Les variations du nombre de copies (CNVs) incluent les délétions et les duplications de régions chromosomiques d’une taille variant de 50 pb à plusieurs Mb. Depuis 2005, les études d’association pangénomiques (GWAS) ont permis d’associer certains larges CNVs à des maladies syndromiques associées à la déficience intellectuelle incluant les syndromes de DiGeorge, Williams, Angelman, etc. En fonction de la densité génique de la région d’intérêt et de la variabilité des phénotypes associés, l’étude de la physiopathologie des syndromes peut être extrêmement complexe. La modélisation murine offre de nombreux avantages pour l’identification des gènes candidats et la compréhension des mécanismes moléculaires associés à ces pathologies.Les travaux présentés dans ce manuscrit consistent en la caractérisation des modèles murins pour cinq maladies syndromiques associées aux CNVs : la monosomie 21 partielle ainsi que les réarrangements des régions 16p11.1 et 17q21.31. Les caractérisations anatomiques, métaboliques et comportementales des animaux nous ont permis d’évaluer un grand nombre de paramètres associés à la symptomatique humaine. Nous avons également réalisé des analyses électrophysiologiques et transcriptomiques en ciblant nos investigations sur l’hippocampe, structure cérébrale qui joue un rôle central dans les processus de mémoire et d’apprentissage. Ce projet de recherche s’inscrit dans une perspective plus large qui est l’identification des gènes candidats pour les phénotypes observés et le développement de premières stratégies thérapeutiques pouvant potentiellement aboutir à l’amélioration des capacités cognitives des patients. / Copy number variations (CNVs) include deletions and duplications of chromosomal regions ranging in size from 50bp to several Mb. Since 2005, genome-wide association studies (GWAS) have associated some large CNVs to syndromic diseases linked to intellectual disability including DiGeorge, Williams, Angelman syndroms, etc. Depending on the gene density of the region of interest and the variability of symptoms, the study of the pathophysiology of syndromes can be extremely complex. Mouse modeling show many advantages for the identification of candidate genes and the understanding of molecular mechanisms associated with these diseases.The work presented in this manuscript consists of the characterization of mouse models of five syndromic diseases associated with CNVs: partial monosomy 21 and rearrangements of 16p11.2 and 17q21.31 regions. Anatomical, metabolic and behavioral characterizations of animals allowed us to evaluate a broad number of parameters associated with human phenotypes. We also performed electrophysiological and transcriptomic analysis focusing our investigation on the hippocampus which has a major role in learning and memory processes. This project is part of a wider perspective which is the identification of candidate genes for the different phenotypes we observe in the mouse and the development of first treatment strategies which can potentially lead to the improvement of cognitive capacity of patients.

La déficience intellectuelle (DI) est définie comme un dysfonctionnement intellectuel général inférieur à la moyenne, qui s'accompagne de limitations significatives du fonctionnement adaptatif (DSM-V). Il s'agit d'un handicap fréquent qui concerne près de 3% de la population générale. L'identification de l'étiologie d'une DI est une question primordiale car elle permet d'optimiser la prise en charge des patients sans risque de passer à côté d'une cause curable, et d'évaluer le risque de récidive dans la famille afin d'offrir un conseil génétique pour les grossesses à venir. Malgré les récents progrès, l'étiologie de la maladie reste inconnue dans près de 40% des cas. Le démembrement des causes génétiques et la compréhension des bases physiopathologiques des DI constituent donc un grand défi scientifique et médical. Par ailleurs, l'identification des gènes impliqués dans les DI et le décryptage des processus cellulaires sous-jacents à ces phénotypes sont une approche de choix pour étudier le développement et la plasticité cérébrale chez l'homme d'une part et entrevoir le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques d'autre part. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit s'inscrit dans cette thématique de recherche et a porté sur l'analyse, par la méthode de Whole Exome Sequencing (WES), de cinq familles indépendantes dans lesquelles ségrège une forme syndromique de DI. La première partie détaille les résultats obtenus pour l'analyse de trois familles consanguines dans lesquelles ségrège une DI autosomique récessive. La seconde partie présente l'étude de deux familles indépendantes dont les enfants atteints présentent une clinique très semblable. Au total, ce mémoire décrit l'identification de i) deux gènes précédemment associés à la DI (WDR62 et AP4M1), ii) deux gènes candidats (RAD54B et HERC2), potentiels modificateurs des symptômes observés, puis iii) la définition d'un nouveau mode d'hérédité, et enfin iv) la caractérisation de deux nouveaux gènes impliqués dans la DI (TTI2 et NONO) suivie des études fonctionnelles des efiets des mutations sur les cellules de patients et l'analyse d'un modèle murin Nonogt. / Intellectual deficiency (ID) is characterized by a broad range of deficits in higher brain functions that result in significant limitations in adaptive and cognitive capacities required for competence in daily living, communication, social interaction and integration, self-direction, and work (DSM-V). ID affects approximately 3% of the population. Identifying ID causes is essential to improve patients' care services with no risk to miss a curable cause, but also to provide genetic counselling to the family for future pregnancies. Little is known about the biological bases of these conditions. Indeed, despite recent advances in cytogenetic and molecular genetics, the cause of the mental handicap remains unexplained in 40% of the cases. Understanding the molecular bases of these disorders is therefore an important medical challenge for the next years. Also, ID genes identification and analysis of the cellular mechanisms underlying these conditions should provide significant insight into the molecular and cellular pathways involved in cognition and may lead to new therapeutic trials aiming at improving the daily living of these patients and their families. The PhD work presented here report on the analysis, using Whole Exome Sequencing (WES), of five different families presenting with syndromic ID. The first part develops results from the analysis of three consanguineous families with an autosomal recessive form of ID. The second part presents the study of 2 unrelated male ID patients who presented the same clinical features. Overall, this work allowed the identification of i) two genes previously associated with ID (WDR62 and AP4M1), ii) two candidate genes (RAD54B and HERC2), potential modifiers of the phenotype, then iii) the definition of a novel hereditary mode, and finally iv) the characterization of two new genes of ID (TTI2 and NONO) followed by the functional analysis of mutations effects in patients' cells and the Nonogt mouse model.

La neuropathie optique glaucomateuse est une pathologie du système visuel entrainant une cécité irréversible qui affectera 80 millions de personnes en 2020. Le principal facteur de risque du glaucome est l'élévation de la pression intraoculaire qui mène à la mort progressive des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR) du nerf optique jusqu'aux voies visuelles dans le cerveau. Il a été montré que le glaucome partageait des mécanismes neuro-inflammatoires communs avec les pathologies neurodégénératives. Nous avons émis l'hypothèse que ces mécanismes contribueraient à la progression du glaucome. L'objectif de ma thèse a été d'analyser les processus neuro-inflammatoires observés de la rétine jusqu'aux colliculus supérieurs sur un modèle expérimental d'hypertension oculaire unilatérale chez le rat obtenu après la cautérisation des veines épisclérales. Par des approches de biologie cellulaire et moléculaire, nous avons montré que ce modèle animal se caractérise par 1) une atteinte neuronale des CGR de l'oeil cautérisé; 2) l'augmentation de marqueurs pro-inflammatoires dans la rétine de l'oeil cautérisé, dans la rétine de l'oeil controlatéral, dans le nerf optique et dans les colliculus supérieurs et 3) la transmission de la neuro-inflammation à l'oeil controlatéral se fait majoritairement par les fibres des CGR qui projettent dans les deux colliculus supérieurs. Toutes ces données mettent en évidence le rôle complexe joué par le colliculus supérieur chez le rat dans la propagation de la neuro-inflammation induite par l'hypertension oculaire unilatérale. / Glaucoma is a visual system disorder leading to irreversible blindness and affecting 80 millions people worldwide by 2020. The major risk factor is elevated intraocular pressure leading to progressive retinal ganglion cell (RGC) death from the optic nerve (ON) to visual pathways in the brain. Glaucoma has been reported to share neuroinflammatory mechanisms with neurodegenerative disorders. We therefore hypothesize that mechanisms in central visual pathways may contribute to the spread of glaucoma disease. The aim of the present study was to analyze the neuroinflammation processes that occur from the pathological retina to the superior colliculi (SCs) in a rat model of unilateral ocular hypertension induced by episcleral vein cauterization. By molecular and cell biology methods, we have shown that this animal model is characterized by 1) neuronal damage of CGR from the cauterized eye; 2) the increase in proinflammatory markers in the retina of the cauterized eye, in the retina of the contralateral eye, in the optic nerve and in the superior colliculus and 3) transmission of neuroinflammation in contralateral eye is done mainly by CGR fibers that project into the two superior colliculus. All these data evidence the complex role played by the SCs, in rat, in the propagation of neuroinflammatory events induced by unilateral ocular hypertension.

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L’ambition des politiques sociales actuelles est de réduire les inégalités dans l’accès aux droits : renforcer l'accès à une pleine citoyenneté aux personnes handicapées et tendre vers une société inclusive. Reflet d’un changement de paradigme, le terme « inclusion » succède à celui d’« intégration». Autrement dit, ce n’est plus à l’individu « différent » de s’adapter à un système dit « normal », mais à la société de faire en sorte d'inclure toute personne quelles que soient ses particularités : la solidarité est l’affaire de tous. À La Réunion, les politiques inclusives s’inscrivent dans un contexte sociologique particulier. L’île présente des particularismes dus à une histoire coloniale récente, suivie d’un développement socioéconomique accéléré depuis la départementalisation en 1946. Ce DROM – Département Région Outre-Mer – présente les atouts d’une société industrielle mais n’en reste pas moins dépourvue de ressources propres. Un métissage de la population, une multiplicité, une mixité de pratiques culturelles et cultuelles sur ce petit territoire viennent rappeler la singularité des Réunionnais. La lecture du handicap et son traitement social en sont fortement imprégnés. Cette société qui a développé un mode de fonctionnement particulier, a fabriqué des espaces inclusifs qui ne correspondent pas toujours aux exigences et codes de la société française métropolitaine. Ces espaces viennent se poser parfois en dualité avec l’école, ce qui place les enfants handicapés mentaux sur la liminalité, sorte de sas entre les deux sphères, familiale et scolaire, mais dans lequel certains élèves stagnent. Les dispositifs actuels en faveur de l’inclusion amènent les acteurs impliqués, familles et professionnels, enseignants et travailleurs sociaux, à œuvrer pour une meilleure inclusion. / Social policies nowadays aim at reducing inequalities in access to rights: reinforce access to full citizenship for people with disabilities and build an inclusive society. The concept of "inclusion" is gradually substituting that of "integration", following the change of paradigm. In other words, it is no longer up to the person with “special needs” to adapt himself to a so-called "normal" system. It’s up to society to ensure that everybody is included, regardless of his particularities. Solidarity is everyone's responsibility. The sociological context of Reunion Island is quite particular: it has known a colonial history before its accession to the statute of French department in 1946, which has accelerated its socio-economic development. This Overseas Department presents the advantages of an industrial society, without any natural resources. The various cultural and religious practices in such a small territory due to the melding of populations make the people of Reunion island singular. Their representation of handicap and its social treatment are strongly influenced. This society has developed spheres of inclusion with particular codes that are quite different from those of the French metropolitan society. Therefore, these particular codes are sometimes different from those practiced in school. And children with mental disabilities live in a sort of airlock between the family and school spheres, where some students stagnate, in the liminality. Nowadays all stakeholders, families, teachers and social workers, try to rely on new schemes to achieve a better inclusion for these children.

La déficience intellectuelle (DI) est souvent associée à d’autres signes cliniques morphologiques et psychiatriques mais cette comorbidité est peu caractérisée pour la DI associée à un gène donné. Ainsi les mutations du gène p21-activated kinase 3 (PAK3) sont responsable d’un large spectre clinique, allant de la DI légère à des DI sévères associées parfois à des malformations du cerveau. Nous avançons l’hypothèse que les différentes mutations d’un même gène peuvent affecter divers paramètres biochimiques et affecter de manière différentielle les voies de signalisation impliquées dans la plasticité synaptique et dans le développement du cerveau. Pour valider notre hypothèse, nous avons caractérisé une nouvelle mutation responsable d’une déficience intellectuelle sévère associée à une agénésie du corps calleux et une microcéphalie. Cette mutation supprime l’activité kinase, n’affecte pas la stabilité de la protéine et augmente l’interaction avec un GEF de la famille PIX. Ces derniers résultats identifient une nouvelle voie de signalisation impactée par certaines mutations de PAK3. L’expression de ce variant modifie la morphologie cellulaire et la dynamique des adhésions focales, ainsi que les propriétés migratoires des cellules, ce qui pourraient relier les défauts biochimiques aux défauts de certaines fonctions cellulaires. De manière intéressante, ces caractéristiques sont aussi retrouvées pour un autre variant responsable d’une clinique également très sévère. Nous avons également caractérisé d’autres mutations associées à des phénotypes moins sévères. La synthèse de nos résultats nous permet ici de proposer un modèle explicatif de la relation génotype-phénotype pour les mutations de déficience intellectuelle liées au gène PAK3, intégrant des défauts neurodéveloppementaux et de plasticité synaptique. / Intellectual Disability (ID) is often associated with other morphological and psychiatric clinical signs, but this comorbidity is poorly characterized for ID associated with a given gene. Thus mutations of the p21-activated kinase 3 (PAK3) gene are responsible for a broad clinical spectrum, ranging from mild ID to severe ID, sometimes associated with brain malformations. We hypothesize that different mutations of the same gene may affect various biochemical parameters and differentially affect the signaling pathways involved in synaptic plasticity and brain development. To validate our hypothesis, we characterized a new mutation responsible for a severe intellectual disability associated with agenesis of the corpus callosum and microcephaly. This mutation suppresses kinase activity, does not affect protein stability and increases the interaction with a GEF of the PIX family. These latest results identify a new signaling pathway impacted by certain PAK3 mutations. The expression of this variant modifies the cellular morphology and the dynamics of the focal adhesions, as well as cell migratory properties, which could link the biochemical defects to those of certain cell functions. Interestingly, these features are also found for another variant responsible for a very similar severe clinical spectrum. We have also characterized other mutations associated with less severe phenotypes. The synthesis of our results allows us to propose an explanatory model of the genotype-phenotype relationship integrating neurodevelopmental and synaptic plasticity defects for intellectual disability and other clinical traits associated to the PAK3 gene mutations.

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

Devenir parent s’avère un choix convoité par un nombre grandissant de personnes vivant avec une déficience ou une lenteur intellectuelle (DI/LI). Or, l’exercice de ce droit peut se heurter à différents obstacles tels que l’insuffisance des services de soutien et la présence d’opinions, de croyances et d’attitudes négatives à l’endroit des personnes ayant une DI/LI, plus particulièrement, à l’égard de la possibilité qu’elles deviennent parents. Afin de mieux comprendre cette situation, la recherche qualitative menée dans le cadre de ce doctorat en service social s’est intéressée aux représentations sociales (RS) de la parentalité des personnes ayant une DI/LI chez des intervenants et chez des parents présentant cette condition. Les objectifs de cette démarche sont : (1) dégager les composantes cognitives (connaissances) et sociocognitives (opinions, attitudes, croyances) des RS; (2) explorer les convergences et les divergences intragroupe et intergroupe; (3) identifier les facteurs personnels et contextuels associés aux RS. Vingt-sept professionnels et neuf parents ont participé à des entrevues individuelles semi-structurées. Les données colligées ont permis d’établir différents constats. D’abord, plusieurs facteurs liés à l’expérience et au contexte de la pratique sont en lien avec les RS des intervenants. Entre autres, leur attitude à l’égard de la parentalité est moins favorable s’ils estiment que ces parents n’ont pas accès à des services qui soutiennent réellement l’exercice de leur rôle parental. Sur ce plan, ils considèrent qu’ils ne disposent pas des connaissances nécessaires à une intervention adaptée. Ils soulignent que la collaboration entre les partenaires impliqués dans l’aide à ces parents est altérée par l’ambiguïté de leurs rôles et par les difficultés d’arrimage des mandats. Du côté des parents, les RS se distinguent selon leur situation. Pour les personnes ayant la garde de leur enfant, la parentalité symbolise l’accès à un rôle hautement désiré dont l’exercice suscite fierté et détermination. Pour celles dont l’enfant a été placé en milieu substitut, la parentalité est associée à des sentiments d’injustice et de disqualification. Néanmoins, le soutien dont certains parents ont pu bénéficier au sein de leur communauté d’appartenance leur a permis de développer une identité parentale positive. Des recommandations liées à l’offre de services sont présentées dans cette thèse qui se conclut par la proposition de pistes à explorer en recherche. Mots-clés : parentalité, déficience intellectuelle, représentations sociales, attitudes, soutien, intervenants, collaboration. / A growing number of people living with intellectual disabilities or cognitive difficulties (ID/CD) decide to become parents. However, exercising this right may collide against various obstacles such as inadequate support structures and negative opinions, beliefs and attitudes towards people with ID/CD and more specifically, towards their capacity to raise a child successfully. To understand this situation, the qualitative research project conducted as part of this PhD in social work has focused on the social representations (SR) of the parenthood of people with ID/CD among practitioners and parents with this condition. The objectives of the study were to: (1) identify the cognitive (knowledge) and sociocognitive (opinions, attitudes, beliefs) components of the SR; (2) elicit the convergences and divergences within and between groups; (3) list the personal and contextual factors that may influence the SR. Twenty-seven professionals and nine parents participated in semi-structured interviews. The data collected revealed several findings. First, many factors involving the experience and context of practice are related to the practitioners’ SR. Among other things, their attitude regarding parenthood is less positive if they believe that these parents do not have access to services that actually support them. They feel they do not have the adequate knowledge to put forward appropriate interventions. Moreover, the effectiveness of collaborative practice with the partners involved is altered by the difficulties encountered in teamwork due to the absence of practice guidelines and to role ambiguity. Furthermore, parents’ SR are different according to their situation. In other words, for the participants who have the custody of their child or children, parenthood symbolizes the access to a highly desired role that will prompt pride and determination. However, their wish to be treated as adults, free to make their own decisions, doesn’t contradict their willingness to receive services that can help them improve their parental abilities and to better support the academic and social success of their child. Regarding the participants whose parenthood is experienced through the placement of their child or children by legal authorities, their representations are altered by suffering and feelings of injustice, and disqualification. This arises from their interactions with child welfare professionals and individuals close to them. However, within this group, parents who received psychosocial support were able to develop a positive parental identity. Finally, relevant recommendations that may contribute to the improvement of practice conditions and services offered to such parents in Quebec are being addressed. Various options for future research are proposed in the conclusion of the thesis. Key words : parenthood, intellectual disabilities, social representations, attitudes, family support, professionals, collaborative practice.

L’objectif de ce mémoire est d’identifier les préférences des parents à l’égard des conditions propices à l’annonce du diagnostic du handicap de l’enfant aux parents. Cent cinquante et un parents de la population générale, ayant un enfant autiste ou un enfant porteur de trisomie21 ont complété un questionnaire papier-crayon. Placés dans une situation fictive à l’aide d’une vignette, les parents ont exprimé leurs préférences sur l’environnement humain, l’information, le soutien, la personne la plus compétente pour les informer et les soutenir lors de deux annonces médicales. La première annonce informe les parents de signes physiques inquiétants chez l’enfant nécessitant une investigation plus poussée et la seconde annonce stipule un diagnostic final. Les résultats du premier article indiquent que les préférences des parents à l’égard du degré de spécificité et de la quantité de l’information est fonction de leur expérience de vie et de la situation médicale. Il semble inadéquat d’offrir exclusivement de l’information très spécifique sur la condition médicale de l’enfant. Les parents souhaitent avoir accès aussi à de l'information d’ordre plus général. En comparaison avec les parents de la population générale, les parents d’enfant handicapé semblent plus sensibles à l’incertitude de la situation médicale et conséquemment expriment des préférences plus réalistes. Les parents qui souhaitent recevoir peu d’'informations lors de la première annonce sont susceptibles d’en désirer davantage lors de la seconde, et ce surtout s’il s’est écoulé un long délai entre les deux annonces. La grande majorité des parents désirent être informés en compagnie de leur conjoint et préfèrent être informés parle pédiatre. Le deuxième article porte sur les trois formes de soutien offert aux parents par les professionnels de la santé. Il identifie des gestes de soutien appréciés par l’ensemble des parents indépendamment de leur expérience de vie et de la situation médicale. Pour les deux annonces, la résolution de problème et le soutien émotionnel sont préférés à l’évitement. Le pédiatre est identifié comme étant la personne la plus compétente pour offrir le soutien adéquat. Ces résultats sont discutés à partir d’une perspective clinique afin de dégager des stratégies d’intervention et améliorer les procédures d’annonces aux parents.

La granulomatose septique chronique (CGD) est un syndrome rare causé par une déficience des sous-unités du complexe de la NADPH oxydase 2 phagocytaire. Deux tiers des cas de CGD sont causés par des mutations de perte de fonction dans le gène CYBB, qui code pour la protéine gp91phox ou NOX2. Une susceptibilité accrue aux infections est le phénotype le plus évident observé chez les patients atteints de la CGD. Cependant, les individus déficients en NOX2 présentent également une activation accrue de l'inflammasome NLRP3, qui est la cause de manifestations auto-inflammatoires. Des données préliminaires suggèrent que ce phénomène est lié à une production défectueuse de ROS cytosoliques. L'objectif de ce projet est d’étudier la dysfonction de la réponse inflammatoire au cours du déficit en NOX2 en utilisant une lignée cellulaire de monocytes/macrophages THP-1 génétiquement modifiées par CRISPR pour abroger l’expression de NOX2. En utilisant cette lignée NOX2-deficient, j'ai ainsi pu démontrer que les phagocytes déficients en NOX2 présentent un priming accru de l'inflammasome NLRP3, comme en témoigne la transcription élevée des gènes NLRP3 et IL1B via une hyperactivation de la voie de signalisation NF-κB dépendante de l’IL-1β. Au niveau post-traductionnel, l’absence de NOX2 provoque une libération excessive d'ADN mitochondrial en raison de dommages mitochondriaux, activant ainsi l'inflammasome NLRP3. De plus, la pyroptose dépendante de NLRP3 dans les phagocytes déficients en NOX2 amplifie l'activation de l’inflammasome NLRP3. L’utilisation de ce modèle cellulaire offrira de nouvelles pistes thérapeutiques pour les patients atteints de CGD présentant des manifestations inflammatoires de manière plus ciblée. / Chronic Granulomatous Disease (CGD) is a rare syndrome caused by a deficiency of either NOX2 or any of the NADPH oxidase complex 2 subunits in phagocytes. Two-thirds of CGD cases are caused by loss-of-function mutations in the CYBB gene, which codes for the gp91phox protein, also called NOX2. Increased susceptibility to infections is the most obvious phenotype observed in CGD patients; however, NOX2-deficient individuals also experience increased NLRP3 inflammasome activation, which is the cause of autoinflammatory manifestations. Preliminary data suggest this phenomenon could be due to defective cytosolic ROS production. This project aims to examine the role of NOX2 in the regulation of the NLRP3 inflammasome using CRISPR-engineered THP-1 monocytes knock-out for CYBB gene encoding NOX2. Using this THP-1 cell line, I have successfully demonstrated that NOX2-deficient phagocytes exhibit enhanced priming of the NLRP3 inflammasome at the transcriptional level, as demonstrated by elevated transcription of the NLRP3 and IL1B gene via hyperactivation of the NF-κB pathway dependent on IL-1β. Post-translationally, decreased NOX2 causes excessive release of mitochondrial DNA due to mitochondrial damage, activating the NLRP3 inflammasome. Additionally, NLRP3-driven pyroptosis in NOX2-deficient phagocytes amplifies NLRP3 activation. Using this cell model, will provide the opportunity to treat CGD patients with inflammatory manifestations in a more focused manner.