Les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington sont des pathologies progressives qui affectent le système nerveux, conduisant à la mort de certaines cellules nerveuses. Toutes ces maladies se caractérisent par la perte progressive de neurones dans des régions plus ou moins localisées du système nerveux, entraînant des complications cognitives, motrices ou perceptives. La MP est caractérisée par une dégénérescence sélective et progressive des neurones dopaminergiques situés dans la substance noire pars compacta (SNc), et de leurs terminaisons nerveuses qui normalementlibèrent la dopamine dans le striatum. Bien que les causes exactes de la MP soient inconnues, de nombreuses études ont démontré le rôle important du stress oxydatif dans la dégénérescence des neurones dopaminergiques. D’ailleurs, un niveau élevé de radicaux libres est observé dans le cerveau de patients post-mortem. Ces observations suggèrent que les protéines qui jouent un rôle dans la protection des neurones contre les effets du stress oxydatif peuvent représenter des cibles thérapeutiques intéressantes. En effet, pour maintenir l'équilibre d'oxydo-réduction, les cellules recrutent plusieurs enzymes réductrices dont des membres de la famille des sélénoprotéines. Des résultats obtenus dans notre laboratoire ont montré que la sélénoprotéine T (SelT), une nouvelle sélénoprotéine identifiée dans les cellules nerveuses dans notre laboratoire, est fortement exprimée dans les conditions de dégénérescence des neurones suite à un stress oxydant, et exerce un rôle neuroprotecteur. Ce rôle est assuré par son site actif contenant une cystéine et une sélénocystéine. Le but de ce travail de thèse était de valider l’utilisation d’un peptide nommé PSELT contenant le coeur actif de la SelT en tant que traitement neuroprotecteur dans la MP. Le traitement des cellules de neuroblastome SH-SY5Ypar le peptide PSELT réduit significativement les niveaux des radicaux libres et stimule la survie cellulaire en inhibant l’apoptose. Le PSELT semble traverser la membrane plasmique pour exercer son effet. In vivo, l’administration intranasale du PSELT protège les neurones et les fibres dopaminergiques dans un modèle de la MP chez la souris traitée par le 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP). Le peptide PSELT augmente le taux de la tyrosine hydroxylase et inhibe l’apoptose, ce qui aboutit à une amélioration des troubles moteurs induits par le MPTP chez les animaux. L’ensemble de ces résultats montrent pour la première fois qu’un peptide issu de la SELT, le PSELT, est capable de protéger les neurones dopaminergiquesin vitro et in vivo et d’améliorer l’activité motrice des animaux modèles de la MP, ouvrant la voie au développement d’une nouvelle thérapie de neuroprotection pour la MP. / Résumé en anglais non fourni

Ischaemic stroke is a major cause of mortality and chronic disability for which there is no effective treatment. The subventricular zone (SVZ) is an adult neurogenic niche which mediates limited endogenous repair following stroke. To harness this phenomenon for therapy, it is important to understand how the SVZ niche is altered in stroke, and the processes that recruit neural precursors to the site of injury, which becomes a de facto neurogenic niche. Galectin-3 (Gal-3) is a β-galactoside binding protein involved in cellular adhesion, inflammation and tumour metastasis. Gal-3 is specifically expressed in the SVZ and maintains neuroblast migration to the olfactory bulb, although its role in post-stroke neurogenesis is not well-understood. Therefore, this project aimed to (1) characterise the cytoarchitecture of the SVZ in response to stroke, and (2) examine the role of Gal-3 in stroke outcome and tissue remodelling, and test the hypothesis that Gal-3 is required for neuroblast ectopic migration into the ischaemic striatum. Using the intraluminal filament model of middle cerebral artery occlusion (MCAO) in mice, and whole mounts of the lateral ventricular wall, significant SVZ reactive astrocytosis and increased vascular branching were observed, thereby disrupting the neuroblast migratory scaffold. Stroke increased SVZ cell proliferation without increase in cell death. Post-stroke ependymal cells were enlarged and non-proliferative, and assumed a reactive astroglial phenotype, expressing de novo high levels of glial fibrillary acidic protein. This was associated with focal planar cell polarity misalignment, and turbulent and decreased rate of cerebrospinal fluid flow. These findings demonstrate significant changes in multiple SVZ cell types which are positioned to influence post-stroke neurogenesis and regulation of the neural stem cell niche Gal-3 was up-regulated in the ischaemic brain and ipsilateral SVZ. To elucidate the role of Gal-3 after stroke, MCAO was performed in wildtype and Gal-3 null (Gal-3^-/-) mice, and parameters of stroke outcome and post-stroke neurogenesis compared. The deletion of Gal-3 did not affect infarct volumes or neurological outcomes, although neuroblast migration into the ischaemic striatum was increased in Gal-3^-/- brains. Gal-3^-/- mice failed to mount an angiogenic response in the ischaemic striatum, and this was associated with lower levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and increased anti-angiogenic protein levels. Loss of Gal-3 further disrupted the pro-proliferative neural-vascular interaction at the basement membrane. The current data indicate that Gal-3 is a pleiotropic molecule which has distinct roles in both the SVZ and the post-stroke striatum as niches of adult neurogenesis.

L’injection intraveineuse de l’activateur tissulaire du plasminogène (tPA) est le seul traitement aigu de l’ischémie cérébrale autorisé chez l’Homme. Cependant, la thrombolyse présente des limites d’utilisation, comme son étroite fenêtre thérapeutique, un risque hémorragique et une efficacité de recanalisation malgré tout relativement peu élevée. De plus, la littérature suggère fortement que non seulement le tPA endogène, mais aussi exogène (capable de traverser la barrière hémato-encéphalique), a des effets pro-excitotoxiques. Nous avons proposé que cet effet résulte du clivage de la sous unité NR1 du récepteur NMDA. Malgré un effort important de la communauté scientifique pour chercher de nouveaux traitements, tous les espoirs se sont avérés être des échecs. Sur ces bases, ces travaux de thèse ont consisté à : 1) Améliorer les approches précliniques en développant un nouveau modèle d’ischémie cérébrale chez la souris et en incluant dans les études un des principaux facteur de risque des AVC, le vieillissement ; 2) Développer une stratégie d’immunothérapie visant l’interaction tPA/ récepteur NMDA. J’ai ainsi montré qu’il existe une diminution du volume de lésion ischémique corrélée à l’âge et que cette diminution de tPA est due à une diminution d’expression du facteur de transcription D-Site Albumin Binding Protein (DBP). J’ai également développé un modèle innovant d’ischémie thrombo-embolique chez la souris, dans lequel la reperfusion par le tPA est bénéfique, si tant est qu’elle soit réalisée de manière précoce. Sur ce modèle, j’ai apporté par une stratégie d’immunisation active la preuve in vivo du clivage du domaine amino-terminal de la sous-unité NR1 des récepteurs NMDA. Enfin, j’ai produit un anticorps médicament, capable d’empêcher l’interaction du tPA avec la sous-unité NR1 des récepteurs NMDA, dont une injection unique permet de réduire les lésions ischémiques, mais aussi d’augmenter la fenêtre thérapeutique de la thrombolyse, conférant alors une récupération fonctionnelle à long terme. Cette stratégie pourrait donc accroître la proportion de patients traitables après un AVC ischémique aiguë / Reperfusion with tissue plasminogen activator (tPA) is the only approved treatment for ischemic stroke. However, thrombolysis has some limitations, including a narrow therapeutic window, an elevated risk of hemorrhage transformation and a low level of effective recanalization. Moreover, there is a growing body of evidence that both endogenous and exogenous tPA (able to cross the blood-brain barrier) could mediated pro-excitotoxic effects. We have proposed that this noxious effect results from the cleavage of the NR1 subunit of the NMDA receptor. My thesis work consisted in: 1) Improving pre-clinic approaches by developing a new model of thrombo-embolic ischemia in mice and by taking into account a major risk factor for stroke, aging; 2) Developing a strategy of immunotherapy targeting the interaction between tPA and NMDA receptor. I have thus shown that ischemic lesions decrease as a function of age, due to reduced levels of tPA. Moreover, I have identified DBP (D-site albumin Binding Protein), as being the transcription factor responsible for the control of tPA levels as a function of age. I have also developed a new model of thrombo-embolic ischemia in mice, in which tPA-induced thrombolysis is beneficial, provided it is performed soon enough. In this model, I have demonstrated by using a strategy of active immunization the in vivo occurrence of the cleavage of the NMDA receptor NR1 subunit by tPA. Finally, I have produced an antibody able to prevent the interaction between tPA and the NMDA receptor subunit, of which a single injection confers long lasting brain protection and neurological recovery and can also increase the therapeutic window of thrombolysis. This strategy could thus significantly increase the proportion of treatable ischemic stroke patients

Ο αιματο-εγκεφαλικός φραγμός (ΑΕΦ) παίζει έναν καθοριστικό ρόλο στην ομοιόσταση του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος. Οι στενοσύνδεσμοι (TJ) των ενδοθηλιακών κυττάρων των εγκεφαλικών τριχοειδών συνεισφέρουν σημαντικά στη λειτουργία του ΑΕΦ περιορίζοντας την παρακυτταρική διάχυση. Η οκλουδίνη, μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη, αποτελεί μείζον συστατικό των TJ και παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της λειτουργίας τους. Το οξειδωτικό στρες αποτελεί κοινό χαρακτηριστικό πολλών νευροεκφυλιστικών και νευροφλεγμονωδών παθήσεων και η δυσλειτουργία των TJ με τη συνοδό διαταραχή του ΑΕΦ, συνδέονται με αυτό. Το αυξημένο οξειδωτικό φορτίο στα πλαίσια της αποφρακτικής χολόστασης έχει αποδειχθεί σε διάφορα όργανα αρουραίων μεταξύ των οποίων και ο εγκέφαλος. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκε ένα πειραματικό μοντέλο αρουραίων με απολίνωση του χοληδόχου πόρου (BDL), για να εξεταστεί η επίδραση της χολόστασης στην εντόπιση της οκλουδίνης στο ενδοθήλιο εγκεφαλικών τριχοειδών με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Αρσενικοί αρουραίοι Wistar χωρίστηκαν τυχαίως σε δύο ομάδες. Ομάδα Ι ψευδώς χειρουργημένοι αρουραίοι και ομάδα ΙΙ αρουραίοι που υπεβλήθησαν σε απολίνωση χοληδόχου πόρου (BDL) και οι δύο την ίδια ημέρα 0. Την 10η μετεγχειρητική ημέρα, όλα τα επιζήσαντα ζώα θυσιάστηκαν δια αποκεφαλισμού. Μετά από κατάλληλη προετοιμασία για σήμανση με ανοσοχρυσό της οκλουδίνης, δείγματα από το μετωπιαίο λοβό, το μεσεγκέφαλο και την παρεγκεφαλίδα από κάθε ομάδα παρατηρήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για διαφορές στην εντόπιση της οκλουδίνης σε σχέση με τη διενδοθηλιακή σχισμή. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν μετακίνηση της οκλουδίνης μακριά από την περιοχή των στενοσυνδέσμων του τριχοειδικού ενδοθηλίου. Σημαντική αύξηση της απόστασης της οκλουδίνης από τη διενδοθηλιακή σχισμή παρατηρήθηκε στο μεσεγκέφαλο και στην παρεγκεφαλίδα και όχι στο μετωπιαίο λοβό, σε σχέση με την ομάδα ελέγχου (control). Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα υπαινίσσονται μια εκλεκτική ως προς την περιοχή αποδιοργάνωση της οκλουδίνης σε απάντηση στην ηπατική δυσλειτουργία και ένα σημάδι δυσλειτουργίας των TJ με λογικό συνεπακόλουθο τη δυσλειτουργία και του ΑΕΦ. Προκαταρκτικά δεδομένα της χρήσης αντιοξειδωτικών παραγόντων, όπως η αλλοπουρινόλη, αφήνουν να διαφανεί ένας προστατευτικός ρόλος όσον αφορά τη μετατόπιση της οκλουδίνης σε BDL αρουραίους. Εν συντομία, η παρούσα πειραματική μελέτη παρουσιάζει την επίδραση του οξειδωτικού στρες, στην εντόπιση της πρωτεΐνης των στενοσυνδέσμων οκλουδίνη στο ενδοθήλιο των εγκεφαλικών τριχοειδών αγγείων σε αρουραίους με απολίνωση χοληδόχου πόρου. Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές ανοσοσήμανσης συνδυαζόμενες με ηλεκτρονική μικροσκοπία και παρουσιάστηκαν δεδομένα εκλεκτικής ως προς την περιοχή εγκεφαλικής δυσλειτουργίας στην ηπατική πάθηση με δυνητική συσχέτιση με τις κλινικές εκδηλώσεις της ηπατικής εγκεφαλοπάθειας. / The blood–brain barrier (BBB) plays a critical role in central nervous system homeostasis. Interendothelial tight junction (TJ) protein complexes of the brain microvasculature have a major contribution to the BBB function by limiting paracellular diffusion Occludin, a transmembrane protein, is a major component of the TJ which plays a significant role in its regulation. Oxidative stress is a major underlying cause of neurodegenerative and neuroinflammatory disorders while TJ dysfunction leading to BBB disruption is associated with it. The development of increased oxidative stress in the context of obstructive cholestasis has been proven in various rats' organs including the brain. The present study used a rat model with bile duct ligation, to examine the effect of cholestasis, to the localization of occludin in brain capillary endothelium by means of electronic microscopy. Male Wistar rats were randomly divided into Group I, rats subjected to sham operation, and Group II, rats subjected to bile duct ligation (BDL) on day 0 and on post-operative day 10 all surviving animals were sacrificed by instant decapitation. After specific treatment for immunogold labeling of occludin, samples from frontal cortex, midbrain and cerebellum from each group were observed for differences in occludin location in relation to the interendothelial cleft. The results demonstrated a dislocation of occludin away from the tight junction sites of brain endothelial cells. A significant increase of the occludin-interendothelial cleft distance was demonstrated in the midbrain and the cerebellum samples but not in the frontal cortex, compared to the control group samples. These findings imply a brain region selective derangement of occludin in response to liver disease and a sign of TJ impairment and thus, a speculated BBB dysfunction. Preliminary data of use of antioxidant agents, as allopurinol, imply a protective effect concerning the dislocation of occludin in BDL rats. In brief, this experimental study demonstrates the effect of oxidative stress, in the location of TJ protein occludin in brain capillary endothelium of BDL rats. The study used immunolabeling techniques combined with electron microscopy and presented data of region-specific brain abnormalities in liver disease with potential correlation with clinical manifestations of hepatic encephalopathy.

Les avancées technologiques endovasculaires des dernières décennies ont été nombreuses ; la diversion de flux en fait partie. Lorsqu’une nouvelle approche permet de traiter de façon efficace et sûre un certain nombre de patients présentant des défis jusque-là difficiles à surmonter, son adoption en pratique clinique peut-être précoce, voire prématurée. Nous avons dans un premier travail réalisé une revue systématique sur les stents dits «Flow Diverters» (FD) et les modèles animaux. Puis nous avons mené quatre expérimentations animales évaluant l’efficacité des FDs dans différents modèles d’anévrismes canins adaptés à l’hypothèse de travail par l’application d’une méthodologie rigoureuse. Nous avons été en mesure de montrer que la technique de diversion de flux est plus à même d’occlure les anévrismes avec de petits collets, des anévrismes dont la branche couverte par le FD est occluse, ou encore quand la porosité du FD en regard de l’anévrisme est diminuée par l’opérateur. Dans le sixième travail, nous avons expérimenté les résultats de la mise en place d’un clip chirurgical sur ces FDs avant d’en déconseiller la pratique. Puis nous avons étudié la variabilité dans la décision des opérateurs d’implanter un FD pour le traitement d’un anévrisme à l’aide d’un questionnaire et ainsi montré l’importante variabilité présente. Enfin nous rapportons le design de l’étude randomisée, pragmatique, multicentrique FIAT (Flow diversion In Aneurysm Treatment) ainsi que ces résultats. / Flow Diversion is one of the relevant technical improvements of the past decade in the endovascular treatment of cerebral aneurysms. When the efficacy and safety of a new tool allow treating challenging aneurysms, this adoption in daily practice can be fast even if the benefit of use is not clearly, scientifically show. We performed a systematic review of studies of these stents called “Flow Diverters” (FD) in animal models. Then we performed 4 animal studies in models we create in order to isolate the propriety of the FD we wanted to study. By using this methodology, we have been able to show that Flow Diversion is more likely to occlude small neck aneurysms, aneurysms in which the jailed branch has been occluded, or when the operator compact the FD in order to decrease the porosity of the device. In a 6th study, we test the result of the use of a clip to occlude a FD. Regarding the results of the test, we recommand to avoid clipping FDs.Then by using a questionaire; we showed the poor agreement of using FD in daily practice by using clinical vignettes. Then we presented the design and the result of the first randomized clinical study on flow diverters FIAT (Flow diversion In Aneurysm Treatment).

Chaque année en France, 150 000 personnes sont hospitalisées suite à un Accident Vasculaire Cérébral (AVC). Il est estimé qu'environ la moitié des survivants récupéreront complètement sur le plan neurologique, et ne souffriront d'aucun déficit quant à leurs capacités fonctionnelles (motrices et cognitives notamment). On parle dans ce cas d'AVC mineurs. Le parcours de soin après un AVC mineur est caractérisé par un retour au domicile précoce et un suivi médical intermittent, et nous n'avons actuellement que très peu d'informations quant à l'impact de l'accident sur l'évolution de la qualité de vie de ces patients. La littérature spécifique à cette population est encore très peu fournie à l'heure actuelle. Cependant, il a récemment était montré que des symptômes anxio-dépressifs surviennent fréquemment après un AVC mineur, et ce en dépit de l'absence de séquelles fonctionnelles visibles. Ces symptômes pourraient donc venir dégrader la qualité de vie des patients malgré leur bon état de santé apparent. Deux enjeux majeurs de santé publique s'articulent autour de la question de l'impact subjectif d'un AVC mineur : celui du dépistage et celui de la prise en charge des facteurs associés à la dégradation de la qualité de vie. Ce travail de thèse vise à étudier l'évolution de la qualité de vie après un AVC mineur et à explorer l'implication des symptômes anxio-dépressifs, d'une part, et celle des stratégies d'adaptation (coping), d'autre part, dans cette évolution. Nous avons mis en place une étude au cours de laquelle nous avons évalué les dimensions de la qualité de vie, auprès d'un échantillon composé de 68 personnes, à différents moments après un AVC mineur : durant l'hospitalisation initiale, après le retour au domicile, et quatre mois après l'accident. En parallèle, nous avons également évalué la symptomatologie anxio-dépressive et les stratégies de coping en associant deux modalités de mesures : des évaluations ponctuelles grâce à des échelles et questionnaires standardisés et validés d'une part, et, d'autres part, des évaluations écologiques instantanées et répétées grâce à une application smartphone. Les résultats révèlent que nombre de personnes décrivent une dégradation de leur qualité de vie au cours des quatre mois. Cette dégradation est liée, d'une part, à l'apparition de symptômes anxio-dépressifs consécutifs à l'AVC. Les analyses en réseau suggèrent que l'apparition, dès l'hospitalisation initiale, de manifestations somatiques précède la survenue de symptômes psychiques. Ces résultats soulignent la nécessité de ne pas négliger l'importance de la prise en charge, dès la phase aiguë, des symptômes somatiques, indépendamment du pronostic de récupération neurophysiologique. D'autre part, nos résultats suggèrent le rôle de certaines stratégies de coping dans l'évolution de la qualité de vie. Des études complémentaires devront permettre de confirmer nos résultats. Ces études sont nécessaires afin de préciser, notamment, les caractéristiques des situations problématiques vécues par les patients en fonction du temps après un AVC mineur. Ainsi, les stratégies de coping fonctionnelles pourraient constituer, à terme, des objectifs thérapeutiques tangibles qui contribueront à préciser les recommandations de prise en charge des AVC mineurs. Notre travail apporte également des éléments qui contribuent à la réflexion théorique et méthodologique de la recherche en psychopathologie et en psychologie de la santé. Sur le plan théorique, notre étude souligne l'intérêt et l'apport de l'approche en réseau, notamment pour l'étude des processus psychopathologiques dans le cadre de la maladie somatique. Au niveau méthodologique, nos résultats encouragent à l'utilisation et au développement des méthodes d'évaluation écologiques instantanées et répétées en psychologie. Malgré les limites actuelles sur le plan technologique, les perspectives de recherches futures sont nombreuses et prometteuses. / About 150 000 individuals are hospitalized after a stroke every year in France. Half of stroke survivors are expected to have complete neurological recovery and thus they will not suffer from any motor or cognitive impairment. Those cases are called minor strokes. Patients with minor stroke frequently experience an early hospital discharge and fitful neurological follow-ups. To date, we have few information regarding minor stroke's effect on the evolution of those patients' quality of life. Even though scientific literature is still insufficient, recent studies showed that anxiety and depression symptoms frequently occur after a minor stroke despite there being no functional impairment. Anxiety and depressive symptoms could impact patients' quality of life. Two main concerns of public health emerge from this hypothesis: screening and caring the determinants of the deterioration of minor stroke patients' quality of life. The present dissertation aims to study the evolution of quality of life after a minor stroke and to explore the role of anxiety and depression symptoms and the role of coping strategies. For this purpose, we have measured the quality of life of 68 patients at three times after the stroke: during initial hospitalization, after discharge and at four-month. We also assessed their anxiety and depression symptoms and coping strategies by combining two methods: standard ponctual assessment using classical scales and questionnaires on the one hand; and ecological momentary assessment using a smartphone application, on the other hand. Our results show a deterioration of the quality of life in numerous participants during the study. On the one hand, this deterioration is associated with the appearance of anxiety and depression symptoms after stroke. Network analysis suggests that somatic disturbance precedes the occurrence of psychological symptoms. Those results highlight the importance of paying attention and caring somatic symptoms despite the pronostic of neurophysiological recovery. On the other hand, our results suggest that coping could influence the evolution of quality of life after a minor stroke. Further studies are needed to confirm those results. Indeed, we have to understand the specificities of stress situations that individuals are facing after a minor stroke. According to this information, efficient coping could represent concrete therapeutic objectives which will be helpful to specify practice guidelines. Our work also contributes to a theoretical and methodological reflexion of psychopathology and health psychology science. On the theoretical hand, our study emphasizes the benefits of the network approach to psychopathology in somatic diseases. On the methodological hand, our study argues for the use of ecological momentary assessment methods in regard of the promising perspectives they could bring in psychological science.

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) constituent un problème majeur de santé publique. Ils sont en majorité de type ischémique, c’est-à-dire liés à l’occlusion d’une artère cérébrale. Le seul traitement actuel de ces AVC ischémiques est la thrombolyse par l’activateur tissulaire du plasminogène recombinant (rt-PA). Cependant, ce traitement est associé à un risque élevé d’hémorragies intracérébrales post-ischémiques, encore appelées transformations hémorragiques (TH), qui contribuent à la dégradation neurologique des patients. Il apparaît donc indispensable de développer des stratégies à associer au rt-PA, afin de protéger le lit vasculaire et de réduire les TH. L’objectif de ce travail de thèse était d’étudier l’implication d’une enzyme, la poly(ADP-ribose)polymérase ou PARP, dans les effets délétères du rt-PA, et plus particulièrement au niveau de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Nos travaux ont été menés dans un modèle d’ischémie cérébrale réalisé chez la souris. Dans ce modèle, nous avons mis en évidence le rôle de la PARP dans les TH induites par le rt-PA, grâce à deux techniques : le Western blot d’hémoglobine, permettant d’évaluer la quantité de sang présente dans le parenchyme cérébral, et l’Imagerie par Résonnance Magnétique. Afin de préciser les cibles de la PARP sous-tendant sa contribution aux TH post-thrombolyse, nous nous sommes intéressés à différents constituants de la BHE : la claudine-5, l’occludine et ZO-1 (zonula occludens-1), protéines des jonctions serrées, la VE-cadhérine des jonctions adhérentes et le collagène IV et la laminine, constituants de la lame basale. Nous avons montré que l’ischémie s’accompagne d’une dégradation de la claudine-5, de ZO-1, et de la VE-cadhérine qui est aggravée par le rt-PA ; l’administration d’un puissant inhibiteur de PARP, le PJ34, permet de s’opposer à la dégradation de ces protéines par le rt-PA. Une réduction de la dégradation de la laminine par le rt-PA a également été observée avec le PJ34. Grâce à une collaboration avec le Pr Bérézowski de Lens, nous avons pu montrer dans un modèle in vitro que le PJ34 est capable de traverser la BHE, à la fois dans des conditions « physiologiques » et dans des conditions mimant l’ischémie cérébrale (oxygen/glucose deprivation). Afin de déterminer les voies de signalisation modulées par la PARP conduisant à la dégradation de la BHE et aux TH, nous avons travaillé sur un modèle in vitro de cultures de cellules endothéliales (lignée bEnd.3). Sur ce modèle, nous avons d’ores et déjà pu mettre en évidence une mort cellulaire après un stress excitotoxique et le rôle de la PARP dans cette mort. L’ensemble de ces travaux a permis de démontrer le rôle de la PARP dans la dégradation de différents constituants de la BHE par le rt-PA à la suite de l’ischémie cérébrale. Les futures études in vitro sur cultures cellulaires devraient nous permettre d’explorer les mécanismes mis en jeu dans cette situation pathologique. Une meilleure connaissance de ces mécanismes renforcera l’intérêt des inhibiteurs de PARP pour la prévention des TH post-thrombolyse chez les patients victimes d’AVC ischémiques. / Stroke is a leading public health problem, the majority of which is ischemic, i.e. caused by the occlusion of a cerebral artery. The only pharmacological approved treatment for acute ischemic stroke is thrombolysis by recombinant tissue plasminogen activator (rt-PA). However, this treatment increases the risk of intracerebral hemorrhages, also called hemorrhagic transformations (HT), which contribute to the neurologic aggravation of the patients. It therefore appears essential to develop strategies protecting the vascular bed after cerebral ischemia in order to reduce these HT. The aim of the present work was therefore to study the implication of a nuclear enzyme, the poly(ADP-ribose)polymerase (PARP) in the vascular effects of rt-PA , with special concern for the blood-brain barrier (BBB). Focal cerebral ischemia was performed in mice by permanent endovascular occlusion of the left middle cerebral artery. In this model, we demonstrated the role of PARP in the rt-PA induced HT by two methods: the Western blot of hemoglobin to evaluate the quantity of blood in the cerebral parenchyma, and magnetic resonance imaging. In order to clarify the targets of PARP underlying its contribution to post-thrombolysis HT, we studied several components of the BBB by Western blot: proteins of tight junctions [claudin-5, occludin and zonula occludens-1 (ZO-1)], protein of adherens junction (VE-cadherin) and proteins of basal membrane (collagen IV and laminin). We demonstrated that ischemia induced a marked decrease of claudin-5, ZO-1 and VE-cadherin, which was aggravated by rt-PA. Administration of a potent PARP inhibitor, PJ34, counteracted the degradation of these proteins by rt-PA. A reduction of the degradation of the laminin by rt-PA was also shown with PJ34. Thanks to a collaboration with Pr Berezowski from Lens, we showed in an in vitro BBB model that PJ34 is able to cross the BBB in physiological condition and during oxygen and glucose deprivation, a condition that mimicks cerebral ischemia. In order to determine the molecular pathways modulated by PARP leading to the degradation of the BBB and to HT, we developed an in vitro model of endothelial cell culture (cell line bEnd.3). In this model, we have already shown a cell death after an excitotoxic stress and the role of PARP in this cell death. This work thus demonstrated the role of PARP in the degradation of different components of the BBB induced by rt-PA after cerebral ischemia. The future in vitro studies on cell culture will enable us to further understand the mechanisms implicated in this pathologic situation. A better knowledge of these mechanisms will increase the interest of the use of PARP inhibitors in the prevention of post-thrombolysis HT in patients suffering from ischemic stroke.

Ce travail de thèse comporte deux volets ayant pour trait commun l’analyse a posteriori d’une épidémie d’infection invasive à méningocoque (IIM) survenue en Normandie entre 2003 et 2012 et liée à l’expansion d’un clone hypervirulent particulier (B:14:P1.7,16/ST-32 ). Le premier travail (publié dans Virulence : Sevestre et al 2018 ;9 :923-929) s’est focalisé sur les déterminants de la virulence de « B14 » en comparant 6 isolats identifiés les uns d’IIM, les autres de portage pharyngé sain (ces derniers exprimant ou non la capsule). Apparemment identiques selon le typage classique (immunotypage et génotypage par MLST), ces 3 groupes bactériens se sont révélés distincts après analyse génomique et comparaison gène par gène (plus de 600 gènes au profil génétique variable entre les groupes) conduisant à identifier le rôle majeur de l’acquisition du fer dans la virulence et en particulier celui du système HmbR, un récepteur de l’hémoglobine. Dans un modèle murin (souris transgéniques rendues sensibles à l’infection humaine) les 3 groupes de souches sont aussi apparus distincts, avec une hiérarchie des marqueurs d’infectiosité (titres bactériens, taux de cytokines). La restauration du système HmbR (souches de portage capsulées « Off » dérivées en « On ») a restauré le pouvoir invasif in vitro et chez l’animal. Si le fer était déjà connu comme facteur de virulence pour différentes espèces bactériennes, l’originalité ici est d’avoir identifié le rôle de la variation de phase du gène hmbR au sein d’un même clone épidémique, permettant l’adaptation au portage, condition sine qua non de la transmission d’individu en individu. Le second travail (publié dans Vaccine : Sevestre et al 2017 ;35 :4029-4033) s’est intéressé à la durabilité et à l’ampleur de la protection vaccinale du MenBvac®, vaccin à base de vésicules de membranes externes (Outer Membrane Vesicles, OMV) utilisé jadis pour contrôler l’épidémie. Ceci a pu être réalisé grâce à deux cohortes d’enfants vaccinés par un schéma à 4 doses et prélevés pour les uns 1 an après la dernière dose et pour les autres 4 an après. L’immunogénicité (étude de l’activité bactéricide du sérum vis-à-vis du clone ciblé) s’est avérée de durabilité moyenne avec 48% des enfants protégés à 1 an et 31% à 4 ans, un résultat en phase avec les données de la littérature sur les vaccins OMV. Un effet bactéricide fut observé très au-delà de « B14 », du fait d’une immunité croisée aux souches avec une homologie au moins partielle de la porine PorA (principal déterminant antigénique des vaccins OMV) soit pour le MenBvac® 15% des clones virulents B actuellement circulants en France, un résultat davantage original car ayant jusqu’alors que peu investigué. / This thesis work includes two studies which both contribute to analyze a posteriori an outbreak of invasive meningococcal diseases (IMD) that had occurred in Normandy from 2003 to 2012 due to the expansion of a single hypervirulent clone (B:14:P1.7,16/ST-32 ). The first work (published in Virulence: Sevestre et al 2018 ;9 :923-929) focused on the virulence determinants of “B14” by comparing 6 isolates, either from IMD or from asymptomatic carriage (these latter expressing or not the capsule). Apparently identical on the basis of classical typing methods (immunotyping and MLST genotyping), these 3 groups of isolates were markedly different by whole genome analysis and on gene by gene comparison (more than 600 genes presenting a variable genetic profile). This analysis leaded to identify the crucial implication of iron acquisition in virulence and in particular the place of the HmbR system, an hemoglobin receptor. In a murine model (transgenic mice made susceptible to infection), these 3 groups also appeared separated, with a distinct infectivity hierarchy (bacterial counts, levels of cytokines). The restoration of the HmbR system in the capsulated carriage isolates (switch from Off phase to On phase) also restored their invasiveness in vitro and in vivo. Even if iron is already known to be a determining factor in the virulence of many bacterial species, our results clearly indicate the importance of the hmbR phase variation among clonal epidemic isolates, allowing adaptation to carriage, sine qua non condition for people to people transmission. The second work (published in Vaccine: Sevestre et al 2017 ;35 :4029-4033) concerned the durability and the cross-protection of the MenBvac®, an OMV vaccine (Outer Membrane Vesicles), used in the past to control the outbreak. This work has been done thanks to 2 cohorts of children vaccinated with 4 doses and sampled either 1 year or 4 years after the last dose. The efficacy (serum bactericidal activity against the epidemic strain) was short lasting, with 48% of children protected after 1 year and 31% after 4 years, a result in accordance with OMV literature. A bactericidal effect was observed far beyond “B14”, by cross-immunity with strains harboring homologies, even partials of the porin PorA (main antigenic determinant in OMV vaccine), indicating a coverage for 15% of virulent isolates B circulating in France, an original result as until then not so far investigated.

Σκοπός είναι να ερευνηθεί αν οι μετρήσεις του Πάχος του Ενδοθηλίου των Κοινών Καρωτίδων (ΠΕΚΚΑ) σε ασθενείς με Αγγειακό Εγκεφαλικό Επεισόδιο (ΑΕΕ) σχετίζονται με την άμεση ή μακροπρόθεση έκβαση του ΑΕΕ, με την μελλοντική εμφάνιση νοητικής έκπτωσης ή κατάθλιψης και με την υποτροπή του ΑΕΕ. ΜΕΘΟΔΟΙ: 284 ασθενείς με πρώτο ισχαιμικό ΑΕΕ που υποβλήθηκαν σε υπερηχογραφική μέτρηση του ΠΕΚΚΑ στην οξεία φάση, παρακολουθήθηκαν για ένα χρόνο. Η άμεση έκβαση εκτιμήθηκε κατά την έξοδο, ενώ η μακροπρόθεσμη έκβαση, η νοητική και συναισθηματική κατάσταση εκτιμήθηκαν μετά από 12 μήνες. Επίσης καταγράφηκαν οι υποτροπές στη διάρκεια του πρώτου χρόνου. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: το ΠΕΚΚΑ δε συσχετιζόταν με την άμεση ή μακροπρόθεσμη έκβαση του ΑΕΕ ούτε με την ύπαρξη κατάθλιψης ένα χρόνο αργότερα. Αντίθετα, αυξημένες τιμές ΠΕΚΚΑ σχετίζονταν σημαντικά και ανεξάρτητα τόσο με την ύπαρξη νοητικής έκπτωσης 12 μήνες αργότερα όσο και με τoν κίνδυνο υποτροπής του ΑΕΕ κατά τη διάρκεια του πρώτου χρόνου. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: οι μετρήσεις του ΠΕΚΚΑ αμέσως μετά από ισχαιμικό ΑΕΕ μπορεί να χρησιμεύουν στην αναγνώριση ασθενών με αυξημένο κίνδυνο για μελλοντική νοητική έκπτωση ή υποτροπή του ΑΕΕ. / Thesis objective is to investigate whether the measurements of Common Carotid Artery Intima Media Thickness (CCA-imt) in patients with acute stroke are associated with the stroke outcome, either short term or long term, with the future development of post stroke cognitive impairment and post stroke depression and with stroke recurrences within the first year after the stroke. METHODS: 284 consequent patients with first ever ischaemic stroke that underwent carotid ultrasonographic measurement of CCA-imt in the acute phase, were followed-up for one year. The short-term outcome was assessed at discharge. The long-term outcome and the presence of cognitive impairment and depressive symptoms were assessed 12 months later. The number of recurrences within the first year was also recorded. RESULTS: CCA-imt values were not associated with the short- or long-term stroke outcome or the presence of depression one year after the ictus. On the contrary, increased CCA-imt values were significantly and independently associated with cognitive impairment and with the risk of recurrence during the first year. CONCLUSION: measurements of CCA-imt right in the acute phase after an ischaemic stroke can help with the identification of patients in higher risk for future cognitive impairment and stroke recurrence.

The current research work aims at the development of Biomedical Neuroengineering tools (Biotechnologies) for the in-depth functional study, rapid diagnosis, continuous monitoring and well-timed management of acute and chronic brain disorders, of individuals that are subjected to or suffer from any kind of systemic hypoxaemia or more localized brain hypoxia; as well as the functional assessment and continuous control of adaptability during the training of “altinauts” and generally of individuals that practice activities and function within environments of increased visual-cognitive-motor response demands (a type of brain “stress test”). For this purpose, we subject the entire visuocognitive system, from the elementary sensory to the most complex cognitive level, to an experimental test of categorical discrimination of complex visuocognitive stimuli, following ultra-rapid visual stimulation that leads to a motor response upon categorization of targets (images of animals elicit productive responses) and to its suppression upon categorization of nontargets (images of nonanimals elicit inhibitory responses). The oscillatory electro-physiological responses that are concurrently recorded at the occipital-temporal-parietal brain areas are analyzed in the time-domain (<20Hz) and in the joint time-frequency domain broadband (1-60Hz) with the Continuous Wavelet Transform that optimizes the multiresolution analysis of the high frequency (≥20Hz) γ-band oscillatory activity. This visuocognitive categorization test takes place in normoxaemic as well as hypoxaemic conditions (monitored reduction in the blood oxygen saturation from ≥97% to around 80% under conditions of hypobaric hypoxia within a hypobaric chamber), in order to assess electrophysiological markers that can detect and capture in the most sensitive and dynamic way even so transient, short-living and rather mild changes in brain function. The statistical parametric analysis of the time-frequency maps and the generalized, statistically safer, method of analysis of variance have established as the most sensitive and reliable the following markers: the major deflections of the evoked potentials, the phase-coherence factor of the oscillations across single-trials and the elicited energy of the evoked/phase-locked and the induced/total oscillatory activity. These electrophysiological markers in conjunction with psychometric tests allow for the investigation of the stages/levels of the decline as well as of the compensatory reserves in the visual-perceptive and cognitive-mental brain functions in order to determine the functional sensitivity thresholds of different brain functions to hypoxia. They open up the way for the functional characterization, the diagnosis and monitoring of brain insults or other acute and chronic pathological brain conditions. / Η παρούσα ερευνητική εργασία στοχεύει στην ανάπτυξη εργαλείων Βιοϊατρικής Νευρομηχανικής (Βιοτεχνολογίες) για την σε βάθος λειτουργική μελέτη, ταχεία διάγνωση, συνεχή παρακολούθηση και έγκαιρη αντιμετώπιση οξέων και χρόνιων εγκεφαλικών διαταραχών, ατόμων που υπόκεινται σε ή πάσχουν από οιαδήποτε μορφή συστηματικής υποξαιμίας ή πιο εντοπισμένης εγκεφαλικής υποξίας, καθώς και για την λειτουργική αξιολόγηση και το συνεχή έλεγχο της προσαρμοστικότητας κατά την εξάσκηση των «υψιβατών», και γενικότερα ατόμων που ασκούν δραστηριότητες και λειτουργούν μέσα σε περιβάλλοντα αυξημένων οπτικο-γνωστικο-κινητικών απαιτήσεων (ένα είδος «στρες τεστ» για τον εγκέφαλο). Για το σκοπό αυτό υποβάλλουμε ολόκληρο το οπτικογνωστικό σύστημα, από το στοιχειώδες αισθητηριακό έως το πιο πολύπλοκο νοητικό επίπεδο, σε μια πειραματική δοκιμασία κατηγορικής διάκρισης σύνθετων οπτικογνωστικών ερεθισμάτων, μετά από υπερταχεία οπτική διέγερση που οδηγεί στην έκλυση κινητικής απάντησης κατά την κατηγοριοποίηση στόχων (εικόνες «ζώων» εκλύουν παραγωγικές αποκρίσεις) και στην καταστολή της κατά την κατηγοριοποίηση μη-στόχων (εικόνες «μη-ζώων» εκλύουν ανασταλτικές αποκρίσεις). Οι ταλαντωτικές ηλεκτροφυσιολογικές αποκρίσεις που συγχρόνως καταγράφονται στις ινιακές-κροταφικές-βρεγματικές περιοχές του εγκεφάλου αναλύονται στο πεδίο του χρόνου (<20Hz) και στο συζευγμένο χρονοφασματικό πεδίο ευρυζωνικά (1-60Hz) με το συνεχή μετασχηματισμό του κυματίου που βελτιστοποιεί την πολυφασματική ανάλυση της υψίσυχνης (≥20Hz) γ-ταλαντωτικής δραστηριότητας. Αυτή η δοκιμασία οπτικογνωστικής κατηγοριοποίησης λαμβάνει χώρα τόσο σε νορμοξαιμικές όσο και υποξαιμικές συνθήκες (ελεγχόμενη μείωση στον κορεσμό του αίματος σε οξυγόνο από ≥97% γύρω στο 80% για 15 λεπτά κάτω από συνθήκες υποβαρικής υποξίας μέσα σε υποβαρικό θάλαμο), προκειμένου να ελέγξουμε ηλεκτροφυσιολογικούς δείκτες που μπορούν να ανιχνεύσουν και να συλλάβουν με τον πιο ευαίσθητο και δυναμικό τρόπο ακόμη και τόσο βραχύβιες και σχετικά ήπιες μεταβολές της εγκεφαλικής λειτουργίας. Η στατιστική παραμετρική ανάλυση των χρονοφασματικών χαρτών και η γενικευμένη, στατιστικά πιο ασφαλής, μέθοδος ανάλυσης των διακυμάνσεων ανέδειξαν ως πλέον ευαίσθητους και αξιόπιστους τους ακόλουθους δείκτες: τις κύριες αιχμές των προκλητών δυναμικών, τον παράγοντα φασικής συνάφειας των ταλαντώσεων μεταξύ των μοναδιαίων καταγραφών και την εκλυόμενη ενέργεια των προκλητών/φασικά-κλειδωμένων και επαγόμενων/ολικών ταλαντώσεων. Οι ηλεκτροφυσιολογικοί αυτοί δείκτες σε συνδυασμό με ψυχομετρικές δοκιμασίες επιτρέπουν τη διερεύνηση των σταδίων/επιπέδων κάμψης καθώς και των αποθεμάτων αντιρρόπησης των οπτικο-αντιληπτικών και γνωστικών-νοητικών λειτουργιών του εγκεφάλου για τον καθορισμό των λειτουργικών ουδών ευαισθησίας διάφορων εγκεφαλικών λειτουργιών στην υποξία. Ανοίγουν μάλιστα το δρόμο. για το λειτουργικό χαρακτηρισμό, τη διάγνωση και την παρακολούθηση εγκεφαλικών προσβολών ή άλλων οξέων και χρόνιων παθολογικών καταστάσεων του εγκεφάλου.