1.43), 9.6 L (SD=7.49), 0.42 L/min (SD=0.199), 46.4 L (SD=40.6) respectively. The pharmacokinetic parameters obtained showed a large inter-individual variability, in particular CL2, V1, V2 and V3. Adding to the model the covariates weight to CLt and V2, age to CL3 and V3, and kinship to V2 and V3 to the model to improved the performance and the quality of adjustment. Therefore, V1 and CL2 are constant parameters in this population.

Introduction : La prévention de la mort de cellules cardiaques contractiles suite à un épisode d'infarctus du myocarde représente le plus grand défi dans la récupération de la fonction cardiaque. On a démontré à maintes reprises que l'ocytocine (OT), l'hormone bien connue pour ses rôles dans le comportement social et reproductif et couramment utilisée dans l’induction de l’accouchement, diminue la taille de l'infarctus et améliore la récupération fonctionnelle du myocarde blessé. Les mécanismes de cette protection ne sont pas totalement compris. Objectif : Étudier les effets d'un traitement avec de l'ocytocine sur des cardiomyocytes isolés en utilisant un modèle in vitro qui simule les conditions d'un infarctus du myocarde. Méthodes : La lignée cellulaire myoblastique H9c2 a été utilisée comme modèle de cardiomyocyte. Pour simuler le dommage d'ischémie-reperfusion (IR), les cellules ont été placées dans un tampon ischémique et incubées dans une chambre anoxique pendant 2 heures. La reperfusion a été accomplie par la restauration du milieu de culture régulier dans des conditions normales d'oxygène. L'OT a été administrée en présence ou en absence d'inhibiteurs de kinases connues pour être impliquées dans la cardioprotection. La mortalité cellulaire a été évaluée par TUNEL et l'activité mitochondriale par la production de formazan pendant 1 à 4 heures de reperfusion. La microscopie confocale a servie pour localiser les structures cellulaires. Résultats : Le modèle expérimental de l'IR dans les cellules H9c2 a été caractérisé par une diminution dans la production de formazan (aux alentours de 50 à 70 % du groupe témoin, p < 0.001) et par l'augmentation du nombre de noyaux TUNEL-positif (11.7 ± 4.5% contre 1.3 ± 0.7% pour le contrôle). L'addition de l'OT (10-7 a 10-9 M) au commencement de la reperfusion a inversé les effets de l'IR jusqu'aux niveaux du contrôle (p < 0.001). L'effet protecteur de l'OT a été abrogé par : i) un antagoniste de l'OT ; ii) le knockdown de l'expression du récepteur à l'OT induit par le siRNA ; iii) la wortmannin, l'inhibiteur de phosphatidylinositol 3-kinases ; iv) KT5823, l'inhibiteur de la protéine kinase dépendante du cGMP (PKG); v) l'ODQ, un inhibiteur du guanylate cyclase (GC) soluble, et A71915, un antagoniste du GC membranaire. L'analyse confocale des cellules traitées avec OT a révélé la translocation du récepteur à l'OT et la forme phosphorylée de l'Akt (Thr 308, p-Akt) dans le noyau et dans les mitochondries. Conclusions : L'OT protège directement la viabilité des cardiomyocytes, lorsqu'elle est administrée au début de la reperfusion, par le déclenchement de la signalisation du PI3K, la phosphorylation de l'Akt et son trafic cellulaire. La cytoprotection médiée par l'OT implique la production de cGMP par les deux formes de GC. / Introduction: The prevention of the death of contractile cardiac cells following an episode of myocardial infarction represents the largest challenge in the recovery of myocardial function. Oxytocin, the hormone best known for its roles in reproduction and social behaviour and used commonly for the induction of parturition, has been repeatedly demonstrated to decrease the infarct size and to ameliorate the functional recovery of the injured myocardium. The mechanisms for this protection are incompletely understood. Objective: To study the effects of oxytocin treatment on isolated cardiomyocytes using an in vitro model simulating the conditions of a myocardial infarction. Methods: The cardiomyoblastic cell line H9c2 was used as a model of cardiomyocyte. For IR injury, the cells were placed in ischemic buffer and incubated in an anoxic chamber for 2 hours. Reperfusion was achieved by restoring cell media under normoxic conditions. OT was administered in the presence or absence of enzyme inhibitors. Cell death was evaluated by TUNEL and mitochondrial activity by formazan production during 1-4 hours of reperfusion. Confocal microscopy served for localization of cell structures. Results. The experimental model of IR in H9c2 cells was characterized by decreased formazan production (at the range of 50-70% of normoxic control, p < 0.001) and by the increased number of TUNEL-positive nuclei (11.7±4.5 vs. 1.3±0.7% in normoxic control). The addition of OT (10-7 to 10-9 M) at the onset of reperfusion reversed the effects of IR to the control levels (p < 0.001). The protective effect of OT was abrogated by: i) an OT antagonist, OTA and siRNA-mediated OT receptor knockout; ii) the phosphatidylinositol 3-kinases inhibitor wortmannin; iii) the cGMP-dependent protein kinase (PKG) inhibitor, KT5823. Soluble guanylate cyclase (GC) inhibitor ODQ and particulate GC antagonist A71915 only partially blocked the protective effects of OT. Confocal analysis of OT-treated cells revealed translocation of OT receptor and the phosphorylated form of Akt (Thr 308, p-Akt) into the nucleus and mitochondria. Conclusions: OT directly protects cardiomyocyte viability if administered at the onset of reperfusion by triggering signaling of Pi3K, Akt phosphorylation and its cellular trafficking. OT-mediated cytoprotection involves cGMP production by both forms of GC.

Le traitement du cancer à l’aide d’une exposition aux radiations ionisantes (RI) peut mener au développement de plusieurs effets secondaires importants, dont un retard de réparation et de régénération des tissus. Les mécanismes responsables de ces effets demeurent largement inconnus encore aujourd’hui, ce qui a pour effet de limiter le développement d’approches thérapeutiques. À l’aide d’un modèle de guérison de plaie cutanée chez la souris, nous avons cherché à déterminer les mécanismes par lesquels l’exposition aux RI limite la régénération de la peau. Nos résultats démontrent que l’induction de la "stromal-derived growth factor 1α" (SDF-1α), une cytokine normalement surexprimée dans les tissus hypoxiques, est sévèrement diminuée dans les plaies de souris irradiées versus non-irradiées. Ce défaut corrèle avec un retard de guérison des plaies et est encore évident plusieurs mois suivant l’exposition aux RI, suggérant qu’il y a une altération permanente de la capacité de la peau à se réparer. Parce que SDF-1α est secrété principalement par les fibroblastes du derme, nous avons évalué le potentiel des cellules stromales multipotentes (MSCs), qui sont reconnues pour secréter des niveaux élevés de SDF-1α, à accélérer la régénération de la peau chez les souris irradiées. L’injection de MSCs en périphéries des plaies a mené à une accélération remarquable de la guérison de la peau chez les souris exposées aux RI. Les actions des MSCs étaient principalement paracrines, dû au fait que les cellules n’ont pas migré à l’extérieur de leur site d’injection et ne se sont pas différentiées en kératinocytes. L’inhibition spécifique de l’expression de SDF-1α a mené à une réduction drastique de l’efficacité des MSCs à accélérer la fermeture de plaie indiquant que la sécrétion de SDF-1α par les MSCs est largement responsable de leur effet bénéfique. Nous avons découvert aussi qu’un des mécanismes par lequel SDF-1α accélère la guérison de plaie implique l’augmentation de la vascularisation au niveau de la peau blessée. Les résultats présentés dans ce mémoire démontrent collectivement que SDF-1α est une importante cytokine dérégulée au niveau des plaies cutanées irradiées, et que le déclin du potentiel de régénération des tissus qui est observé suivant une exposition au RI peut être renversé, s’il est possible de restaurer le microenvironnement de la blessure avec un support stromal adéquat. / Cancer treatment using ionizing radiation (IR) may lead to significant side effects, like delayed tissue repair and regeneration. The mechanisms mediating these defects remain largely unknown at present, thus limiting the development of therapeutic approaches. Using a wound healing model, we investigate the mechanisms by which IR exposure limits skin regeneration. Our results show that induction of the stromal-derived growth factor 1α (SDF-1α), a cytokine normally overexpressed in hypoxic tissues, is severely impaired in the wounded skin of irradiated, compared to non-irradiated, mice. This defect is correlated with delayed healing, and is evident for several months following exposure to IR, suggesting permanent impairment of skin repair. Because SDF-1α is secreted mainly by dermal fibroblasts, we evaluated the potential of multipotent stromal cells (MSCs), which secrete high levels of SDF-1α, to improve skin regeneration in irradiated mice. Injection of MSCs into the wound margin led to remarkable enhancement of skin healing in mice exposed to IR. The MSC actions were mainly paracrine, as the cells did not migrate away from the injection site or differentiate into keratinocytes. Specific knockdown of SDF-1α expression led to drastically reduced efficiency of MSCs in improving wound closure, indicating that SDF-1α secretion by MSCs is largely responsible for their beneficial action. We also found that one mechanism by which SDF-1α enhances wound closure likely involves increased skin vascularization. Findings presented in this thesis collectively indicate that SDF-1α is an important deregulated cytokine in irradiated wounded skin, and that the decline in tissue regeneration potential following IR can be reversed, given adequate microenvironmental support.

Le CS fait partie de la famille des SYSADOA (SYmptomatic Slow Acting Drugs for OsteoArthritis) et est utilisé par les patients avec de l’ostéoarthrose de façon chronique pour ses propriétés anti-inflammatoires. Étant donné que ces patients reçoivent d’autres médicaments, il était intéressant de documenter les effets du CS sur le cytochrome P450 et la NADPH-réductase (NADPH). Pour cette étude, deux modèles ont été utilisés: des lapins témoins (LT) et des lapins avec une réaction inflammatoire (LRI) afin de diminuer l’activité et l’expression du CYP. Six groupes contenant chacun cinq lapins ont été utilisés: un groupe sans CS et deux groupes qui ont pris oralement dans l’eau approximativement 20.5 mg/kg/jour de CS pendant 20 et 30 jours; les lapins des trois groupes restants ont pris du CS comme décrit plus haut, mais ont reçu 5 ml sous-cutanées de térébenthine afin de produire une réaction inflammatoire aseptique (RIA) deux jours avant leur sacrifice, c’est-à-dire aux jours -2, 18 et 28. Les hépatocytes ont été isolés pour évaluer l’activité et l’expression du CYP3A6, CYP1A2 et NADPH et aussi le ARNm de ces protéines. In vitro, nous avons étudié l’effet de différentes concentrations de CS-disaccharides sulfatés, 4S, 6S, et 4,6S de CS, sur l’activité et l’expression du CYP1A2 et du CYP3A6. Pour documenter la présence de la réaction inflammatoire, nous avons mesure les mucoprotéines, dans le sérum des lapins avec une réaction inflammatoire. Aussi nous avons mesuré la présence de l’oxide nitrique (NO) chez les hépatocytes de lapins contrôles et chez les hépatocytes des lapins avec une réaction inflammatoire. La translocation nucléaire du NF-κB a été etudiée par fluorescence chez les hépatocytes. Par comparaison aux lapins témoins, l’administration du CS pendant 20 et 30 jours n’affecte pas l’activité du CYP3A6 et du CYP1A2. La RIA a augmenté les mucoprotéines à 95,1±5,7 vs 8,4±1,6 mg/dl dans les lapins témoins (p<0,05). La RIA a diminué l’activité du CYP3A6 de 62% et l’activité du CYP 1A2 de 54%. Le CS n’empêché pas la diminution du CYP1A2 produite par la RIA. Par ailleurs, le CS n’affecte pas l’activité ni l’expression de la NADPH. La translocation nucléaire de NF-κB a été empêche par l’administration chronique de CS aux lapins avec RIA; en plus, la concentration de l’oxide nitrique n’a pas démontré une augmentation en présence de CS; par contre, CS n’empêche pas l’augmentation des séromucoïdes. Au contraire, CS affecte la diminution du CYP3A6 en fonction de temps et secondaire à la RIA. Dans ce group, CS a rétabli le niveau des protéines du CYP3A6 observé dans le group de lapins témoins. Pourtant cette croissance été independante de mRNA qui garde un niveau trés bas. Le plus remarcable a été la manière dont CS a augmenté la protéine du CYP3A6, sans avoir rétabli l’activité de cet isoforme. Finalement, in vitro, CS et ses trois disaccharides sulfatés (4S, 6S et 4,6S) n’affectent ni l’activité ni l’expression de CYP1A2, CYP3A6 et de la NADPH. En conclusion, l’administration chronique de CS n’affecte pas l’activité ni l’expression du CYP1A2, ou la diminution du CYP1A2 produite par la réaction inflammatoire. Le CS n’affecte pas l’activité ni l’expression du NADPH. Cependant, CS empêche la diminution du CYP3A6 en fonction de temps et secondaire à la RIA. / In rabbits, an acute inflammatory reaction induced by the injection of turpentine causes a decrease in cytochrome P450 (CYP) isoforms activity and expression. Chondroitin sulfate (CS) is a Symptomatic Slow Acting Drug for OsteoArthritis (SYSADOA) that elicits anti-inflammatory effects. Since patients take CS over long periods, it was of interest to assess whether CS modulates the activity of cytochrome P450 isoforms. In order to determine the effect of CS on the cytochrome P450, CS was administered in vivo to two animal models, e.g. chronic intake of CS in control rabbits, and chronic intake of CS in rabbits with a CYP down-regulated by an inflammatory reaction (IR). We used six groups of five rabbits: three to assess the effect of CS on cytochrome P450, one without CS and two receiving orally about 20 mg/kg/day CS for 20 and 30 days; and the remaining three groups of rabbits received turpentine s.c. to generate an aseptic IR (AIR) 48 h before their sacrifice, e.g. days -2, 18 and 28, while exposed to CS for 0, 20 or 30 days, respectively. In order to verify the presence of inflammation we measured the seromucoids in serum of rabbits with an AIR. Another marker of inflammation, e.g. nitric oxyde (NO.) production, was assessed in control hepatocytes (Hcont) and in hepatocytes from rabbits with an AIR (Hinfla). In addition, the effect of CS on the nuclear translocation of NF-κB was studied by fluorescence in hepatocytes. Finally, in hepatocytes (both Hcont and Hinfla) the CYP3A6, CYP1A2 and NADPH P450 reductase (NADPH) activity, expression and mRNA were measured. In vitro, the effect of different concentrations of CS, 4S-, 6S- and 4,6S-sulfated disaccharides of CS on the cytochrome P450 was documented. Compared with control rabbits, 20 and 30 days CS did not affect the activity of CYP3A6 and CYP1A2. The AIR increased seromucoids from 8.4±1.6 mg/dl in controls to 95.1±5.7 (p<0.05), as well as the nuclear translocation of NF-κB, and nitric oxide concentrations. The AIR reduced CYP3A6 activity by 62% and CYP1A2 activity by 54%, decrease associated to a reduction in protein expression and in mRNA, e.g. pre-transcriptional down-regulation. The nuclear translocation of NF-κB was prevented by the administration of CS to rabbits with an AIR, moreover CS impeded the increase of the concentrations of nitric oxide; however CS did not prevent the increase in seromucoids. CS did not prevent the down-regulation of CYP1A2 produced by the inflammatory reaction. CS prevented the time-dependent down-regulation of CYP3A6 in control rabbits and in rabbits with an inflammatory reaction. In this last group, CS restored the amounts of CYP3A6 protein to levels observed in control rabbits, however this increase was independent of the mRNA that remained very depressed. It is noteworthy that even if CS increased CYP3A6 protein, its activity was not recovered. CS did not affect NADPH activity or expression. Finally, in vitro, CS, 4S-, 6S and 4,6S-sulfated disaccharides of CS did not change the activity and expression of the two isoforms of CYP, and of NADPH. It is concluded that CS does not affect the activity or expression of CYP1A2, nor prevents CYP1A2 AIR-induced down-regulation. However, CS prevents the down-regulation of CYP3A6 time dependently and following the AIR but does not prevent the decrease of catalytic activity.

Des modèles de dysfonction érectile (DE) ont été développés et étudiés chez le rat. Cependant, peu de choses sont connues dans certains modèles présentant des facteurs de risque de la DE, en l’occurrence le rat soumis à une diète riche en glucose, le rat avec une restriction de croissance intra-utérine (RCIU) et le rat avec l’infusion continue de l’angiotensine (Ang) II en ce qui concerne l’évaluation de la fonction érectile in vivo. C’est ainsi que nous nous sommes proposés cette étude. La fonction érectile a été mesurée par la stimulation électrique du nerf caverneux à des cohortes de rats mâles Sprague-Dawley de différents âges comme suit: 1) des rats jeunes de 12 semaines d’âge, adultes reproducteurs à la retraite d’environ 30 semaines d’âge et des rats de 27 et 29 semaines soumis à une diète riche en glucose par l’eau de breuvage (10%) à court (1 semaine), moyen (6 semaines) et long (12 ou 13 semaines) termes; 2) des rats jeunes âgés de 12 semaines recevant une infusion soit de l’Ang II (200ng/kg/min) soit de la saline par mini-pompes osmotiques sous-cutanées pendant 1 et 2 semaines; et 3) des rats adultes âgés de 36 semaines avec une RCIU. La fonction érectile a été représentée par des courbes de variations de pression intracaverneuse (PIC) et d’aire sous la courbe (ASC) normalisées avec la pression artérielle moyenne (PAM) en réponse à la stimulation nerveuse à différents volts. À la fin des expériences, les animaux ont été sacrifiés, le sang recueilli pour le dosage de la glycémie et de l’insulinémie; le pénis, l’aorte thoracique et le cœur prélevés à des fins d’analyses protéique et histologique. La diète riche en glucose à court terme a eu un effet néfaste sur la fonction érectile chez le jeune rat mais bénéfique chez le rat adulte reproducteur; de même que pour les études à long terme, la diète riche en glucose a amélioré ou renversé la DE associée au vieillissement. Les rats avec RCIU ont exhibé une baisse très significative de la fonction érectile. Ces détériorations ou améliorations de la fonction érectile avec le glucose ou dans la RCIU ont été principalement associées à des modifications de l’expression de l’Akt, en plus d’une augmentation de l’insuline sérique dans les groupes avec le glucose. L’Ang II a entraîné une baisse de la fonction érectile, statistiquement très significative après 1 semaine et maintenue après 2 semaines de traitement, sans causer des changements morphologiques au cœur et à l’aorte thoracique. En conclusion : l’atteinte du système érectile se fait précocement dans les complications cardiovasculaires liées à l’activation du SRA, l’implication de l’Akt dans la modulation de la fonction érectile dépend de type de vieillissement et de la diète, le RCIU est un facteur de risque pour la DE. / Rat is a most rodent used for erectile function studies, and many erectile dysfunction (ED) rat models have been developed and studied. However, according to our knowledge, erectile function has never been studied in high-glucose fed rat model, intrauterine growth restriction rat model (IUGR) and continuous angiotensin (Ang) II infusion rat model. In this context, we set up this study. We mesured simultaneously mean arterial pression (MAP), intracavernosal pression (ICP), aire under the curve (AUC); and erectile function was obtained by variations of the ratio ICP/MAP and AUC/MAP in response to electrical stimulation of cavernosal nerve (0.89 – 6.50 Volts) in male Sprague-Dawley rats in different protocols as follow: 1) young (12 week old), procreator adult (~30 week old) and adult (27 and 29 week old) rats randomized and fed with high-glucose diet in water (10%) or simple water for a short (1 week), middle (6 weeks) and long (12 and 13 weeks) terms; 2) adult (36 week old) IUGR rats; 3) young (12 week old) rats randomized and received a chronic infusion of AngII (200 ng/kg/min) or saline by osmotic minipumps for 1 and 2 weeks. At the end of procedures, blood for measuring serum glucose and insulin in rats with chronic high-glucose diet was obtained, the heart was excised and left ventricle was weighed. Aorta and penis were excised, cleaned and a section of each was formalin fixed for histological studies and the rest snap frozen for protein studies. The short term high-glucose diet impacted negatively in young rats but positively in procreator adult rats; also, the erectile function was improved or reversed by chronic high-glucose diet in adult rats. We also observed a diminished erectile function in RCIU. The improvement or deterioration of erectile function was associated with changes in Akt expression, besides an increased insulin serum in rats with high-glucose diet. A diminished erectile function was observed after 1 week continuous Ang II infusion and was maintained after 2 week infusion without detectable structural changes on heart and aorta. In conclusion: this study suggests that erectile system is a precoce cible of cardiovascular complications of renin-angiotensin system. High-glucose diet deteriores erectile function but maskes the ageing induced-ED, RCIU is associated with ED in later life. Akt involvement in erectile function modulation depends on aging type and the diet.

Cette étude a été conçue afin d’évaluer l’effet d’un pré-traitement à long terme au célécoxib sur la taille d’infarctus suite à un infarctus du myocarde. Sachant que le célécoxib est un anti-inflammatoire et que des dommages myocardiques peuvent découler des processus inflammatoires, l’inhibition de l’inflammation devrait hypothétiquement réduire la taille d’un éventuel infarctus. Pour ce faire, un traitement au célécoxib (3 mg/kg/jour i.p.) ou au véhicule (DMSO 50% ; EtOH 15% ; eau distillée) a été administré chroniquement pendant 28 jours à des rats mâles Sprague-Dawley (n=18 par groupe) par pompes osmotiques ALZET. Après avoir été anesthésiés, les animaux ont été sujets à l’occlusion de l’artère coronaire gauche descendante, suivie d’une période de reperfusion de 24 heures. Les résultats démontrent que la taille de l’infarctus des animaux traités au célécoxib est significativement réduite comparativement à celle du groupe témoin (37,5±2,5% versus 48,0±2,6% de la zone à risque, p < 0,05). Par la suite, l’accumulation de neutrophiles indique une hausse de ces leucocytes pour la zone ischémique, sans toutefois discriminer entre les groupes traité et non-traité, qui contenaient aussi les couches sub-endocardique et sous-épicardique. Cependant, aucune différence significative est notée entre les groupes traité et témoin au niveau de l’expression de la prostaglandine E2 plasmatique et du facteur de nécrose tumorale alpha. D’un autre côté, l’apoptose, déterminée par le ratio de Bax/Bcl2 et par un essai TUNEL est significativement réduite pour la couche sub-endocardique de la zone à risque des animaux traités au célécoxib. Enfin, l’agrégation plaquettaire, induite à l’adénosine diphosphate et analysée dans le sang complet, suggère que le célécoxib diminue l’agrégation plaquettaire. Cette étude indique alors qu’un pré-traitement au célécoxib peut réduire la taille d’infarctus par un mécanisme impliquant l’apoptose. / This study was designed to evaluate the effect of long-term pre-treatment with celecoxib, a cyclooxygenase-2 inhibitor, on myocardial infarct size. Since celecoxib is an anti-inflammatory and that myocardial damages can be present in the occurrence of inflammatory processes, inhibition of inflammation should hypothetically reduce the size of an eventual infarct. Celecoxib (3 mg/kg/day i.p.) or vehicle (DMSO 50%; EtOH 15%; distilled water) was administered chronically to male Sprague-Dawley rats (n=18 per group) through ALZET osmotic pumps for 28 days. Under anaesthesia, the animals were then subjected to left anterior descending coronary artery occlusion for 40 minutes, followed by 24-hour reperfusion. The results show that myocardial infarct size in celecoxib-treated rats was significantly reduced compared to the control group (37.5±2.5% versus 48.0±2.6% of the area at risk, p < 0.05). Accumulation of neutrophils, estimated by myeloperoxidase levels, indicated an increase in the ischemic area without any significant difference between groups. No significant difference was observed between the treated and vehicle groups in terms of plasma prostaglandin E2 and tumour necrosis factor-alpha. Apoptosis, evaluated by Bax/Bcl-2 and terminal dUTP nick-end labelled-positive cells, was significantly decreased in the subendocardial layer of the ischemic area in celecoxib-treated rats. Adenosine diphosphate-induced platelet aggregation in whole blood suggested that celecoxib diminished platelet aggregation. This study indicates that pre-treatment with celecoxib can reduce infarct size by a mechanism which may involve apoptosis.

Diagnosis of fetal alcohol spectrum disorders (FASD) is challenging and typically requires confirmation of in utero alcohol exposure. Due to the poor reliability of maternal self-reports, biomarkers have emerged to address the problem of obtaining exposure history. A relatively novel method for detecting prenatal alcohol exposure is analysis of meconium for fatty acid ethyl esters (FAEEs), which are non-oxidative ethanol metabolites. Screening newborns using meconium FAEEs may facilitate early diagnosis and intervention in alcohol-affected individuals. The overall objective of this thesis is to further investigate, validate, and assess the clinical utility of meconium FAEE analysis as a screening tool for the identification of neonates at-risk for FASD. This objective was addressed in four separate studies. The first study assessed whether meconium FAEE concentrations can be predictive of ethanol-induced organ injury in fetal sheep, and determined that the levels of these esters could be used to identify fetuses at-risk for organ dysfunction that do not display overt physical signs of ethanol teratogenicity. The second study investigated the effect of delayed meconium collection and contamination with postnatal stool on FAEE analysis, and determined it to be a risk factor for false positive test results. In the third study, maternal willingness to partake in an open meconium screening program was assessed and found to be low enough to diminish the utility of meconium FAEE testing for population-based open screening. Lastly, a systematic review examining the capacity for FAEE synthesis and the enzymology of this non-oxidative metabolic pathway in mammalian organs and tissues revealed that FAEE synthesis is mediated by numerous enzymes and isoenzymes, many of which have other primary physiological functions, and that their contribution to overall FAEE-synthesis may be tissue-specific. Overall, the results of this research provide new information on the benefits, limitations, and utility of meconium FAEE testing as a screening tool for identifying prenatal alcohol exposure − a test that may be of great clinical value in the diagnosis and management of FASD.

Deep brain stimulation (DBS) is currently being investigated as a therapy for treatment-resistant depression, with promising results. However, it is not clear whether or not DBS works via the same mechanisms as those induced by antidepressant medications. Processes currently implicated in antidepressant effects include neuroplastic changes and promotion of neurogenesis. We investigated the effects of chronic treatment with three different classes of antidepressants and DBS on markers of neuroplasticity (brain-derived neurotrophic factor, (BDNF), and phosphorylated cyclic-AMP regulatory element binding protein, (pCREB)) and neurogenesis (Ki-67, bromodeoxyuridine (BrdU) and doublecortin) in the rat hippocampus. No clear treatment effects were seen on BDNF, pCREB and Ki-67 levels. However all treatments caused increased levels of BrdU (range: 46%-96%) and doublecortin (8%-61%), although these effects were statistically significant only for DBS and amitriptyline, respectively. This overall pattern of results may suggest that diverse antidepressant treatments could possibly share common mechanisms involving cell survival and neuronal differentiation. Potentiated effects of DBS on cell survival may underlie its efficacy in treatment-resistant depression.

Nicotine Addiction is a chronic relapsing disorder. Relapse risk persists despite years of abstinence. Drug-associated cues have been demonstrated to induce craving and provoke relapse. Surprisingly, in human smokers, craving for nicotine increases or “incubates” with longer abstinence durations, a phenomenon that may explain persistent relapse liability. This incubation phenomenon also presents in animals trained to intravenously self-administer nicotine though the underlying mechanisms are unclear. Two proteins, ERK (Extra-cellular signal Regulated Kinase) and CREB (cAMP Response Element Binding protein) play important roles in learning, memory, and numerous aspects of drug addiction. We therefore examined whether changes in these proteins are associated with incubation of craving for nicotine in rats. We found increased nicotine-seeking behaviour after 14 days of abstinence (compared to 1 day) along with elevated ERK and CREB activity in the Accumbens brain region suggesting that these proteins may be involved in the incubation phenomenon.