Le Mal Chronique des Montagnes est un syndrome de désacclimatation à l'hypoxie chronique qui survient à l'âge adulte chez des individus natifs de haute altitude (>2500m). Si les symptômes sont bien décrits (hypoventilation, érythrocytose excessive, hypertension artérielle pulmonaire), ses origines restent floues. Récemment, une étude menée sur de jeunes hommes malades du Mal Chronique des Montagnes a ouvert la voie à une nouvelle hypothèse concernant les origines de cette maladie. En effet, il semblerait que l'ensemble des patients étudiés aurait connu des épisodes hypoxiques autour de la naissance. L'hypothèse d'une origine néonatale au Mal Chronique des Montagnes est alors apparue. Dans ce contexte, notre hypothèse générale est que l'hypoxie postnatale contribue à l'apparition du Mal Chronique des Montagnes. Notre objectif fut de montrer que l'hypoxie postnatale contribue à l'apparition d'un syndrome de désacclimatation à l'hypoxie chronique chez deux populations de rats, vivant au niveau de la mer (Québec, Canada), ou en haute altitude (lnstitut Bolivien de Biologie d'Altitude, La Paz, Bolivie - 3600m). Au niveau de la mer, nos résultats montrent que l'hypoxie postnatale au cours des premiers jours de vie entraine chez l'adulte un défaut d'acclimatation à l'hypoxie chronique. Celui-ci se caractérise par une érythrocytose excessive, une altération de l'acclimatation ventilatoire, et une hypertension artérielle pulmonaire. Les animaux vivant à haute altitude montrent les mêmes défauts d'acclimatation, qui s'accompagnent en outre d'une altération de la morphologie pulmonaire et une durée de vie plus courte. L'ensemble de ces symptômes est diminué si les animaux d'altitude sont élevés pendant les 15 premiers jours de vie dans un environnement recréant les conditions de pression d'oxygène du niveau de la mer. Ces résultats confirment l'hypothèse d'une origine postnatale du syndrome de désacclimatation à l'hypoxie chronique chez le rat adulte et suggère que l'hypoxie postnatale contribue à l'apparition du Mal Chronique des Montagnes chez l'homme.

Le gène metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1, ou MALAT1 code pour un long ARN non codant (lncRNA) dont la maturation aboutit à la formation de Malat1 nucléaire et d'un petit ARN non codant cytoplasmique, le MASCRNA. Même si les fonctions physiologiques de Malat1 et du MASCRNA restent largement inconnues, les niveaux de Malat1 sont, depuis sa découverte, associés aux processus tumoraux. En effet, il a été rapporté par de nombreuses études que les niveaux des transcrits de MALAT1 étaient augmentés dans tous les types de cancers et associés à un mauvais pronostic pour les patients. Or, la prolifération tumorale et la dissémination des métastases surviennent dans un milieu notamment hypoxique. Dans ce contexte, l'hypothèse générale de la présente thèse était que l'expression de Malat1 est modulée par l'hypoxie, et que la réponse tissulaire à l'hypoxie est altérée lorsque cette modulation est bloquée ou absente. En premier lieu, la voie de signalisation régissant l'expression de MALAT1 pendant l'hypoxie a été caractérisée par la technique de gène rapporteur. Dans des essais cellulaires, la modulation de la transcription de MALAT1 a été augmentée par l'hypoxie, et contrôlée par le facteur induit par l'hypoxie HIF-1α, lui-même activé par une cascade signalétique impliquant l'AMPK. Nous avons ensuite évalué l'importance de Malat1 dans la réponse à l'hypoxie, avec un focus particulier sur deux tissus dont les fonctions sont très sensibles à l'oxygène, soit le poumon, où Malat1 est fortement exprimé de façon constitutive, et le tissu adipeux brun, dont l'activité thermogénique dépend de l'oxygénation. Dans ces deux tissus, l'exposition de souris à l'hypoxie (10% O₂) a aussi augmenté les niveaux de Malat1. L'absence de Malat1 par invalidation génétique a protégé les poumons de l'hyperréactivité induite par l'hypoxie en augmentant le volume alvéolaire et l'extraction de l'oxygène. De plus, une corrélation négative entre les niveaux d'expression du MASCRNA et le déclin des fonctions respiratoires de patients atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) a été observée, suggérant que la transcription accrue de MALAT1 est délétère pour la physiologie pulmonaire. Dans le tissu adipeux brun, autant l'hypoxie que l'absence de Malat1 ont favorisé le ralentissement de l'activité de la chaine respiratoire mitochondriale, suggérant que Malat1 stimule la thermogenèse. Par essais de gène rapporteur, nous avons démontré que Malat1 inhibe la dégradation de la région 3'UTR de Prdm16, un coactivateur transcriptionel essentiel à la réponse thermogénique du tissu adipeux brun. Ce mécanisme de stabilisation a augmenté les niveaux protéiques de Prdm16, et pourrait ainsi contribuer aux effets positifs de Malat1 sur le tissu adipeux brun. En conclusion, en s'appuyant sur les mécanismes déjà décrits dans la littérature, cette thèse démontre que l'hypoxie augmente les niveaux de Malat1, et établit des liens de causalités entre les phénotypes observés en absence de Malat1 et les fonctions potentielles de ce lncRNA dans la réponse tissulaire aux niveaux d'oxygène de l'organisme, notamment sur la physiologie pulmonaire ainsi que le métabolisme du tissu adipeux brun. Ce travail ouvre la voie à de nombreux travaux qui permettront d'affiner nos observations, mais également de mettre en lumière de nouvelles cibles thérapeutiques dans le contexte de la MPOC. / Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1, MALAT1, is a conserved, long non-coding RNA (lncRNA) whose processing results in the formation of mature nuclear MALAT1 and small cytoplasmic MASCRNA. Although the physiological functions of MALAT1 and MASCRNA are unknown, MALAT1 has been associated with tumor development. Indeed, numerous studies reported that the levels of MALAT1 are increased in all types of cancers and associated with poor prognosis. Both tumor proliferation and metastasis involve hypoxic milieu and signaling. In this context, the main hypothesis of the present thesis was that hypoxia increases MALAT1 transcription, and that cellular and tissular responses to hypoxia are altered in the absence of Malat1. Using a gene reporter technique, we first found that MALAT1 expression was increased by hypoxia through the activation of the transcription factor hypoxia-inducible factor HIF-1α by AMPK signaling. We next evaluated in mice the contribution of Malat1 in the response to hypoxia, with special attention to two tissues notable sensibility to oxygen status, namely the lung, which constitutively expresses high levels of Malat1, and brown adipose tissue, a thermogenic organ driven by uncoupled respiration. In mice exposed to hypoxia (10% O₂), Malat1 expression was increased in both tissues. Genetic ablation of Malat1 protected mice against hypoxia-induced lung hyperresponsiveness through increased alveolar volume and enhanced oxygen extraction. In addition, a robust correlation between MASCRNA levels and the decline of lung function in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) was observed, suggesting that increased MALAT1 transcription is deleterious to lung physiology. In brown adipose tissue, Malat1 deficiency by itself resulted in hypometabolism, an effect similarly observed after exposure to hypoxia, suggesting a central role for Malat1 in mitochondrial activity. Using a gene reporter assay, we further found that Malat1 inhibited the degradation of the 3'UTR region of Prdm16, a transcriptional coactivator essential to the thermogenic program of brown adipose tissue. This stabilizing mechanism stimulated Prdm16 protein levels, which could have contributed to positive effects of Malat1 on this tissue in mice. In conclusion, hypoxia increased Malat1 expression and its absence in two tissues altered their adaptive responses to low oxygen levels. Thus, the work presented in this thesis highlighted causal links between the phenotypes observed in the absence of Malat1 and the potential functions of this lncRNA in tissue responses to hypoxia, notably on lung physiology and brown adipose tissue metabolism. Finally, although more mechanistic and translational studies are required to build upon our observations, our findings suggest new potential therapeutic targets against CODP.

Candida albicans est une levure pathogène opportuniste responsable d’infections appelées candidoses. Ce type d’infection est particulièrement grave chez les personnes ayant un système immunitaire affaibli. Toutefois, peu de traitements sont disponibles et une augmentation des résistances font que les infections fongiques sont un problème de santé publique majeur. Au sein de l’hôte, cette levure doit s’adapter à l’environnement parfois hostile des différentes niches. Afin de persister chez l’être humain, ce micro-organisme doit être en mesure de percevoir les changements environnementaux et adapter son métabolisme en conséquence. L’adaptation aux nutriments disponibles ainsi que de la teneur en oxygène sont deux éléments importants pour le développement dans les différentes niches. La compréhension de l’adaptation de cette levure au sein de l’hôte pourra permettre l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous avons effectué une analyse métabolomique à différents temps d’exposition à l’hypoxie dans le but de découvrir pour la première fois la réponse métabolomique de C. albicans lorsque cette levure est confrontée à une déplétion en oxygène. Nous avons observé un remodelage métabolique important en particulier concernant la glycolyse, la voie des pentoses phosphates et la paroi cellulaire. Le lipidome de C. albicans est également fortement affecté par l’hypoxie, en particulier les composants de la membrane plasmique tels que les phospholipides, les sphingolipides et l’ergostérol. Les données transcriptomiques corroborent les résultats observés lors de l’étude métabolomique. Enfin, nous avons testé la sensibilité de C. albicans à différents stress afin de confirmer l’altération physiologique provoquée par l’hypoxie comme suggérée par l’analyse du métabolome. Nous avons également réalisé un criblage de banques de mutants afin d’identifier des régulateurs de la flexibilité métabolique hypoxique. Nous avons identifié le rôle de Snf5, une sous-unité du complexe de remodelage de la chromatine SWI/SNF, permettant de coordonner la disponibilité en nutriments et en oxygène avec la réponse transcriptionnelle pour permettre l’adaptation aux changements environnementaux. Snf5 est nécessaire pour la réponse transcriptionnelle relative au commensalisme et aussi aux traits de virulence de C. albicans. Nous avons confirmé ces observations par des tests de colonisation intestinale dans un modèle murin et le mutant snf5 s’est révélé incapable de persister dans le tractus digestif des souris. Le mutant snf5 présente également une atténuation des traits de pathogénicité : il ne peut former des hyphes, ne cause pas de dommage aux cellules de l’hôte et il est avirulent dans un modèle d’infection des larves de Galleria mellonella. L’étude des interactions génétiques a permis d’identifier un lien entre SNF5 et le gène de l’adénylate cyclase CYR1. Ceci suggère que Snf5 et Cyr1 appartiennent à la même voie de signalisation afin de permettre la flexibilité métabolique hypoxique. Les travaux de cette thèse ont permis de connaitre la réponse métabolomique hypoxique chez C. albicans et apportent des connaissances fondamentales sur cette levure. Cette compréhension pourra par la suite servir à cibler les voies métaboliques importantes pour la survie au sein de l’hôte et ainsi permettre le développement de nouveaux antifongiques. Nous avons également identifié le rôle de Snf5 pour la flexibilité métabolique hypoxique. L’absence de Snf5 provoque un défaut majeur de virulence chez C. albicans, ceci renforce l’idée de cibler les voies métaboliques pour lutter contre cette levure. Ainsi Snf5 ou un autre membre du complexe SWI/SNF pourrait être une cible thérapeutique pour le développement de nouveaux traitements antifongiques.

Notre hypothèse est que la progestérone est un stimulant respiratoire chez le rat en développement. Nous avons établi, la courbe dose/réponse de la progestérone à différentes doses pour des rats de 4 et de 12 jours. Puis, nous avons étudié son effet à 4 mg/kg sur la réponse ventilatoire à l'hypoxie pour des rats de 1, 4, 7 et 12 jours. Dans chaque âge, 2 groupes de rats selon l'injection unique en intra-péritonéale de progestérone ou de solution saline ont subi des mesures par pléthysmographie de ventilation et de métabolisme en normoxie et en hypoxie. En normoxie, la progestérone à 4 mg/kg n'a pas d'effet sur la ventilation et le métabolisme, réduit la fréquence des apnées chez les 1 jour et l'augmente chez les 12 jours. En hypoxie, elle augmente la réponse ventilatoire d'une manière âge dépendante sans changer le métabolisme.

L'analyse du contenu micropaléontologique et géochimique d'une carotte sédimentaire (48°20'N, 61°30'W, à 409 m de profondeur) prélevée dans le Chenal Laurentien du Golfe du St-Laurent a été effectuée dans le but de reconstruire les variations de productivité pélagique et de conditions benthiques au cours des derniers siècles. L'objectif de cette étude est de vérifier l'extension régionale de la tendance récente vers l'eutrophisation et l'hypoxie benthique récemment signalée dans l'Estuaire Maritime du St-Laurent. Les assemblages de dinokystes révèlent des conditions pélagiques relativement uniformes. Les données géochimiques (C organique, C/N) et isotopiques (δ¹³Corg, δ¹⁵N) suggèrent également des flux organiques uniformes durant les derniers siècles. Cependant, des changements significatifs sont enregistrés dans les assemblages de foraminifères benthiques. L'augmentation de l'abondance relative des espèces Cassidulina laevigata et Brizalina subaenariensis dans les 8 cm supérieurs de la carotte suggère que les eaux profondes ont subi une diminution des concentrations en oxygène dissous durant les ~65 à 45 dernières années. De plus, la diminution de l'abondance relative de Nonionellina labradorica simultanée à l'augmentation de Oridorsalis umbonatus suggère une diminution de l'influence des eaux du Courant du Labrador par rapport à celles des eaux de l'Atlantique Nord dans le Chenal Laurentien. Une diminution de ~0,4 ‰ de la composition isotopique (δ¹⁸O) des tests carbonatés du foraminifère benthique Bulimina exilis indique un réchauffement des eaux profondes de près de 1,4°C depuis environ un siècle. Ces résultats démontrent que le développement de l'hypoxie des eaux profondes est un phénomène régional à l'échelle de l'Estuaire et du Golfe du St-Laurent. Ils indiquent également que la cause de la diminution récente en oxygène dissous dans le Golfe du St-Laurent n'est pas principalement liée à une augmentation de productivité primaire, tel qu'en avait été l'hypothèse dans des études réalisées dans l'Estuaire du St-Laurent, mais plutôt à une augmentation de la température de la couche d'eau profonde. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hypoxie, Dinokystes, Foraminifères benthiques, Géochimie, Golfe du St-Laurent.

La séparation maternelle néonatale (SMN) est une forme de stress qui dérègle le fonctionnement normal de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS) résultant en une élévation chronique du niveau de corticostérone (CORT) plasmatique du rat adulte. Cette élévation est spécifique au sexe et elle est exprimée uniquement chez le rat mâle. La SMN mène à d'autres conditions physiologiques comme l'augmentation du chemoréflexe à l'hypoxie par des mécanismes qui demeurent, à ce jour, inconnus. Ce mémoire vise à tester l'hypothèse selon laquelle, chez des rats normaux, l'augmentation chronique des niveaux de CORT plasmatique augmente la réponse ventilatoire à une hypoxic modérée (12% O2). Nos résultats indiquent qu'une élévation chronique de CORT augmente significativement la réponse ventilatoire du rat adulte. Tout en appuyant notre hypothèse, ces résultats suggèrent que l'augmentation chronique de CORT contribue au phénotype respiratoire observé auprès des rats SMN. / Early life exposure to a stressor such as neonatal maternal separation (NMS) disrupts the normal functioning of the hypothalamo-pituitary-adrenal axis (HPA) and results in chronic elevation of plasma corticosterone (CORT) levels in the adult rat. This elevation is sex-specific and occurs in males only. NMS alone has several functional outcomes including an increase in the hypoxic ventilatory response through mechanisms that remain unknown. In the study presented in this thesis, we hypothesized that chronic increase of CORT alone can amplify the ventilatory response to moderate hypoxia (12% O2) in normal adult rats. Results indicate that a chronic elevation of CORT does increase the ventilatory response to hypoxia. Hence, this suggests that chronic CORT elevation can contribute to the respiratory phenotype observed in NMS rats.

Des études cliniques ont montré que l'hypoxie corrèle avec un mauvais pronostic dans plusieurs types de tumeurs solides. L'hypoxie active plusieurs gènes impliqués dans l'angiogenèse qui contribue à nourrir la tumeur et, dans certains cas, déclenche le processus métastasique. MTF-1 est un facteur de transcription qui est activé par plusieurs facteurs de stress dont fait partie l'hypoxie. MTF-1 a surtout été étudié pour son activation en réponse aux métaux parce qu' il a été découvert pour son rôle essentiel dans l'activation des gènes des Métallothionéines (MT) en réponse aux ions de métaux de transition. Le modèle d'activation de MTF-1 en réponse aux métaux est le suivant: MTF-1 est une protéine à doigts de zinc qui se lie à l'ADN. MTF-1 subit ensuite des événements de phosphorylation qui lui permettent d' activer la transcription des gènes des MT. Quant à l'activation de MTF-1 en réponse à l 'hypoxie, aucun mécanisme n'est connu. Il faut donc se référer à un mécanisme connu d'activation d'un autre facteur de transcription activé par l'hypoxie, RIF-1. L' activation de RIF -1 par l 'hypoxie passe par un mécanisme de dégradation/stabilisation impliquant les hydroxylases. Nous avons d'abord confirmé -que les MT sont induites en hypoxie et que cette induction passe par MTF-1 et les séquences MRE. Nous avons montré que MTF-1 n'est pas stabilisé en hypoxie, donc que les mécanismes d'activation de MTF-1 diffèrent de ceux activant RIF -1 u. Cependant, nous avons montré que les hydroxylases sont impliquées dans l'activation de MTF-1 en hypoxie, de même que le stress oxydant. En se référant au modèlè d'activation de MTF-1 en réponse aux métaux, nous avons aussi montré que des événements de phosphorylation impliquant les kinases JNK, PI3K et PKC sont cruciaux pour l'activation de MTF-1 par l'hypoxie. Finalement, nous avons montré que MTF-1 et RIF-1α entretiennent une relation de coopération pour l'induction de leur activité transcriptionnelle en réponse à l 'hypoxie. Compte tenu des nombreux rôles tenus par MTF-1, une meilleure compréhension des mécanismes gouvernant son activation permettra ultimement de développer des stratégies thérapeutiques pour lutter contre l'angiogenèse et la progression tumorale. / [MTF-1 : Facteur de transcription de la régulation par les métaux = Metal-regulatory transcription factor-1].

"Thèse en cotutelle, Université Laval, Québec, Philosophiæ doctor (Ph. D.), Canada et Université Claude Bernard Lyon 1 Villeurbanne, France." / L’apnée du sommeil (AS) induit des variations constantes d'oxygénation artérielle (hypoxie intermittente – HI) qui affectent environ 5 à 7 % de la population. Il se produit une augmentation du stress oxydatif (production d’espèces réactives de l’oxygène - ROS), augmentant les risques cardiovasculaires, neurologiques et métaboliques. Les études épidémiologiques démontrent que la prévalence d'AS est inférieure chez les femmes que chez les hommes, mais après la ménopause la prévalence augmente pour atteindre le même niveau que chez les hommes. L'oestradiol (E2) est un puissant agent antioxydant, mais son rôle éventuel dans le traitement ou la prévention de l'AS n'est pas exploité. Toutefois, l’oestradiol (associé ou non à la progestérone) permet de réduire l'AS chez les femmes ménopausées. Les ROS peuvent être produites par les mitochondries, la NADPH oxydase et/ou la Xanthine oxydase. La mitochondrie est le plus important producteur de ROS (90% de l'oxygène consommé) et son dysfonctionnement est très préjudiciable. L’oestradiol est une cible de la mitochondrie à travers ses récepteurs nucléaires alpha et bêta (ERa et ERβ) qui sont capables de moduler le fonctionnement de la mitochondrie et diminuer la production de ROS. Nous avons testé l’hypothèse dans un modèle animal ovariectomisé exposé à une HI, que l’estradiol et ses agonistes spécifiques ERa et Erβ sont capables de limiter le stress oxydatif cérébral, la dysfonction mitochondriale et l’apparition des désordres systémiques. Nos résultats ont permis de montrer que l’estradiol est capable d’éviter l’augmentation de la pression artérielle et la survenue de désordres respiratoires causés par l’HI. De plus, l’HI augmente le stress oxydatif cérébral en augmentant l’activité d’enzymes pro-oxydantes et en diminuant l’activité d’enzymes antioxydantes. L’estradiol permet de prévenir l’augmentation du stress oxydatif. On retrouve également une dysfonction de la chaine respiratoire mitochondriale dans le cortex en HI qui est préservée de manière différente par le traitement avec les modulateurs sélectifs des récepteurs ERa et ERβ (SERMs). Nous avons montré que ERβ joue un rôle dans le contrôle cardio-respiratoire et la fonction mitochondriale dans le cerveau. Nos résultats apportent une meilleure compréhension du rôle de l’estradiol comme agent protecteur contre l’apnée du sommeil et ses conséquences associées. L’utilisation d’agonistes spécifiques nous renseigne sur le rôle que tient chaque récepteur dans la protection induite par l’estradiol contre la dysfonction mitochondriale. L’utilisation du remplacement hormonal avec de l’estradiol ou des SERMs peut constituer une thérapie efficace contre l’apnée du sommeil et ses conséquences. / Sleep apnea (SA) induces constant changes of arterial oxygenation (Intermittent hypoxia - IH) that affect about 5 to 7% of the general population. IH increases oxidative stress (production of reactive oxygen species – ROS) and lead to cardiovascular, neurological and metabolic risks. Epidemiological studies show that the prevalence of SA is lower in women than in men, but after menopause the prevalence increases to the same level that in men. Estradiol (E2) is a potent antioxidant, but its potential role in the treatment or prevention of SA is not exploited. However, estradiol (with or without progesterone) can reduce SA in postmenopausal women. ROS can be produced by mitochondria, NADPH oxidase and/or Xanthine oxidase. Mitochondria is the most important producer of ROS (90% of oxygen consumed) and its dysfunction is very detrimental. Estradiol is a target of mitochondria through its mitochondria alpha and beta (ERa et ERβ) that are able to modulate mitochondrial function and decrease ROS production. We tested the hypothesis in ovariectomized animal model exposed to IH, that estradiol and its specific receptor ERa and ERβ agonists are able to limit cerebral oxidative stress, mitochondrial dysfunction and the appearance of systemic disorders Our results have shown that estradiol is able to avoid the increase of blood pressure and the occurrence of respiratory disorders caused by IH. Furthermore, IH increases cerebral oxidative stress by increasing activity of pro-oxidant enzymes and decreasing activity of antioxidant enzymes. Estradiol prevents against the increase of oxidative stress. There is also a mitochondrial respiratory chain dysfunction in the cortex by IH, that is preserved differently by treatment with selective ERa and ERβ receptor modulators (SERMs). We have shown that ERβ plays an important role in cardiorespiratory control and mitochondrial function in the brain. Our results provide a better understanding of the role of estradiol as a protective agent against sleep apnea and its associated consequences. The use of specific agonists informs us on the role of each receptors in estradiol-induced protection against mitochondrial dysfunction. The use of hormone replacement with estradiol or SERMs may be an effective therapy against sleep apnea and its consequences.

Dans certaines situations physiologiques et pathologiques, la concentration tissulaire en oxygène diminue grandement, créant ainsi une situation d'hypoxie. Heureusement, les cellules de mammifères possèdent un mécanisme de réponse efficace envers un stress hypoxique assuré par le facteur de transcription inductible par l'hypoxie, HIF-1. Le facteur HIF-1 est constitué de deux sous-unités : HIF-1β et HIF-1α. La sous-unité HIF-1β demeure invariable en fonction des niveaux d'oxygénation. En revanche, la sous-unité HIF-1 a est hautement régulée par les niveaux d'oxygénation. En normoxie, HIF-1α est rapidement hydroxylée par les prolyl-hydroxylases (PHD). L'hydroxylation de HIF-1α mène à sa reconnaissance par la protéine E3-ubiquitine ligase pVHL (von Hippel-Lindau protein), ciblant ainsi la protéine HIF-1 a ubiquitinylée vers la dégradation par le protéasome. À l'inverse, en hypoxie, l'hydroxylation de HIF-la est fortement diminuée, ce qui provoque la stabilisation de HIF-1α et la formation du dimère HIF-1 responsable de l'expression des gènes cibles impliqués dans la réponse adaptatrice des cellules à l'hypoxie. Outre l'hydroxylation et l'ubiquitinylation, la sous-unité a subie également plusieurs autres modifications telles que la phosphorylation, la sumoylation et la S-nitrosylation. Les travaux présentés dans cette thèse visent à démontrer l'impact de nouvelles modifications post-traductionnelles de HIF-1α sur l'activité du facteur HIF-1. Dans un premier temps, des travaux portant sur l'acétylation de la sous-unité HIF-1α par l'acetyltransferase ARD1 (Arrest-defective-1) seront présentés. En 2002, une étude démontrait que la protéine ARD1 était responsable de l'acétylation de HIF-1α, contribuant ainsi à son association avec pVHL et à sa dégradation. Cependant, nos travaux démontrent plutôt qu'ARDl n'est pas impliquée dans la stabilité de HIF-1α. Dans un deuxième temps, nous démontrons un rôle clé de la peptidyl-prolyl isomérase PIN1 sur l'activité transcriptionnelle du facteur HIF-1 et l'expression d'un gène cible important, le facteur de croissance des cellules endothéliales vasculaires (VEGF). Finalement, nous présentons des travaux impliquant la methylation de HIF-1α et le rôle important de cette modification sur l'activité du facteur HIF-1. Bref, l'étude de nouvelles modifications de la protéine HIF-1α s'avère donc fondamentale pour la compréhension de la régulation de HIF-1, tant au niveau des fonctions physiologiques et pathologiques importantes de HIF-1 qu'au niveau du développement de stratégie thérapeutique.

Les expériences encourues en période néonatale affectent la trajectoire développementale de plusieurs systèmes physiologiques. Particulièrement, le stress de séparation maternelle néonatale (SMN) perturbe le développement du système de contrôle respiratoire. Des travaux antérieurs illustrent l'impact de la SMN sur la régulation de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS). Notamment, les rats adultes mâles SMN présentent des niveaux de base de l'hormone adrénocorticotrope (ACTH) et de corticostérone (CORT) significativement plus élevés que les rats contrôles. Cette dérégulation de l'axe HHS se traduit par une augmentation de la réponse ventilatoire à l'hypoxie (RVH). Les rats femelles SMN ne démontrent aucun changement de l'activité de l'axe HHS, mais présentent une diminution de la RVH en comparaison aux rats contrôles. Ce dimorphisme sexuel nous a amené à adresser le rôle des hormones sexuelles dans le phénotype respiratoire observé chez les rats mâles et femelles SMN. D'abord, l'étude présentée au chapitre 2 évalue l'impact du déclin des fonctions ovariennes (induit et naturel) sur la RVH de rats adultes et d'âges mûrs. Ces travaux démontrent que les hormones ovariennes masquent les effets de la SMN sur le contrôle respiratoire. Cependant, en l'absence des stéroïdes ovariens (ex. : à la périménopause), les conséquences de la SMN apparaissent. Ces travaux proposent que l'apparition de plusieurs symptômes (ex. : cardio-respiratoires) chez la femme ménopausée peut avoir une origine néonatale. Le rôle de la testosterone dans le contrôle ventilatoire est méconnu. Par contre, nous observons que l'exposition à 20-min d'hypoxie provoque l'augmentation aiguë des niveaux plasmatiques de testosterone chez le rat mâle SMN. Dans l'étude présentée au chapitre 3, nous avons voulu déterminer si cette élévation de testosterone est nécessaire à l'apparition du phénotype respiratoire observé chez les mâles SMN. Les résultats démontrent que l'injection intrapéritonéale de testosterone provoque l'augmentation de la RVH chez l'animal SMN, ce qui indique que la testosterone est nécessaire à l'expression complète de ce phénotype chez ces animaux. Finalement, les études présentées aux chapitres 4 et 5 mettent en évidence que l'environnement social du rat juvénile peut contribuer à atténuer, voire même renverser les conséquences du stress de SMN sur la régulation neuroendocrinienne et sur le contrôle respiratoire.