Le CD40 ligand (CD40L) est une molécule thrombo-inflammatoire qui prédit des événements cardiovasculaires. Les plaquettes constituent la principale source du CD40L soluble (sCD40L) dans la circulation, avec la capacité d’influencer la fonction des plaquettes par l'intermédiaire de sa liaison à ses récepteurs plaquettaires : CD40, αIIbβ3 et α5β1. Nous avons précédemment démontré que la stimulation des plaquettes humaines avec le sCD40L induit une activation du nuclear factor kappa B (NF-κB), qui pourra jouer un rôle non génomique en amorçant les plaquettes. En effet, l’amorçage des plaquettes par le sCD40L augmente fortement l’activation et l’agrégation plaquettaire en réponse à des doses sous-optimales d’agonistes. Cependant, l’implication des différents récepteurs dans l’amorçage des plaquettes suite à l’activation du NF-κB par le sCD40L demeure inconnue. De plus, le transforming growth factor-B (TGF-B)-activated Kinase (TAK1), un régulateur majeur de l’inflammation, est activé par le sCD40L dans les cellules nucléées, et pourra ainsi être impliqué dans la signalisation sCD40L/NF-κB plaquettaire. D’autre part, le sCD40L se trouve en quantité élevée dans la circulation sanguine des patients coronariens. De plus, le traitement antiplaquettaire à l’Aspirine (ASA) est inefficace chez certains patients et son efficacité est réduite chez les patients à hauts risques d’évènements coronariens, ce qui augmente leur risque de sur-activation plaquettaire et de développer une thrombose. Des taux sanguins élevés de médiateurs thrombo-inflammatoires, tels que le sCD40L, peuvent expliquer de telles variabilités. Ainsi, ce projet a été entrepris dans le but d’élucider l’impact de l’axe sCD40L/NF-κB sur la fonction plaquettaire et sa modulation par l’ASA. Dans le premier volet de mon projet, nous avons identifié les récepteurs de sCD40L impliqués dans l'activation du NF-κB plaquettaire, leur signalisation en aval et leur implication dans l'agrégation plaquettaire. Nous avons montré que les plaquettes exprimaient les récepteurs du CD40L : CD40, αIIbβ3 et α5β1 et libéraient du sCD40L. Le sCD40L seul a induit une activation de NF-κB plaquettaire. Cet effet était absent des plaquettes de souris déficientes en CD40 (CD40-/-) et inhibé par le blocage de CD40, mais n'était pas affecté par le blocage de αIIbβ3 ou α5β1. L’axe sCD40L/CD40 a aussi activé TAK1 en amont de NF-κB. Dans les études fonctionnelles, le sCD40L seul n’a pas eu d’effet sur l’agrégation plaquettaire, mais a potentialisé l’agrégation en présence de doses sous-optimales de thrombine; cet effet a été aboli par des inhibiteurs de CD40, TAK1 et NF-κB. Cette première étude nous a permis de conclure que le sCD40L amorce les plaquettes via des voies de signalisation impliquant CD40/TAK1/NF-κB, ce qui prédispose les plaquettes à une activation et agrégation accrues en réponse à des stimuli thrombotiques. Dans le deuxième volet de mon projet, nous avons émis l’hypothèse qu’en présence de taux élevés de sCD40L, l’efficacité de l’ASA peut varier et avons visé à déterminer les effets de l’ASA sur la signalisation et l’agrégation des plaquettes en présence de sCD40L. Les effets de l'ASA sur les plaquettes humaines traitées au sCD40L, en réponse à des concentrations sous-optimales de collagène ou de thrombine, ont été évalués sur l'agrégation, la sécrétion de thromboxane A2 (TxA2) et la phosphorylation de p38 MAPK, NF-κB, TAK1 et la chaîne légère de la myosine (MLC). Le sCD40L a significativement augmenté la sécrétion de TxA2 par les plaquettes, en réponse à des doses sous-optimales de collagène et de thrombine; cet effet a été inversé par l'ASA. L'ASA n'a pas inhibé la phosphorylation de p38 MAPK, NF-κB, TAK1, que ce soit avec une stimulation plaquettaire par le sCD40L seul ou en présence des agonistes. Le sCD40L a potentialisé l'agrégation plaquettaire, un effet complètement inversé et partiellement réduit par l'ASA en réponse à une dose sous-optimale de collagène et de thrombine, respectivement. Les effets de l'ASA sur les plaquettes traitées au sCD40L avec du collagène étaient liés à l'inhibition du changement de forme des plaquettes et à la phosphorylation de la MLC. En résumé, l'ASA n'affecte pas la signalisation plaquettaire du sCD40L, mais empêche son effet sur la sécrétion de TxA2 et l'agrégation plaquettaire en réponse au collagène, via un mécanisme impliquant l'inhibition de la MLC. En conclusion, ce projet nous a permis de déterminer que l’amorçage des plaquettes par le CD40L via l’activation de NF-κB dépend du récepteur CD40 et la signalisation via TAK1. Ainsi, l’axe sCD40L/CD40/TAK1/NF-κB potentialise l’activation et l’agrégation en réponse à des stimuli thrombotiques, ce qui peut favoriser l’occurrence d’événements athéro-thrombotiques chez les patients coronariens. De plus, étant donné que l’ASA n’a pas d’effet sur la signalisation via l’axe sCD40L, le ciblage de cet axe dans les plaquettes peut avoir un potentiel thérapeutique chez les patients coronariens présentant des taux élevés de sCD40L et ne réagissant pas ou moins à l'ASA. / CD40 ligand (CD40L) is a thrombo-inflammatory molecule that predicts cardiovascular events. Platelets are the main source of soluble CD40L (sCD40L) in the circulation, with the ability to influence platelet function through its binding to platelet receptors: CD40, αIIbβ3, and α5β1. We have previously demonstrated that stimulation of human platelets with sCD40L induces activation of nuclear factor kappa B (NF-κB), which may play a non-genomic role in priming platelets. Indeed, platelet priming by sCD40L strongly enhances platelet activation and aggregation in response to suboptimal doses of agonists. However, the involvement of the different receptors in platelet priming following activation of NF-κB by sCD40L remains unknown. In addition, the transforming growth factor-B (TGF-B) -activated Kinase (TAK1), a major regulator of inflammation, is activated by sCD40L in nucleated cells, and may be involved in sCD40L/NF-κB signaling. On the other hand, sCD40L is high in the bloodstream of coronary patients, who receive Aspirin (ASA) for secondary prevention. However, antiplatelet therapy with ASA is ineffective in some patients and its efficacy is reduced in patients at high risk for coronary events, increasing their risk of platelet over-activation and developing thrombosis. High blood levels of thrombo-inflammatory mediators, such as sCD40L, may explain such variability. Thus, we undertake this project to elucidate the impact of the sCD40L/NF-κB axis on platelet function and its modulation by ASA. In the first part of our project, we aimed to identify the sCD40L receptors involved in the activation of platelet NF-κB, their downstream signaling and their involvement in platelet aggregation. We have shown that platelets express CD40L receptors: CD40, αIIbβ3 and α5β1 and release sCD40L. sCD40L alone induced activation of platelet NF-κB. This effect was absent in CD40-/- mouse platelets and inhibited by CD40 blockade, but was not affected by αIIbβ3 or α5β1 blockade. The sCD40L/CD40 axis has also activated TAK1 upstream of NF-kB. In functional studies, sCD40L alone had no effect on platelet aggregation but potentiated aggregation in the presence of suboptimal thrombin doses. The inhibitors of CD40, TAK1 and NF-κB abolished this effect. This first study concluded that sCD40L primes platelets via CD40/TAK1/NF-κB signaling pathways, which predisposes platelets to increased activation and aggregation in response to thrombotic stimuli. In the second part of our project, we hypothesized that in the presence of high levels of sCD40L; the effectiveness of ASA may vary. Accordingly, we aimed at determining the effects of ASA on signaling and aggregation of platelets in the presence of sCD40L. The effects of ASA on human platelets treated with sCD40L, in response to suboptimal concentrations of collagen or thrombin, were evaluated on aggregation, thromboxane A2 (TxA2) secretion and phosphorylation p38 MAPK, NF-κB, TAK1 and myosin light chain (MLC). sCD40L significantly increased TxA2 secretion by platelets in response to suboptimal doses of collagen and thrombin; this effect has been reversed by the ASA. ASA did not inhibit the phosphorylation of p38 MAPK, NF-κB, TAK-1, with platelet stimulation by sCD40L either alone or in the presence of agonists. sCD40L potentiated platelet aggregation, an effect completely reversed and partially reduced by ASA in response to a suboptimal dose of collagen and thrombin, respectively. In addition, the effects of ASA on sCD40L-treated platelets with collagen related to inhibition of platelet shape change and phosphorylation of MLC. In summary, ASA does not affect platelet signaling via sCD40L, but prevents its effect on TXA2 secretion and platelet aggregation in response to collagen, via a mechanism involving inhibition of MLC. In conclusion, this project allowed us to determine that platelet priming by sCD40L via activation of NF-κB depends on the CD40 receptor and signaling via TAK1. Thus, the sCD40L/CD40/TAK1/NF-κB axis potentiates activation and aggregation in response to thrombotic stimuli, which may promote occurrence of atherothrombotic events in coronary patients. In addition, since ASA has no effect on platelet signaling via the sCD40L axis, targeting of this axis in platelets may have therapeutic potential in coronary patients with high levels of sCD40L that are none or less responding to ASA.

Mémoire en recherche-création / L'arthrose (OA) est la maladie musculosquelettique la plus fréquente au monde et peut affecter toutes les articulations. L’arthrose est caractérisée par la dégradation progressive du cartilage, l’inflammation de la synoviale et le remodelage de l’os sous-chondral. Ces changements sont dus à une augmentation d’expression des médiateurs pro-inflammatoires tels que la cyclooxygénase 2 (COX-2) et de facteurs cataboliques, notamment les métalloprotéinases 1 et 13 (MMP-1 et 13). Les métabolites de la 12-lipoxygénase jouent un rôle important dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques. À la suite des réactions d'oxygénation / réduction de la 12 LOX, un facteur eicosanoïde particulier est produit: le 12-HydroxyEicosaTétraÉnoique (12-HETE), dont le rôle dans la pathogenèse de l’OA n’est pas caractérisé. L’objectif de ce travail est de définir le rôle de la 12-HETE dans la régulation des réponses inflammatoires et cataboliques dans les tissus articulaires, chondrocytes et synoviocytes, humains. Nous avons démontré que la 12-HETE n’affecte pas la prolifération (test MTT) des chondrocytes et des synoviocytes et n’a aucun effet sur leur migration (test de rayure). Un traitement avec la 12-HETE augmente l’induction de l’expression de la COX-2 dans les deux types cellulaires. La 12-HETE n’avait aucun effet sur l’expression de la MMP-1 et la MMP-13. La 12-HETE induit ses effets à l’aide d’un récepteur couplé à la protéine G : la GRP31. Nous avons décrit l’arthrose sur des coupes histologiques humaines, puis nous avons observé que l’expression de GPR31 était similaire dans le cartilage dégradé et le cartilage non dégradé. Finalement, nous avons montré que les chondrocytes et les synoviocytes expriment la GPR31 et son niveau est diminué en présence de l’interleukine-1 béta (IL-1β). En conclusion, nous avons démontré que la 12-HETE a des effets divers sur les réponses inflammatoires et cataboliques dans les tissus articulaires : elle augmente l’expression de la cyclooxygénase 2 (COX- 2) et n’a pas d’effet sur l’expression de la MMP-1 et la MMP-13. / Osteoarthritis (OA) is the world's most common musculoskeletal disease and can affect all joints. Osteoarthritis is characterized by progressive degradation of cartilage, inflammation of the synovium and remodelling of the subchondral bone. These changes are due to increased expression of pro-inflammatory mediators such as cyclooxygenase 2 (COX-2) and catabolic factors including metalloproteinases 1 and 13 (MMP-1 and 13). 12-lipoxygenase metabolites play an important role in many physiological and pathological processes. Following the oxygenation/reduction reactions of 12 LOX, a particular eicosanoid factor is produced: 12-HydroxyEicosaTetraenoic (12-HETE), whose role in the pathogenesis of AO is uncharacterized. This work aims to define the role of 12-HydroxyEicosaTetraenoic (12-HETE) in regulating inflammatory and catabolic responses in human joint tissues, chondrocytes and synoviocytes. We have demonstrated that 12-HETE does not affect the proliferation (MTT assay) of chondrocytes and synoviocytes and has no effect on their migration (scratch assay). Treatment with 12-HETE increased the induction of COX-2 expression in both cell types. 12-HETE had no effects on MMP-1 and MMP-13 expression. 12-HETE induces its effects using a G protein-coupled receptor: GRP31. We described osteoarthritis on human histological sections and then observed that GPR31 expression was the same in degraded and non-degraded cartilage. Finally, we showed that chondrocytes and synoviocytes express GPR31 and its level is decreased in the presence of Interleukin-1 beta (IL-1β). In conclusion, we demonstrated that 12-HETE has different effects on inflammatory and catabolic responses in joint tissues by increasing COX-2 expression and has no effect on MMP-1 and MMP-13 expression.

La maladie osseuse liée à la fibrose kystique (MOLFK) est une comorbidité qui se caractérise par une faible densité osseuse découlant d’une diminution de la formation osseuse et d’une augmentation de la résorption osseuse. Les ostéoblastes (Ob), les cellules responsables de la formation osseuse, sont principalement affectées par la MOLFK. Le Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), dont le gène est muté chez les patients FK, est exprimé par les Ob. Des études réalisées sur des modèles murins FK ont démontré que l’expression du gène Cftr est importante pour la différenciation des cellules souches mésenchymateuses (CSM) en Ob matures et pour la fonction des Ob. Nous avons également montré que l’absence du CFTR affecte les cellules mâles et femelles de façon distincte. Or, les mécanismes par lesquels l’absence du CFTR entraine ces perturbations restent méconnus. Afin d’expliquer ces perturbations, nous avons ciblé l’hormone parathyroïdienne (PTH) dont la liaison à son récepteur PTHR1 active des voies de signalisation impliquées dans la régulation de la différenciation des Ob. Nous proposons que l'absence du CFTR mènera à une altération sexe spécifique de la réponse à la PTH des CSM et des Ob. En utilisant des cellules issues de souris mâles et femelles Cftr+/+ et Cftr-/- traitées ou non à la PTH, nous avons investigué: 1) les niveaux d’expression génique et protéique de PTHR1; 2) l’activation de l’une des voies de signalisation PTH/PTHR1 (ERK1/2); 3) les niveaux d’expression des gènes cibles ostéoblastiques (receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL), ostéoprotégérine (OPG), Runx2, phosphatase alcaline (ALP), ostéocalcine) et ostéocytaires (Matrix Extracellular Phosphoglycoprotein (MEPE) et sclérostine) et; 4) la fonction ostéoblastique (activité de l’ALP). Nos résultats montrent que les niveaux d’expression génique de PTHR1 sont similaires entre les cellules Cftr+/+ et Cftr-/- traitées ou non à la PTH mais que l’expression protéique basale de PTHR1 est abaissée chez les cellules Cftr-/- femelles. La PTH induit la phosphorylation de ERK1/2 dans les cellules Cftr+/+ (mâles et femelles) et Cftr-/- mâles alors que cet effet est absent chez les cellules Cftr-/- femelles. La PTH augmente le ratio RANKL/OPG et diminue l’expression des gènes ostéoblastiques et ostéocytaires des cellules Cftr+/+ alors que les cellules Cftr-/- femelles démontrent une absence complète de réponse à la PTH. L’activité de l’ALP ne diffère pas entre les cellules Cftr+/+ et Cftr-/- traitées ou non à la PTH. Ces résultats suggèrent que l’absence du CFTR est associée à des altérations de la réponse à la PTH des CSM et Ob murins plus marquées chez les femelles. Une meilleure compréhension de la physiopathologie de la MOLFK et de l’influence du sexe biologique, pourrait mener à une personnalisation des thérapies de la MOLFK. / Cystic fibrosis bone-related disease (CFBD) is a comorbidity characterized by the presence of low bone mass resulting from a decrease in bone formation and an increase in bone resorption. Osteoblasts (Ob), the cells responsible for bone formation, are primarily affected by CFBD. The Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), the mutated gene in cystic fibrosis (CF), is expressed by Ob. Using CF mouse models, we and other have shown that the presence of Cftr is important for the differentiation of murine mesenchymal stem cells (MSCs) into mature Ob and for Ob function. Interestingly, we found that the loss of CFTR affected cells coming from males and females differently. However, the mechanisms by which the CFTR causes these alterations are poorly understood. In order to explain these alterations, we focused on the parathyroid hormone (PTH)-PTHR1 signaling pathways, which are involved in the regulation of Ob differentiation. We propose that the absence of CFTR leads to gender-specific alterations in the response of MSCs and Ob to PTH. Using cells isolated from Cftr+/+ and Cftr-/- males and females and treated or not with PTH, we investigated the : 1) gene and protein expression levels of PTHR1; 2) activation of one of the PTH-PTHR1 signaling pathways (ERK1/2); 3) expression levels of Ob (receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL), osteoprotegerin (OPG), Runx2, alkaline phosphatase (ALP), osteocalcin) and osteocyte target genes (Matrix Extracellular Phosphoglycoprotein (MEPE) and sclerostin) and; 4) osteoblast function (ALP activity). Our data show that gene expression levels of PTHR1 are similar between Cftr+/+ and Cftr-/- treated or not with PTH; however basal protein expression of PTHR1 is decreased in Cftr-/- female cells. PTH induces ERK1/2 phosphorylation in Cftr+/+ (males and females) and Cftr-/- (males), but this effect is absent in cells coming from Cftr-/- females. PTH increases the RANKL/OPG ratio and decreases the expression of Ob and osteocyte genes in Cftr+/+ cells. PTH fails to modulate the expression of these genes in Cftr-/- female cells. ALP activity is similar between Cftr+/+ and Cftr-/- cells treated or not with PTH. These results suggest that the absence of CFTR is associated with alterations in the response to PTH of murine MSCs and Ob that are more pronounced in cells coming from females. A better understanding of the pathophysiology of CFBD, and the influence of biological sex, may lead to better tailored therapies for CFBD.

Bien qu’il n’existe pas de consensus dans la communauté scientifique sur la définition de l’hyperlexie, on la décrit généralement comme un intérêt intense pour le matériel écrit, accompagné d’une acquisition précoce de compétences en lecture avec une disparité entre des capacités de décodage avancées par rapport à la compréhension de lecture. Cette thèse vise à approfondir nos connaissances sur la définition de l'hyperlexie, sa prévalence dans l'autisme, ses bases neurocognitives, son développement précoce et son évolution à mesure que les enfants grandissent. La première partie de la thèse consiste en une revue systématique de la littérature publiée sur l’hyperlexie, comprenant 82 cas individuels et 22 études de groupe. Nous avons constaté que l’hyperlexie caractérise une portion substantielle des enfants autistes. Sa prévalence rapportée varie largement en raison des désaccords sur sa définition, allant de 6 à 20%, et la plupart des cas d’hyperlexie (84%) se trouvent sur le spectre de l’autisme. Grâce à l’examen des particularités de la perception autistique et à l’analyse d’images d’IRMf de la lecture dans le cerveau autistique, nous présentons des hypothèses sur les mécanismes neurocognitifs qui pourraient expliquer l’émergence de l’hyperlexie dans l’autisme, suggérant l’existence d'une séquence développementale alternative au sein de laquelle certains enfants autistes commencent à lire avant de parler. Le deuxième manuscrit est une étude populationnelle visant à estimer la prévalence du signe le plus précoce et le plus spécifique de l’hyperlexie : l’intérêt intense pour le matériel écrit. En comparant une cohorte d’enfants autistes d’âge préscolaire avec un groupe contrôle clinique et des pairs au développement typique, nous avons recueilli des données quantitatives et qualitatives sur le développement de l’intérêt et de ses manifestations, ainsi que des informations sur le langage oral des participants. Les résultats indiquent que 36% des jeunes enfants autistes, dont la plupart sont minimalement verbaux, présentent un intérêt intense pour les lettres. Le troisième manuscrit présente l’étude de cas longitudinale de jumeaux monozygotes autistes et hyperlexiques, suivis entre l’âge de 4 et 8 ans. Nous avons évalué leurs capacités cognitives, leur niveau de langage, de lecture et d’écriture, leurs intérêts et leurs forces. Les jumeaux avaient de nombreux intérêts liés à la perception qui se sont complexifiés au cours du temps, favorisant le développement de compétences. Leur passion commune pour les lettres était utilisée pour faciliter la communication au quotidien par le biais d’indications écrites, et pour augmenter leur concentration et leur motivation lors d’activités éducatives. À la fin de l’étude, leur langage oral avait progressé jusqu’à l’utilisation de phrases complètes, indiquant que l’hyperlexie n’est pas un obstacle à l’acquisition du langage et peut même l’encourager. Dans l’ensemble, nos résultats mettent en évidence la forte prévalence d’un profil hyperlexique chez les enfants autistes, soulignant le besoin de poursuivre la recherche sur l’hyperlexie et les facteurs qui contribuent à son émergence. De plus, nous démontrons que l’hyperlexie peut être mise à profit pour le développement de nouvelles compétences et bénéfique au bien-être des enfants. Nous concluons avec des recommandations pour une définition améliorée de l’hyperlexie et prônons l’utilisation des forces et des intérêts pour l’évaluation et l’intervention auprès des jeunes enfants autistes minimalement verbaux. / Although the scientific community has not come to an agreement on the definition of hyperlexia, it is commonly described as an intense interest in written material, accompanied by precocious acquisition of reading skills with a discrepancy between advanced decoding and weaker reading comprehension. This thesis seeks to address the knowledge gaps surrounding hyperlexia's definition, its prevalence in autism, neurocognitive underpinnings, early development, and its evolution as children grow. The first part of the thesis consists in a systematic review of the published articles on hyperlexia, including 82 individual case studies and 22 group studies. We found that hyperlexia characterises a substantial portion of autistic children. Its reported prevalence in autism varies widely due to inconsistent definitions, ranging between 6 and 20%, and most hyperlexic cases (84%) are on the autism spectrum. Through the review of atypical perception in autism and the analysis of fMRI images of reading in autistic brains, we present hypotheses on the neurocognitive mechanisms underlying hyperlexia in autism, suggesting an alternative developmental sequence where some autistic children start reading before they speak. The second manuscript is a population-based study estimating the prevalence of the most precocious and specific sign of hyperlexia: intense interest in written material. Comparing a cohort of autistic preschoolers with a clinical control group and typically developing peers, we gathered quantitative and qualitative data on the history of the interest and its manifestations, as well as information on the participants’ oral language level. The results indicate that 36% of autistic preschoolers exhibit an intense interest in letters, with the majority being minimally verbal. In the third manuscript, we present the longitudinal case study of monozygotic twins, both autistic and hyperlexic, from ages 4 to 8. We investigated their cognitive abilities, language, reading and writing skills, interests, and strengths. The twins had many perception-related interests that expanded and merged over time, fostering skill development. Their common fascination with letters was used to facilitate communication at home through written prompts and boosted focus and motivation during learning activities. By the end of the study, their oral language had progressed toward the use of full sentences, indicating that hyperlexia does not hinder language acquisition and can even encourage it. Overall, our findings highlight the high prevalence of a hyperlexic profile among autistic children, confirming the need for more research on hyperlexia and the factors involved in its emergence. Additionally, we demonstrate that hyperlexia can be leveraged to foster skill development and enhance the children’s wellbeing. We conclude with recommendations for a refined definition of hyperlexia and prescribe the use of strengths and interests in assessment and intervention for minimally verbal autistic children.

Master of Science / Department of Human Nutrition / Denis M. Medeiros / Copper deficiency has been linked with many health problems, among them cardiac hypertrophy. Because of its potential for causing oxidative damage, copper within the cell must be bound to chaperone proteins. In this thesis, we examined the role of dietary copper deficiency in the regulation of select copper chaperone proteins in cardiac tissue of rats. Sixteen weanling male Long-Evans rats were randomized into treatment groups, one group receiving a copper deficient diet (< 1 mg Cu/kg diet) and one group receiving a diet containing adequate copper (6 mg Cu/kg diet) for 5 weeks. Rats were sacrificed and a small blood sample was removed to determine hematocrit. Also, heart and liver tissues were removed for subsequent analysis. Rats fed the copper deficient diet had lower body weights but greater heart weights and heart:body weight. Hematocrit levels and liver copper concentrations were markedly decreased in copper deficient rats. These variables indicated that the copper deficient diet did in fact induce a copper deficiency in these animals. Non-myofibrillar proteins from the hearts were removed and separated by SDS-PAGE. Western Blotting was used to determine the concentrations of CTR1, CCS, Cox17, SCO1, Cox1 and Cox4. No changes were observed in the concentrations of CTR1 and Cox17. CCS and SCO1 were up-regulated as a result of copper deficiency, while Cox1 and Cox4 were both down-regulated. However, use of another antibody against Cox subunits suggested that only the nuclear encoded subunits including subunit IV were decreased, but not subunits I and II. These data provide new insight into the cardiac hypertrophy observed in copper deficiency, which suggests that select chaperone proteins may be up-regulated by a dietary copper deficiency.

X-linked myopathy with excessive autophagy (XMEA) is a skeletal muscle disorder inherited in recessive fashion, affecting boys and sparing carrier females. Onset is in childhood with weakness of the proximal muscles of the lower extremities, progressing slowly to involve other muscle groups. Pathological analysis of skeletal muscle biopsies shows no inflammation, necrosis or apoptosis. Instead, forty to 80% of fibers exhibit giant autophagic vacuoles with heterogeneous degradative content. Numerous critical functions of all cells are compartmentalized in particular pH environments established by the intracellular transmembrane V-ATPase proton pump complex. Assembly of this complex, directed by the Vma21p chaperone, is well-studied in yeast but completely unknown in other organisms. The aim of my project was a better understanding of XMEA pathogenesis, with a focus on finding the disease-causing gene. In this thesis, I identify mutations in XMEA patients in a novel, previously uncharacterized gene, which we name VMA21. Most of the mutations are located in splicing-relevant positions and decrease splicing efficiency. After establishing that XMEA is caused by hypomorphic alleles of the VMA21 gene, I show that VMA21 is the diverged human orthologue of the yeast Vma21p protein, and that like Vma21p, it is an essential assembly chaperone of the V-ATPase. Decreased VMA21 reduces V-ATPase activity, resulting in altered lysosomal pH and a blockage at the degradative step of autophagy. Towards understanding disease pathogenesis, I show evidence of compensatory autophagy upregulation consecutive to the impaired clearance. Accumulated autolysosomes due to increased autophagy continue to face the degradative block and are slow to disappear. Instead, they merge to each other and form the characteristic giant XMEA vacuoles. These results uncover a novel mechanism of disease, namely macroautophagic overcompensation leading to cell vacuolation and tissue atrophy. This work describes the clinical outcome at the cusp of tolerable reduction in V-ATPase, with implications on common diseases like osteoporosis and cancer metastasis, where increased V-ATPase activity is an important component. Our XMEA patients show that the safety margin of reducing V-ATPase activity in humans is wide, increasing the potential to utilize chemical or biological V-ATPase inhibitors as possible therapies.

La sténose valvulaire aortique (SVA) est une valvulopathie résultant en l'ouverture incomplète de la valve aortique. La calcification des feuillets associée au vieillissement est la cause la plus importante de la SVA. Sa pathogénèse implique des dépôts de lipoprotéines, de l'inflammation et de la calcification des feuillets. Notre étude vise à identifier les gènes associés à une prédisposition à la SVA afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à cette maladie et potentiellement identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Pour ce faire, nous avons recruté 190 patients avec SVA dégénérative et 192 témoins, appariés pour l'âge et le sexe, puis effectué une étude d’association par gènes candidats en utilisant des marqueurs génétiques polymorphiques (SNP). Les gènes candidats choisis incluent (1) ceux dont les polymorphismes ont été présumés associés à la SVA dans des études antérieures (APOB, APOE, ESR1, PTH et VDR) (2) des gènes dont les polymorphismes ont été significativement associés et validés pour quelques maladies inflammatoires (IL-10, TNFAIP3) ou pour le métabolisme lipidique (PCSK9, LDLR) dans des études d’association pangénomiques, et (3) des gènes impliqués dans la pathogénie de la SVA à partir d’études faites sur des modèles animaux en lien avec la calcification (BMP2, CCR5, CTGF, LRP5, MSX2, WNT3), le remodelage tissulaire (CTSS, MMP9) ou le métabolisme lipidique (SMPD1). Pour les gènes des groupes (1) et (2), nous avons utilisé les SNPs rapportés dans la littérature comme étant significativement associés. Pour le groupe (3), nous avons effectué une approche par «tagSNP» qui consiste à sélectionner un groupe de SNP capturant la variabilité génétique dans la région ciblée. Au total, 81 SNPs dans 18 gènes ont été testés. Nous avons trouvé une association nominale avec les gènes BMP2 (OR = 1.55, IC95%: 1.14-2.10, p = 0.004) et LRP5 (OR = 1.47, IC95%: 1.06-2.03, p = 0.023) après ajustement pour la maladie coronarienne. Les gènes BMP2 et LRP5, impliqués dans la calcification selon certains modèles expérimentaux, sont donc associés à la SVA. Ce travail devrait être validé dans une cohorte indépendante plus large dans un avenir rapproché et il pourrait être étendu à d’autres gènes. / Aortic valve stenosis (AVS) is a valvular heart disease caused by calcification leading to incomplete opening of the aortic valve. Calcification of valve leaflets associated with aging is the most common cause of AVS. AVS pathogenesis involves lipoprotein deposits, chronic inflammation and calcification of the aortic valve leaflets. Our study aims to identify genes associated with AVS in order to better understand its mechanisms and potentially identify new therapeutic targets. We recruited 190 cases with AVS of different severity and 192 controls matched for age and sex. Then we conducted a candidate gene association study using single nucleotide polymorphisms (SNPs). The candidate genes selected include: (1) those with polymorphisms putatively implicated in previous genetic association studies of AVS (APOB, APOE, ESR1, PTH and VDR); (2) those with validated associations to inflammatory diseases (IL-10, TNFAIP3) or lipid metabolism (LDLR ,PCSK9) in genome-wide association studies and, (3) genes impliated in AVS pathogenesis from studies with animal models and thought to be involved in calcification (BMP2, CCR5, CTGF, LRP5, MXS2, WNT3); tissue remodeling (CTSS, MMP9) or lipid metabolism (SMPD1). For the first two categories of genes, we tested the SNPs reported to be associated in the literature and, in the third category we used a tag-SNP approach which consists of selecting a subset of SNPs to capture variability in the target region. Finally, 81 SNPs in 18 genes were tested. We found a nominal association of BMP2 (OR=1.55, CI: 1.14 – 2.10, p=0.004) and LRP5 (OR=1.47, CI: 1.06 – 2.03, p=0.023) with presence of AVS after adjustment for coronary heart disease. The genes BMP2 and LRP5, which are known to be involved in calcification based on animal models, are associated with AVS. The result of the current study should be validated in a larger independent cohort in the near future and then, it could also be extended to the study of other genes.

Malgré les progrès de la médecine moderne et l’avancement des connaissances, le soulagement de la douleur demeure un domaine peu étudié et peu compris. Les enfants avec un diagnostic de paralysie cérébrale et une incapacité de communiquer verbalement font partie des populations vulnérables à risque de ne pas être compris. Il est maintenant prouvé que ces enfants peuvent ressentir des douleurs provenant de diverses sources. Le but de cette étude exploratoire de type qualitative est de tenter de déterminer les enjeux éthiques qui sont rencontrés par les intervenants d’un milieu d’hébergement, lorsque l’on veut évaluer et soulager la douleur chez cette population d’enfants. L’information a été recueillie à partir d’entrevues semi-structurées avec des familles, des gardiens et des intervenants. Les données ont ensuite été comparées à ce qui est retrouvé dans la littérature. Selon les parents et les gardiens, l’ensemble du personnel régulier du milieu d’hébergement et répit démontre une plus grande compréhension des besoins de leur enfant que les intervenants qu’ils ont rencontrés dans le milieu de soins aigus. Les intervenants évaluent les comportements observés sur une base subjective ce qui entraîne une prise en charge inégale. Ils expriment également que la principale difficulté de travailler auprès de ces enfants est l’incertitude d’avoir bien interprété le comportement et d’avoir posé le bon geste. En conclusion, malgré les recherches et la possibilité d’utiliser des outils validés, la pratique clinique ne répond pas au standard de pratique auquel ces enfants ont droit dans tous les milieux où ils reçoivent des soins. / Despite advances in modern medicine and the advancement of knowledge, pain relief remains an area little studied and poorly understood. Children diagnosed with cerebral palsy and inabilities to communicate verbally are part of vulnerable populations at risk of not being understood. There is now evidence that these children may experience pain from various sources. The purpose of this exploratory study is a qualitative attempt to determine the ethical issues that are encountered by health care professional in a long term care setting, when we want to evaluate and relieve pain in this population of children. Information was gathered through semi-structured interviews with families, natural caregivers and health care professional. The data were then compared to what is found in the literature. According to parents and guardians, all regular staff from long term care and respite care demonstrates a greater understanding of their child's needs that they have met with health care providers in the acute care setting. However, even if they are more sensible, their evaluation of the degree of pain is still base on a subjective process that result in uneven intervention to relief the child. They also expressed that the main difficulty of working with these children is the uncertainty of having correctly interpreted the behavior and taking the appropriate action. In conclusion, despite the research and the possibility of using validated tools, clinical practice does not meet the standard of practice to which these children are entitled in all settings where they receive care.

Introduction: L'exercice physique est l’une des approches les plus prometteuses permettant de ralentir l’affaiblissement des fonctions cognitives relié au vieillissement. Différents programmes d'exercice physique peuvent améliorer la cognition et l'humeur, via leur impact sur certaines voies moléculaires. En effet, différentes interventions d’exercice physique peuvent augmenter la production du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF). Cette protéine est une neurotrophine qui augmente la survie et la croissance des neurones et favorise donc la neuroplasticité. Cependant, peu d'études ont comparé les différents types d’interventions et leur impact sur les niveaux de BDNF, en particulier chez les participants âgés de 60 ans et plus. L’objectif de cette étude était de comparer les effets de deux protocoles d'exercice distincts sur les niveaux sériques de BDNF chez des ainés sains. Méthodologie: Au total, trente-quatre adultes âgés de 65 ans et plus ont participé à un des deux groupes d’intervention. Le premier groupe présentait une combinaison d’entrainements par résistance et d’aérobie (CSA, âge: 70,5 ± 5,3 ans) et le deuxième groupe pratiquait des exercices de motricité avancé et de flexibilité. (GMA, âge: 74,6 ± 5,2 ans). Les deux interventions comprenaient trois séances hebdomadaires de 60 minutes, pour une période de 8 semaines. Les exercices du groupe CSA incluaient des exercices physiques en résistance de force maximale et des intervalles d’aérobies à haute intensité. Le groupe GMA pratiquait des activités de locomotion (manipulation de balle, parcours à obstacles, exercices de coordination et d’équilibre) et des étirements. Une analyse de covariance a été réalisée sur le changement absolu de chaque variable, tout en contrôlant pour l'âge et la valeur de base. Résultats: Seuls les participants CSA ont enregistré une augmentation significative au niveau de leurs performances aérobies (VO2max) due à l’intervention. Toutefois, les niveaux sériques de BDNF ont augmenté de façon significative seulement chez participants du groupe GMA grâce à l’intervention. Conclusion: Les résultats suggèrent que les activités motrices pourraient potentiellement conduire à des améliorations de la cognition par l’augmentation des niveaux de BDNF chez les participants. / Introduction: Physical exercise has been reported as a promising approach to counteract aging-associated decreased cognitive functions. Different exercise training programs have been associated with improvement of cognition and mood potentially by acting on several molecular pathways. Different exercise interventions have been shown to increase the levels of Brain-derived neurotrophic factor (BDNF). This protein is a key neurotrophin, it increases the survival and growth of neurons and consequently favours neuroplasticity. However, few studies have compared different types of physical exercise training protocols and their impact on BDNF levels, especially in participants over 60 years old. The goal of this study was to compare the effects of two different exercise protocols on serum BDNF levels in healthy older adults. Methods: Thirty-four older adults were divided in two groups; combined strength and aerobic group (CSA, age: 70.5±5.3 yrs.) and gross motor activities and flexibility group (GMA, age: 74.6 ± 5.2 yrs.). Both interventions were composed of three weekly 60-minute sessions for a period of 8 weeks. The intervention for the CSA group included maximal strength exercises and high intensity aerobic interval training. GMA involved locomotion activities, ball manipulation (hand-eye coordination), and stretching exercises. One-way ANCOVAs were performed on variable absolute change, while controlling for age and baseline value. Results: As expected, CSA participants showed significant increase in aerobic capacity (VO2max). In contrast, only the GMA group showed significant change in BDNF serum levels following intervention. Conclusion: These results suggest that gross motor activities could potentially lead to improvements in cognition through the enhancement of BDNF production.

Lorsque le système nerveux central est exposé à une nouvelle association visuoproprioceptive, l’adaptation de la carte visuomotrice est nécessaire afin d’exécuter des mouvements précis. L’efficacité de ces processus adaptatifs correspond aussi à la capacité à les transférer dans des contextes différents de l’apprentissage de cette nouvelle association, par exemple dans de nouvelles régions de l’espace extrapersonnel (généralisation spatiale). Comme le contexte exerce une influence considérable sur les processus adaptatifs, les composantes multidimensionnelles de la tâche et de la perturbation pourraient constituer des éléments affectant considérablement l’adaptation et la généralisation spatiale. Ce mémoire présente une étude exploratoire de l’adaptation à une perturbation triaxiale, introduite graduellement, réalisée dans un environnement virtuel tridimensionnel et sa généralisation spatiale. Nos résultats suggèrent que les trois axes de l’espace présentent des différences importantes quant aux processus adaptatifs qui les sous-tendent. L’axe vertical présente à la fois une plus grande variabilité et de plus grandes erreurs spatiales au cours de l’adaptation comparativement à l’axe sagittal et à l’axe horizontal, tandis que l’axe sagittal présente une plus grande variabilité que l’axe horizontal. Ces différences persistent lors de l’effet consécutif, l’axe vertical affichant une désadaptation importante. Le test de généralisation spatiale montre une généralisation à l’ensemble des cibles, cependant, la généralisation semble plus faible le long de l’axe vertical. Ces résultats suggèrent que l’adaptation à une translation tridimensionnelle se généralise à travers l’espace le long des trois axes de l’espace et renforcent l’idée que le système nerveux central utilise une stratégie de décomposition modulaire des composantes de l’espace tridimensionnel. / We explored visuomotor adaptation and spatial generalization in the context of three-dimensional reaching movements performed in a virtual reality environment using a learning paradigm composed of four phases: pre-exposure, baseline, learning, and post-exposure (aftereffect and generalization). Subjects started by performing five reaching movements to six 3D memorized target locations without visual feedback (pre-exposure). Next, subjects performed twelve reaching movements to the learning target with veridical visual feedback (baseline). Immediately after, the 3D visuomotor dissociation (horizontal, vertical and sagittal translations) between actual hand motions and visual feedback of hand motions in the 3D virtual environment was gradually introduced (learning phase). Finally, subjects aimed at the pre-exposure and baseline targets without visual feedback (post-exposure). Although subjects were unaware of the visuomotor perturbation, they showed movement adaptation for each component of the triaxial perturbation, but they displayed reduced adaptation rate along the vertical axis. Subjects persisted in applying the new visuomotor association when the perturbation was removed, but the magnitude of this post-exposure shift was lower along the vertical axis. Similar trends were observed for movement aimed at pre-exposure targets. Furthermore, these post-exposure shifts were, on average, greater along the horizontal and sagittal axes relative to the vertical axis. These results suggest that the visuomotor map may be more adaptable to shifts in the horizontal and sagittal directions, than to shifts in the vertical direction. This finding supports the idea that the brain may employ a modular decomposition strategy during learning to simplify complex multidimensional visuomotor tasks.