Une majorité de neurones du noyau préoptique médian (MnPO) chez le rat sont sensibles aux variations de la concentration extracellulaire de sodium (Na⁺). L'objectif de cette étude était de déterminer le mécanisme cellulaire impliqué dans la détection du Na⁺ dans le MnPO. Pour étudier ce mécanisme, des enregistrements électrophysiologiques ont été réalisés sur des neurones dissociés et des neurones présents dans une tranche de l'hypothalamus. On a d'abord démontré la présence de "senseurs" de Na⁺ dans les neurones du MnPO. Ensuite, on a déterminé que la détection du Na⁺ extracellulaire était spécifiquement attribuée à un flux d'ions Na⁺ à travers un canal de fuite bloqué par le rubidium. Les propriétés de ce canal étaient similaires à celles d'un canal sodique. Même si cela reste à confirmer, la présence d'ARNm codant pour le canal Nax dans le MnPO fait de ce canal un candidat potentiel.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / Les canaux sodiques permettent la génération de potentiels d'action. Ceux-ci sont nécessaires à l'excitabilité cellulaire. Ainsi, les canaux sodiques permettent la génération et la propagation de l'influx nerveux. Ils permettent aussi la contraction des muscles squelettiques et du muscle cardiaque. Un dysfonctionnement dans ces canaux peut être à l'origine d'un vaste spectre de phénotypes pathologiques neuronaux tels que l'épilepsie, la douleur chronique, l'incapacité à ressentir la douleur, neuromusculaires tel la paramyotonie congénitale ou cardiaques tels certaines arythmies cardiaques ou la cardiomyopathie dilatée. L'étude des altérations des propriétés biophysiques des canaux sodiques permet de fournir un point de départ dans l'étude des mécanismes menant aux phénotypes pathologiques en plus d'orienter les traitements. Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur une mutation permettant la création d'un pore alternatif dans le canal sodique. Nous avons caractérisé les propriétés du pore et les régions de la protéine où il est possible de créer un tel pore.

Les canaux sodiques voltages dépendants sont responsables de la phase ascendante du potentiel d'action et jouent un rôle important dans l'initiation du potentiel d'action et de sa propagation dans les cellules excitables. Les canaux sodiques sont constitués d'une sous-unité a formant le pore, associée à plusieurs sous-unités p auxiliaire. La sous-unité a est formée de quatre domaines homologues (I-IV), chacun d'eux étant composé de six segments hydrophobiques (S1-S6). Seule la principale sous-unité a est nécessaire à l'expression fonctionnelle, mais les sous-unités p ont une action modulatrice sur la localisation et les propriétés fonctionnelles de la sous-unité a. Suite à des lésions du nerf, les neurones de ganglions dorsaux deviennent hyperexcitables. Les ganglions dorsaux expriment une combinaison de canaux sodiques de cinétique rapide sensibles à la TTX et de canaux de cinétique lente résistants à la TTX. Ces canaux jouent un rôle important dans la douleur chronique. Deux canaux sodiques distincts ont été clones à partir des ganglions dorsaux, Navl .7 et Nav1.8. Ils codent respectivement pour les canaux sensibles et résistants à la TTX. Même si Nav1.8 exprime bien dans les ovocytes de Xenopus laevis, les essais dans les lignées cellulaires de mammifères n'ont pas abouti. Matériels et Méthodes: Dans cette étude, nous avons recherché les déterminants de Nav1.8 dans les cellules de mammifères en utilisant une combinaison d'immunobuvardage et d'électrophysiologie. Résultats: Notre étude révèle que l'expression faible de Nav1.8 dans les cellules de mammifère est reliée à un défaut de trafficking qui emprisonne la protéine canal dans le réticulum endoplasmique. Si on incube les cellules tsA201 avec l'anesthésique local lidocaine, l'expression de Nav1.8 est considérablement augmentée. Les propriétés biophysiques du courant Nav1.8 exprimé dans un système d'expression hétérologue reproduisent celles de la composante du courant Na+ résistant à la TTX mesuré dans les neurones des ganglions dorsaux de rat. Conclusion: Nos résultats indiquent que la lidocaine, un bloqueur du canal sodique, agit comme un chaperon chimique qui stabilise le canal Nav1.8 dans sa conformation native et augmente donc le niveau d'expression de Nav1.8. / Voltage-gated sodium channels are responsible for the rising phase of action potentials. They play an important role in the initiation and propagation of action potential in excitable cells. Sodium channels consist of a pore-forming a subunit, associated with auxiliary p subunit. One a subunit consists of four homologous domains (I-IV), each composed of six hydrophobic segments (S1-S6). Dorsal root ganglion (DRG) neurons express a combination of rapidly gating TTX-sensitive and slowly gating TTX-resistant Na current. Two distinct Na channels have been cloned from the DRG that appear to account for the majority of this Na current. The Nav1.7 and Nav1.8 channels encode for rapidly inactivating TTX-sensitive and slowly inactivating TTX-resistant Na currents respectively. These two channels contribute significantly in pain pathways. Nav1.7 has a highly significant role in determining inflammatory pain thresholds, and Nav1.8 is the decisive role in maintaining the hypersensitivity of primary afferent neurons following nerve injuries. Although the cloned Nav1.8 expresses well in Xenopus oocytes, attempts the express the Nav1.8 channel in mammalian expression Systems have been met with limited success even in the presence of known sodium channel accessory p subunits. Methods: In this study we investigated the important determinants of Nav1.8 expression in mammalian cells using a combination of immunochemistry and patch-clamp technique. Results: Our study revealed that the low expression of Nav1.8 in mammalian cells is related to a trafficking defect that traps the channel protein in the endoplasmic reticulum. Incubating the tsA201 cells with the local anesthetic lidocaine dramatically enhances Nav1.8 expression. The biophysical properties of the heterologously expressed Nav1.8 current accurately reproduce those of the TTX-resistant component of Na current recorded from native DRG neurons. Conclusion: Our data indicates that lidocaine, a sodium channel blocker, can act as a chemical chaperone that stabilizes Nav1.8 channels in its native conformation therefore increases the expression of Nav1.8.

Thèse doctorat : Chimie Informatique et Théorique : Nancy 1 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Médecine. Biologie moléculaire : Nantes : 2006. / Bibliogr.

Thèses (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2001. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. 79-87. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans ce travail, nous présentons l’obtention de canaux permanents synthétiques, à base de cyclodextrines amphiphiles, en utilisant une méthode de polymérisation divergente d’oxiranes. Des modifications sélectives de cyclodextrines sont développées de manière à générer de nouveaux amorceurs de polymérisation anionique d’oxyde d’éthylène. Dans les conditions de synthèse utilisées, la démonstration du contrôle de la polymérisation est réalisée et l’obtention de molécules à 14 branches de POE, de longueur variable, est montrée. Parmi différentes applications envisageables, nous développons ici la possibilité d’utiliser ces molécules en étoile pour former des canaux ioniques permanents avec des temps de résidence de l’ordre de l’heure, ouvrant la voie par exemple à la translocation de molécules et de macromolécules. / In this work, we present the design of artificial permanent cyclodextrin-based channels, obtained by divergent polymerization. Selective modifications of cyclodextrins have been developed to generate original initiators of ethylene oxide ring-opening polymerization. Considering the experimental conditions used, the demonstration of controlled polymerization was performed, leading to molecules with 14 PEO arms having various molar masses. Among various applications, we focused on the possibility to use this new class of star-polymer architectures as permanent ionic channels exhibiting long residence time (hour scale), paving the way to translocation of molecules and macromolecules for example.