The mechanisms involved in morphine tolerance are poorly understood. It was reported that calcitonin gene-related peptide (CGRP) immunoreactivity was increased in the spinal dorsal horn during morphine tolerance and an in vitro repetitive morphine treatment was able to mimic the in vivo results by inducing increases in CGRP- and substance P (SP)-immunoreactive (IR) neurons in cultured dorsal root ganglia (DRG). The aim of this study was to validate the DRG cell culture model by establishing which subtypes of opioid receptors are involved in the induction of CGRP and SP in cultured rat DRG neurons and to examine the signaling pathway involved in the induction of the neuropeptides following repetitive opiate treatments. / Following treatment with any of the three opioid agonists [mu; DAMGO, delta; DPDPE, kappa; U50488H], the number of CGRP- and SP-IR neurons increased significantly, in a concentration-dependent manner. Double-immunofluorescence staining showed that the three opioid receptors were colocalized with both of the pain-related neuropeptides. Protein kinase C (PKC)-IR was found to be significantly increased following a repetitive treatment with DAMGO. Double-immunofluorescence staining showed the colocalization of PKCalpha with CGRP or SP in cultured DRG neurons. Moreover, a combined treatment of the opioid with a PKC inhibitor was able to block the effects of the opioid on increased CGRP-like IR. / In conclusion, the data suggests that the three opioid receptors may be involved in the induction of CGRP and SP observed following chronic exposure to opiates and that PKC probably plays a role in the signaling pathway leading to the upregulation. These findings further validate the DRG cell culture as a suitable model to study intracellular pathways that govern changes seen following repetitive opioid treatments.

One of the primary causes of persistent lumbar back pain is degenerative disc disease (DDD). In most persons, DDD is a normal process occurring with natural age, while in others, DDD results in chronic pain. While imaging techniques can be used to detect degenerative changes, there is a low correlation between the extent of degenerative changes and the pain found upon physical evaluation, suggesting biochemical factors may be involved with the persistent pain state. The purpose of this study was to examine human cerebrospinal fluid (CSF) for changes in protein expression using high throughput proteomics technology, which would help to identify biochemical factors involved with DDD and low back pain. Differences at the protein level were observed in the CSF of persons with asymptomatic and painful degenerative disc disease. Markers of inflammation were altered in patients with degenerative disc disease. In the case of painful degenerative disc disease, our results suggest altered neuropeptide processing and nerve damage may be playing a role in the disease. / L'une des causes de la lombalgie chronique est la maladie degenerative lombaire (MDL). Chez la plupart des gens, ce processus se développe normalement au cours du vieillissement, alors que chez d'autre gens, la MDL cause de la douleur chronique. Alors que les techniques d'imageries peuvent être utilisées pour détecter la dégénérescence des disques, il y a une faible correlation entre l'étendue de la dégénérescence et la douleur ressentie à l'évaluation médicale. Il est donc possible que des facteurs biochimiques soient impliqués dans le dévellopement et la maintenance de la douleur chronique, mais qu'ils soient indétectables par imagerie. Le but de cette étude est d'analyser le liquide céphalo-rachidien (LCR) de l'humain afin de mesurer les changements d'expression de proteins et ainsi, d'identifier les facteurs biochimiques impliqués dans la MDL. Des différences au niveau des protéines ont été observées entre le CSF de personnes asymptomatiques et de personnes souffrant de la MDL avec douleur. Marqueurs inflammatoires ont été altérés chez les patients présentant la MDL. Dans le cas des patients ayant la MDL avec douleur, il est possible que le métabolisme des neuropeptides et des dommages aux terminaisons nerveuses jouent un role dans la pathologie.

In utero exposure to teratogenic drugs and environmental chemicals can cause various developmental defects. However, the mechanism underlying these malformations is not well understood. Exposure to ethylene glycol monomethyl ether (EGME), a glycol ether compound found in numerous industrial products, or to its active metabolite, 2-methoxyacetic acid (2-MAA), increases the incidence of developmental defects, including limb malformations. My goal was to test the hypothesis that the adverse effects of EGME on limb development are mediated by 2-MAA-induced alterations in the acetylation programming by using an in vitro murine limb bud culture system. Forelimbs from CD-1 gestation day 12 mouse embryos were excised and cultured with vehicle or increasing concentrations (3 mM, 10 mM and 30 mM) of EGME or 2-MAA. Limb differentiation was scored using a morphogenetic scoring system on day 6 of culture. Limbs were collected after 1, 3, 6, and 24 hours of exposure to assess the effects of EGME and 2-MAA on the acetylation of histones (H3K9 and H4K12) and a non-histone protein, p53 (p53K379). To better understand the mechanism of action, gene expression profiling was also conducted on 2-MAA-treated limbs (3 mM) after 3 h exposure. Furthermore, the effects of EGME and 2-MAA were assessed on downstream biomarkers of cell cycle arrest (p21 expression) and apoptosis (cleaved caspase-3). EGME exposure had only minimal effects on limb development, whereas 2-MAA caused a concentration-dependent increase in limb malformations. Therefore, 2-MAA mediates the teratogenicity of EGME and has a substantial impact on limb development. EGME had no effects on the acetylation of histones or a non-histone protein, p53. However, a significant hyperacetylation of H9K9, H4K12 and p53K379 was observed in 2-MAA–treated limbs. Gene expression analysis of 2-MAA (3 mM) exposed limbs at 3 h revealed that 2-MAA-treated limbs have a completely different profile than control limbs. EGME had no effects on markers of cell cycle arrest or apoptosis, whereas 2-MAA caused a significant increase in the expression of p21 and in the cleavage of caspase-3. Furthermore, the hyperacetylation of p53K379 was correlated with a significant increase in p21 expression, and cleaved caspase-3, both in terms of concentration and timing. These data suggest that 2-MAA-induced disruption of limb development in vitro is associated with a dysregulation of acetylation and gene expression as early as 3 h after exposure. Therefore, I propose that modifications in acetylation programming underlie the teratogenicity of 2-MAA. / Une exposition à des médicaments tératogènes ou à des produits chimiques environnementaux au cours du développement embryonnaire peut causer divers malformations congénitales. Pourtant, le mécanisme qui sous-tend ces malformations n'est pas bien comprit. Une exposition à l'éthylène glycol éther monométhylique (EGME), un éther de glycol trouvé dans de nombreux produits industriels, ou à son métabolite actif, l'acide 2-méthoxyacétique (2-MAA), augmente l'incidence des malformations congénitales, y compris les malformations des membres. Mon objectif était de tester l'hypothèse que les effets néfastes d'EGME sur le développement des membres sont médités par les altérations que 2-MAA induit dans la programmation d'acétylation en utilisant un système de culture membre in vitro. Les membres antérieurs de souris CD -1 âgés de 12 jours de gestation ont été excisés et mis en culture avec un véhicule ou des concentrations croissantes (3 mM, 10 mM et 30 mM) de EGME ou 2-MAA. La différenciation des membres a été établie à l'aide d'un système de notation morphogénétique après 6 jours en culture. Les membres ont été recueillis après 1, 3, 6, et 24 heures d'exposition pour évaluer les effets d'EGME et 2-MAA sur acétylation des histones (H3K9 et H4K12) et la protéine non- histone, p53 (p53K379). Pour mieux comprendre le mécanisme d'action, l'analyse d'expression génique a également été menée sur les membres traités pendant 3 heures avec 2-MAA (3 mM). Les effets d'EGME et 2-MAA ont également été évaluées sur des marqueurs biologiques de l'arrêt du cycle cellulaire (expression de p21) et de l'apoptose (caspase-3 clivée).L'exposition à EGME n'avait que des effets minimes sur le développement des membres, alors que 2-MAA a provoqué une augmentation de malformations aux membres qui étaient dépendante sur la concentration. Donc, 2-MAA médie la tératogénicité d'EGME et a un impact néfaste considérable sur le développement des membres. EGME eu aucun effet sur les marqueurs d'acétylation histones et non-histone (p53). Cependant, un hyperacétylation importante a été observée dans H9K9, H4K12 et p53K379 dans les membres traités par 2-MAA. L'analyse d'expression génique de 2-MAA (3 mM) après 3 heures, a révélé un profil d'expression génique complètement différent de celui du véhicule. EGME n'a eu aucun effet sur les marqueurs importants sur l'arrêt du cycle cellulaire et de l'apoptose, tandis que 2-MAA a provoqué une augmentation significative de l'expression de p21 et de la caspase- 3 clivée. En outre, la hyperacétylation de p53K379 a une forte corrélation à l'augmentation significative de l'expression de p21 et la caspase-3 clivée, à la fois en termes de concentration et de temps. Ces résultats suggèrent que la perturbation du développement des membres induit par 2-MAA in vitro est associée à une dérégulation de d'acétylation et d'expression génique aussi tôt que 3 heures après l'exposition. Je propose donc que des modifications dans la programmation d'acétylation sous-tendent la tératogénicité de 2-MAA.

Testicular cancer is the most common cancer affecting young men of reproductive age. Fortunately, with the considerable advancements made in the treatment protocol, namely the coadministration of bleomycin, etoposide, and cisplatin (BEP) subsequent to orchidectomy, the cure rate has drastically improved to over 90 percent. This high cure rate, in conjunction with the young age of patients, requires more emphasis to be placed on post-treatment quality of life, including fertility. Knowing that this treatment results in reproductive chemotoxicity, the goal of this thesis was to determine the effects of BEP exposure on the sperm head proteome and its resulting impact on male fertility and progeny outcome in the Brown Norway rat, with emphasis on spermatozoa after recovery of treatment. The first objective was to elucidate the effect of BEP treatment on the sperm chromatin integrity and sperm head protein profiles. The susceptibility of DNA to denaturation and the number of strand breaks was significantly increased in mature spermatozoa following BEP treatment; however, most interestingly was the change in the expression of sperm head proteins, including histones, protamines, and sperm-egg interacting proteins, in BEP-treated spermatozoa subjected to a 9-week recovery period. The next objective was to identify the mechanism by which the histone to protamine ratio is altered in BEP-treated sperm after recovery and its potential consequence on the F1 generation. The progeny sired from spermatozoa of BEP-treated males after a recovery period, which had abnormalities in chromatin structure due to the altered expression of chromatin remodeling proteins, displayed changes in the testicular expression of reproductive-related genes at postnatal day 6. Moreover, the resulting litter size was significantly reduced, suggesting that the BEP-inflicted modifications of the sperm chromatin structure may have led to early embryonic death. The last objective was to understand the implications of up-regulated sperm-egg interacting proteins, following BEP treatment, on fertilization capacity and early embryo development. In-vitro fertilization studies confirmed that the up-regulation of sperm-egg interacting proteins, localized to the sperm head plasma membrane, increased the fertilization capacity of BEP-treated spermatozoa following a 9-week recovery period; however, when these recovery animals sired eight-cell stage embryos via natural matings, the expression of several stem cell transcription factors important in early embryo development were modified. Collectively, these studies indicate that despite a prolonged cessation of treatment, exposure to BEP chemotherapy results in persistent effects on spermatogenesis, with paternally mediated repercussions on progeny outcome initiating a major cause for concern. / Le cancer testiculaire est le type de cancer le plus commun chez les hommes en âge de procréer. Grâce à des avancées considérables, notamment la co-administration de la bléomycine, étoposide et cisplatine (BEP) qui suit l'orchidectomie, le taux de guérison atteint aujourd'hui plus de 90%. Ce taux élevé de guérison, en conjonction avec le jeune âge des patients, crée le besoin d'études mettant l'accent sur la qualité de vie post-traitement de ces hommes et notamment, sur leur fertilité. Sachant que le traitement a un effet chimiotoxique sur le plan reproducteur, le but de cette thèse était de déterminer les effets de l'exposition au BEP sur le protéome de la tête du spermatozoïde et leur impact sur la fertilité masculine et sur la progéniture, pendant et après le traitement chez le rat de souche Brown Norway. Le premier objectif était d'étudier les effets du traitement BEP sur l'intégrité de la chromatine du spermatozoïde et sur le protéome de la tête du spermatozoïde. La sensibilité de la structure chromatinienne à la dénaturation ainsi que le nombre de cassures des brins d'ADN étaient significativement augmentés dans le spermatozoïde mature après traitement; cependant, le changement le plus notoire fut celui des niveaux d'expression de certaines protéines de la tête du spermatozoïde dont les histones, protamines et de certaines des protéines impliquées dans l'interaction des deux gamètes, chez les spermatozoïdes des rat 9 semaines après la fin du traitement. L'objectif suivant était d'identifier le mécanisme qui modifie le ratio histone-protamine dans les spermatozoïdes des rats traités après les 9 semaines de rétablissement, ainsi que les potentielles conséquences de ces altérations sur la portée de la première génération, F1, de ces rats. Les rats âgés de 6 jours post partum, issus des males 9 semaines post traitement, dont les spermatozoïdes présentent des anomalies dans la structure chromatinienne induite par la modification d'expression des protéines du remodelage chromatinien, présentent des modifications du niveau d'expression testiculaire de certains gènes de la reproduction. De plus, la taille des portées est significativement réduite, suggérant que les modifications structurales de la chromatine suite au traitement pourraient induire une mort embryonnaire. Le dernier objectif était de comprendre les implications de la surexpression de certaines protéines impliquées dans l'interaction spermatozoïde-ovocyte induite par le traitement, sur la capacité à fertiliser des spermatozoïdes et sur les premiers stades de développement embryonnaire. Les études de fertilisation in vitro ont confirmé que la surexpression de ces protéines, localisées sur la surface de la tête du spermatozoïde, augmentait la capacité de fertilisation des spermatozoïdes traités après les 9 semaines de rétablissement; cependant, les embryons au stade 8 cellules, issus de fécondation naturelle, présentaient des modifications dans le niveau d'expression de certains facteurs de transcriptions connus pour être importants lors des premiers stades de développement embryonnaire. Ensemble, ces résultats montrent que malgré la longue période de rétablissement qui suit le traitement, l'exposition au BEP induit des effets persistants sur la spermatogenèse, avec des répercussions d'origine paternelle sur la progéniture, mettant à jour des préoccupations majeures dans le milieu de la reproduction.

Hydroxyurea was used as a model teratogen to investigate the role of oxidative stress and stress-response pathways in mediating drug teratogenicity. Hydroxyurea exposure during organogenesis induced fetal death and growth retardation, as well as external and skeletal malformations. Many of these malformations were concentrated in the caudal region, specifically affecting the hindlimbs, lumbosacral vertebrae, and tail. In utero exposure to hydroxyurea caused a depletion of glutathione, a major cellular antioxidant, and increased lipid peroxidation as assessed by the production of 4-hydroxynonenal protein adducts; interestingly, 4-hydroxynonenal protein adducts were enhanced within regions of high susceptibility to hydroxyurea-induced malformations. One of the major proteins modified by 4-hydroxynonenal adducts, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), is involved in energy metabolism; the formation of 4-hydroxynonenal-GAPDH-protein adducts led to a decrease in the enzymatic activity of GAPDH and a reduction in lactate formation. Under non-stress conditions, GAPDH was found in the cytoplasm; however, GAPDH was translocated into the nucleus following hydroxyurea exposure. Pharmacological inhibition of the nuclear translocation of GAPDH with deprenyl led to an enhancement of malformations, specifically those of the hindlimbs, lumbosacral vertebrae, and tail, without further depleting glutathione. Thus, GAPDH plays a protective role in the nucleus following oxidative stress-induced insult. In utero exposure to hydroxyurea led to a disruption in redox homeostasis in the embryo, oxidizing critical oxidoreductases, such as thioredoxin (TRX1) and GAPDH. The dysregulation in redox status stimulated the expression of nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) and its target gene peroxiredoxin 1 (Prdx1). Thioredoxin interacting protein (Txnip), an endogenous inhibitor of TRX1 was also upregulated. The major pathways activated following hydroxyurea exposure were apoptosis and cell cycle arrest. Many genes involved in these pathways are redox-sensitive, including mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and components of AP-1 signaling such as C-JUN. Cleaved PARP1 and cleaved caspase-3 immunoreactivity, markers of apoptosis, were dramatically enhanced following hydroxyurea treatment. Thus, the dysregulation in redox homeostasis and changes in embryonic gene expression contribute to hydroxyurea-induced developmental toxicity. / L'hydroxyurée a été utilisé comme modèle tératogène afin d'étudier le rôle du stress oxydatif et les cascades moléculaires activées par ce stress, pouvant expliquer l'effet tératogène de médicament. Une exposition à l'hydroxyurée pendant l'organogenèse a entraîné la mort fœtale et un retard de croissance, ainsi que des malformations externes et squelettiques. Plusieurs de ces malformations étaient concentrées dans la région caudale, affectant particulièrement les membres postérieurs, les vertèbres lombo-sacrées et la queue. L'exposition in utero à l'hydroxyurée a causé une réduction du glutathion, un antioxydant cellulaire majeur, et l'augmentation de la peroxydation lipidique tel qu'évalué par la création de produits agglomérés de protéines 4 – hydroxynonénal. De plus, les agglomérations de la protéine 4 - hydroxynonénal ont augmenté dans les régions sensibles aux malformations par l'hydroxyurée. L'une des principales protéines modifiées par ces accumulations de 4 - hydroxynonénal, la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH), est impliquée dans le métabolisme de l'énergie. La formation des agglomérations de la protéine 4 – hydroxynonénal-GAPDH a mené à une diminution de l'activité enzymatique de GAPDH et une réduction de la formation de d'acide lactique. Sous des conditions non stressantes, GAPDH a été trouvé dans le cytoplasme mais suite à une exposition à l'hydroxyurée, GAPDH a été déplacé dans le noyau. L'inhibition pharmacologique de la translocation nucléaire de GAPDH avec déprényl a augmenté les malformations, plus spécifiquement celles des membres postérieurs, des vertèbres lombo-sacrée et la queue, sans réduire d'avantage la glutathion. Ainsi, GAPDH joue un rôle protecteur dans le noyau suivant un stress oxydatif.L'exposition in utéro à l'hydroxyurée a conduit à une perturbation de l'homéostasie d'oxydoréduction de l'embryon, en oxygénant d'importantes oxydoréductases, tels que la thiorédoxine (TRX1) et GAPDH. Le dysfonctionnement de l'état d'oxydoréduction a stimulé l'expression du facteur nucléaire tel que le dérivé des érythoïdes 2 (Nrf2) et son gène cible la péroxiredoxine 1 (Prdx1). La protéine de thiorédoxine (Txnip), un inhibiteur interne de la TRX1 a également été augmenté. Suite à une exposition à l'hydroxyurée, les principales cascades moléculaires activées étaient liées à l'apoptose et l'arrêt du cycle cellulaire. Plusieurs gènes impliqués dans ces mécanismes sont sensibles à l'oxydoréduction, incluant les kinases activées par les mitogènes (MAPKs) et les composants de la signalisation AP-1, tel que le C-JUN. L'immunoréactivité des formes actives de PARP1 et de caspase-3, des marqueurs d'apoptose, ont été considérablement augmentées après le traitement d'hydroxyurée. Ainsi, le dérèglement de l'homéostasie de l'oxydoréduction et les changements d'expression des gènes embryonnaires contribuent à la toxicité induite par l'hydroxyurée.

Atrial fibrillation (AF) is the most common type of arrhythmia. Altered electrical and structural properties of the heart give rise to the initiation and maintenance of AF. Structural remodeling is an important component of congestive heart failure (CHF). AF and CHF commonly occur together in patient populations. Cardiac fibroblasts are the main drivers of structural remodeling in the heart, through the generation of fibrosis by excess extracellular matrix (ECM) synthesis and deposition. Understanding fibroblast behaviour and designing strategies to regulate it could prevent adverse remodeling in disease states. The purpose of this thesis was to gain insight into fibroblast behaviour with the ultimate goal of identifying new therapeutic targets to combat structural remodeling.In an experimental model of CHF atrial fibrosis is more prominent than ventricular. This observation was partly explained by the fact that atrial fibroblasts are intrinsically different from ventricular; atrial fibroblasts are more responsive to pro-fibrotic stimuli. Atrial fibrosis is prominent in CHF and absent from control atria leading to the hypothesis that CHF and control fibroblasts are intrinsically different. Cultured atrial fibroblasts from control and CHF animals however, do not display differences in ECM gene expression. It was hypothesized that this was due to culturing conditions masking in vivo phenotypes. This thesis showed atrial fibroblasts from control and CHF animals are actually intrinsically different in terms of gene expression, morphology, and ion channel properties. Indeed, these important phenotypic differences are lost when cells are placed into culture.In an attempt to explain mechanistically why CHF atrial fibroblasts are more activated as compared to control, microRNA29 (miR29) was investigated. MiR29 has been implicated in regulating ECM expression in the border zone post-myocardial infarction (MI). The hypothesis was generated that miR29 would be decreased in CHF atrial fibroblasts resulting in increased ECM expression. MiR29 was decreased in atrial fibroblasts and tissue from CHF animals. This correlated with increased ECM expression. In human AF patients miR29 plasma and tissue levels were decreased. A direct relationship between miR29 and ECM gene expression was shown using lentiviral suppression and upregulation of miR29 in atrial fibroblasts. Restoring miR29 levels in conditions such as CHF or AF could prevent structural remodeling.Wnt-frizzled signalling was recently shown to be activated post-MI in rats, contributing to scar formation. Little information is known regarding expression of wnts and frizzleds in cardiac fibroblasts in control or disease conditions. An aim of this thesis was to characterize the wnt pathway. Atrial and ventricular fibroblasts were found to express the majority of the 10 frizzled receptors and 19 wnt ligands. Fzd2 was strongly increased in both atrial and ventricular fibroblasts in CHF as compared to control suggesting it may regulate fibroblast behaviour. Similarly, wnt2 and 4 were upregulated in atrial fibroblasts in CHF animals as compared to control. Wnt4 treated atrial fibroblasts showed increased expression of an ECM gene. Inhibiting wnt2 and 4 signalling could decrease excess ECM gene expression in CHF atrial fibroblasts. / La fibrillation auriculaire (FA) est l'arythmie la plus fréquente. Des propriétés cardiaques électriques et structurelles altérées participent à l'initiation et au maintien de la FA. Un remodelage structurel est une composante majeure de l'insuffisance cardiaque congestive (ICC). La FA et l'ICC sont souvent des événements concomitants dans les populations de patients. Les fibroblastes cardiaques ont un rôle clé dans ce remodelage structurel du cœur, ceci via la synthèse et le dépôt excessif de matrice extracellulaire (MEC), conduisant à la fibrose. Une meilleure compréhension du fonctionnement de ces fibroblastes, et la mise au point de stratégies visant leur régulation pourraient permettre un traitement préventif de ce remodelage néfaste. Le but de cette thèse était d'approfondir les connaissances sur les fonctions fibroblastiques, avec en point de mire, l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour lutter contre le remodelage structural.Dans un modèle expérimental d'ICC, la fibrose auriculaire est plus évidente qu'au niveau ventriculaire. La fibrose atriale est importante en cas d'ICC, mais inexistante dans les oreillettes contrôles; ce qui conduit a l'hypothèse que les fibroblastes seraient intrinsèquement différents dans ces deux conditions. Toutefois, la culture de ces deux types de fibroblastes ne montre aucune différence dans l'expression de gènes de la MEC. Cela pourrait être dû aux conditions de culture qui occulteraient les phénotypes observés in vivo. Cette thèse démontre que les fibroblastes atriaux, selon qu'ils soient issus d'animaux contrôles ou avec ICC, sont en réalité très différents en terme d'expression de gènes, de morphologie, ou de propriétés de leurs canaux ioniques. En effet, ces différences phénotypiques d'importance disparaissent une fois ces fibroblastes mis en culture.Dans le but d'expliquer le mécanisme d'activation des fibroblastes atriaux dans le cas d'ICC, l'étude du micro-ARN 29 (miR29) a été entreprise. MiR29 est impliqué, après infarctus du myocarde (IM), dans la régulation de l'expression de la MEC de la zone péri-infarcie. D'où l'hypothèse que l'expression de miR29 serait diminuée dans les fibroblastes atriaux d'animaux avec ICC, entraînant une augmentation de l'expression de la MEC. MiR29 a une expression diminuée dans les tissus et fibroblastes atriaux d'animaux en ICC, en corrélation avec une augmentation de l'expression de la MEC. Chez les patients atteints de FA, les niveaux plasmatique et tissulaire de miR29 sont également diminués. Une relation directe entre miR29 et l'expression de gènes de la MEC a été démontrée via l'utilisation de lentivirus pour supprimer ou augmenter miR29 dans les fibroblastes atriaux. La restauration des niveaux de miR29 dans des cas d'ICC ou de FA pourrait prévenir le remodelage structurel.Il a récemment été montré que la voie de signalisation Wnt-Frizzled est activée après IM chez le rat, induisant la formation d'une cicatrice. Il y a toutefois peu d'informations concernant l'expression des différents gènes Wnts et Frizzleds dans les fibroblastes cardiaques, en conditions contrôle ou malade. Une des finalités de cette thèse était de mieux caractériser cette voie de signalisation. Les fibroblastes atriaux et ventriculaires expriment la vaste majorité des 10 récepteurs Frizzled, et des 19 ligands Wnts. Fzd2 voit son expression fortement augmentée, aussi bien dans l'oreillette que dans le ventricule, dans les fibroblastes issu d'animaux en ICC, par rapport aux contrôles, lui suggérant un rôle de régulateur du phénotype de ces fibroblastes. Dans les mêmes conditions, Wnt2 et Wnt4 voient leur expression augmentée. Les fibroblastes atriaux traités par Wnt4 présentent une augmentation de l'expression d'un gène de la MEC. Au contraire, l'inhibition de Wnt2 et Wnt4 pourrait ralentir la surexpression de gènes de la MEC par les fibroblastes atriaux d'animaux en ICC.

Many advances have being made in understanding the pathological processes in Alzheimer's Disease (AD) and in testing therapeutic strategies to stop disease progression. It has become clear that neuroinflammation plays a main role in AD. Evidence is being gathered from experimental, epidemiological and clinical trials studies that this process happens even earlier, in stages where pathology is present but no symptoms are detected. Even though the late, plaque-associated central nervous system (CNS) inflammation is well characterized, many questions remain regarding the early inflammatory process. Understanding this event is important to develop biomarkers to identify those at risk for AD and to monitor disease progression, and in the search of better treatment for AD. Unfortunately, studying pre-clinical stages in AD is not possible as yet due to the lack of biomarkers signalling the conversion from normal cognition to AD. Alternatively early stages of the AD-like amyloid pathology can be study in transgenic (tg) models that mimic several aspects of the human pathology. In the studies described here we use both our AD tg rat (McGill-R-Thy1-APP) and mouse (McGill-Thy1-APP) models to investigate events on the early amyloid pathology. We first demonstrated a marked up-regulation of several classical inflammatory markers such as COX-2, IL-1β, TNF-α and fractalkine (CX3CL1) in the cerebral cortex and hippocampus. Interestingly, many of these markers were highly expressed in Aβ-burdened neurons. Activated astrocytes and microglia were found in close relationship to these Aβ-burdened neurons. These findings confirm the occurrence of a pro-inflammatory process preceeding the generation of amyloid plaques and suggest that Aβ-burdened neurons play a crucial and early role in the initial inflammation in Alzheimer's pathology.Further we investigated the impact systemic inflammation in these very early stages of both amyloid pathology and CNS inflammation, as well as its impact on cognition. We found that administration of lipopolysaccharide (LPS) to McGill-Thy1-APP tg mice – at a pre-plaque stage of the amyloid pathology – changed levels of both anti (IL-10 and TGF-β) and pro-inflammatory molecules (COX-2 and MCP-1) as well the status of the microglia, a important cell mediator of inflammation. On the other hand LPS-administration did not impact cortical human Aβ42 levels, the profile of astrocytosis in the cortex and hippocampus of these mice or their cognitive status. Here we showed a chronic and long-lasting effect of LPS-induced systemic inflammation in CNS inflammation in initial stages of the amyloid pathology which is not present in mice with no amyloid pathology. Taken together these data indicates that systemic inflammation could have a negative impact on these initial/asymptomatic stages of AD pathology. Finally we study the impact of M30, a drug with antioxidant and neuroprotective properties, regarding its potential anti-inflammatory effects and its beneficial effects on cognition in our tg rat model of AD. We found that M30 administration reverted deficits in Novel Objection Location task and prevented worsening of cognitive impairment in Novel Object Recognition paradigm. Furthermore we demonstrated that the treatment rescued microglia phenotype, decreasing activation of these cells which is associated with the release of neurotoxic molecules. This change is microglia phenotype correlates with the effects on cognition in which activated microglia is associated with poor cognitive performance. Taken together, our results suggest the presence of neuronal-driven CNS inflammatory process associated with the accumulation of oligomeric Aβ. This early pathological event is modulated by systemic inflammation which might aggravate this process. By the other hand intervention with multi-target M30 decreases the inflammatory response with beneficial impacts on cognition. / Il y a eu récemment de avancées dans la compréhension des mécanismes entraînant l'apparition et le développement de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant clair que l'inflammation joue un rôle dans la MA. L'information recueillie lors d'études sur MA suggère que l'inflammation se manifeste de façon précoce à des stades où la pathologie est présente mais où il n'y a pas encore de symptômes. Alors que l'inflammation associée à la présence de plaques amyloïdes dans le système nerveux central (SNC) est bien caractérisée, il reste de questions quant au processus inflammatoire précoce.La compréhension de c'est processus est essentielle au développement de bio-marqueurs et dans la recherche de avenues thérapeutiques pour la MA. L'étude des stades pré-cliniques dans la MA est actuellement impossible étant donné l'absence de biomarqueurs signalant l'évolution d'un état cognitif normal vers une MA. Les stades précoces de la MA peuvent être étudiés dans des modèles transgéniques (tg) mimant de façon prévisible aspects de la pathologie humaine. Dans les études présentées dans cette thèse, des modèles de la MA chez le rat (McGill-R-Thy1-APP) et la souris (McGill-Thy1-APP) sont utilisés pour étudier les évènements inflammatoires précoces reliés à la pathologie amyloïde.Il est d'abord démontré qu'il y a une augmentation de marqueurs inflammatoires classiques (COX-2, IL-1β, TNF-α et fractalkine) dans le cortex cérébral et l'hippocampe. Ces marqueurs sont hautement exprimés dans les neurones chargés d'amyloïde beta (Aβ). Des astrocytes et des microglies démontrant un phénotype activé ont de plus été trouvés en relation étroite avec ces neurones. Ceci prouve la présence d'un processus pro-inflammatoire précédant la génération de Aβ plaques et que les neurones chargés d'Aβ jouent un rôle précoce et prépondérant dans l'inflammation initiale associée à la MA.L'impact d'une inflammation systémique sur les stades précoces de la pathologie amyloïde, sur l'inflammation du SNC et sur l'état cognitif a été exploré. Il a été observé que l'administration de lipolyssacharide (LPS) à des souris tg, au stade précoce de la pathologie, a un effet à la fois sur les niveaux de molécules pro- (IL-10 and TGF-β) et anti-inflammatoires (COX-2 and MCP-1) et sur la microglie, un médiateur cellulaire inflammatoire important. L'administration de LPS n'a pas eu d'effet sur les niveaux corticaux de Aβ42 humain, le profil astrocytique dans le cortex et l'hippocampe ni sur l'état cognitif des souris. Nous démontrons que l'inflammation systémique prolongée induite par le LPS a un effet sur l'inflammation du SNC chez des souris tg à des stades précoces de la pathologie amyloïde qui n'est pas présente chez des souris sans pathologie. Ces résultats pointent vers un impact négatif de l'inflammation systémique sur les stades précoces de la maladie.L'effet du M30, un composé ayant des propriétés antioxidantes et neuroprotectives, a été étudié quant à ses effets anti-inflammatoires potentiels et ses effets bénéfiques sur la cognition chez nos rats tg pour la MA. M30 a renversé les déficits cognitifs détectés par le paradigme «Novel Objection Location» et a empêché la détérioration cognitive dans le paradigme «Novel Object Recognition». Le traitement ramené le phénotype de la microglie vers un stade de surveillance, diminuant l'activation de ces cellules qui est associée avec le relargage de molécules neurotoxiques. Il est à noter qu'un phénotype microglial activé est corrélé avec une détérioration cognitive. L'ensemble des résultats suggère la présence d'un processus inflammatoire déclenché par les neurones et associé avec l'accumulation d'Aβ oligomérique. Ce processus pathologique précoce est modulé par l'inflammation systémique, qui pourrait agir comme facteur aggravant. Par ailleurs, l'intervention avec le composé M30 ayant des cibles multiples diminue la réponse inflammatoire et résulte en des effets positifs sur la cognition.

Nanotechnology is an area of research that lies at the interface of physics, chemistry, engineering and biotechnology. The last decade has seen nanotechnology become a household term, as nano-scale products, known as nanoparticles, have become diverse in nature and form. Despite their immense promise, the widespread application of nanoparticles is currently limited due to their questionable biocompatibility and unclear consequences on cells and other biological components. We have selected fluorescent nanocrystals, called quantum dots (QDs), to investigate the interactions between nanoparticles and the biological environment, due to their superior optical properties. In the present studies, the mechanisms underlying the adaptive cell response to QDs were examined in multiple model cell lines. We observed significant morphological and functional changes at the cellular and subcellular levels following long term exposure to uncapped QDs. We showed that QD-induced toxicity included the production of reactive oxygen and nitrogen species as well as disruption of mitochondrial function. In addition, we found a novel role for transcription factor EB (TFEB), a master regulator of lysosome biogenesis in the successful cellular adaptation process. We showed that modifications to the QD surface can significantly decrease its toxicity, and in some cases, render the QDs non-toxic. Understanding the mechanisms of cellular adaptation to QDs is a first step for the establishment of protocols to evaluate the safety of other nanomaterials. We then investigated the effects of QD surface properties and how they contribute to particle uptake by using QDs with the same core, but with different surface functionalization. We demonstrated that QD surface charge plays an important role in internalization in two different human cell lines. In addition, we provided evidence for the involvement of several overlapping modes of uptake and export from the cell. Finally, we systematically investigated the effects of QD surface properties on particle stability in biological media. We found that serum proteins were differently adsorbed to the particle surface, and this played a key role in determining the primary mode of internalization. Taken together, the results from this work contribute to the development of nano-scale materials in two main ways:1)by presenting in vitro measures as the first step in the evaluation of nanomaterial safety.2)by demonstrating how surface charge and ligand properties drive specific modes of internalization The findings presented herein promote understanding of the intricacies at the nano-bio interface and provide guiding principles for sensible nanoparticle design, with careful consideration for size, shape and surface charge. / La nanotechnologie se trouve à l'interface de la physique, de la chimie, de l'ingénierie et de la biotechnologie. Au cours de la dernière décennie, les produits de taille nanométrique, appelées nanoparticules, sont devenus de nature et forme de plus en plus diversifiée menant à un grand essor de la nanotechnologie. Malgré leur immense potentiel, l'application généralisée des nanoparticules est actuellement limitée en raison du manque d'information sur leur biocompatibilité et leurs conséquences néfastes sur les cellules et autres composants biologiques. Nous avons sélectionné des nanocristaux fluorescents de propriétés optiques supérieures, appelés points quantiques (QD), afin d'étudier les interactions entre les nanoparticules et l'environnement biologique. Dans cette étude, les mécanismes sous-jacents de la réponse adaptative des cellules lors de l'exposition à des points quantiques ont été examinés dans plusieurs lignées cellulaires. Nous avons observé des changements morphologiques et fonctionnels importants aux niveaux cellulaire et subcellulaire suite à une exposition de long terme à des points quantiques non-revêtu de coque. Nous avons démontré que la toxicité induite par ces QD implique la production d'espèces réactives de l'oxygène et de l'azote ainsi que des perturbations de la fonction mitochondriale. Nous avons également découvert un nouveau rôle pour transcription factor EB (TFEB), un régulateur clé de la biogenèse des lysosomes, dans la réussite du processus d'adaptation cellulaire. Nous avons montré que la présence d'une coque recouvrant les QD ainsi que des modifications à leur surface peuvent diminuer significativement leur toxicité, et dans certains cas, les rendre non-toxiques. La compréhension des mécanismes d'adaptation cellulaire en réaction aux points quantiques est essentielle au développement de procédés évaluant la sécurité d'autres nanomatériaux.Nous avons par la suite étudié l'effet des propriétés de surface des QD et comment elles contribuent à l'absorption des particules. Nous avons utilisé des points quantiques de même noyau mais ayant des modifications de surface distinctes. Nous avons démontré que la charge de surface des QD joue un rôle important dans leur internalisation cellulaire dans deux lignés de cellules humaines différentes. De plus, nous avons montré que plusieurs modes d'importation et d'exportation de la cellule étaient impliqués dans ce processus. Enfin, nous avons étudié systématiquement les effets des propriétés de surface des QD sur la stabilité des particules dans les milieux biologiques. Nous avons découvert que les protéines du sérum sont différemment adsorbées à la surface des particules ce qui joue un rôle déterminant dans le mode d'intériorisation principal.En conclusion, ces résultats aident au développement de matériaux d'échelle nanométrique de deux façons:1 ) en promouvant les modèles in vitro comme une première étape dans l'évaluation de la sécurité des nanomatériaux.2 ) en démontrant un lien entre la charge de surface ainsi que les propriétés des ligands et les modes spécifiques d'internalisation cellulaire.Les résultats présentés ici contribuent à la compréhension de la complexité de l'interface nano-bio et fournissent des principes directeurs pour la conception minutieuse de nanoparticules, avec une attention particulière pour la taille, la forme et la charge de surface.

Rats communicate extensively in the ultrasonic frequency range; ultrasonic vocalizations (USVs) occurring at 22 kHz serve an alerting function, whereas those occurring around 50 kHz have been proposed to reflect a state of positive affect. However, 50-kHz calls are acoustically heterogeneous and, not surprisingly, they also seem to differ in their behavioural significance. The first aims of this thesis were to identify subtypes of 50-kHz USVs, and determine how drug or social context alters their absolute and relative prevalence. These aims were addressed in Chapter 2, in which USVs emitted by adult rats were examined following amphetamine (AMPH) administration. A thorough analysis of over 20,000 USVs revealed that 50-kHz calls are comprised of at least 14 distinct call categories. Rat pair-testing and AMPH administration promoted the overall rate of calling in the 50 kHz range, but importantly, certain call subtypes were also preferentially enhanced or suppressed by these experimental conditions. Overall, the findings of Chapter 2 demonstrate that adult rat 50-kHz calls are considerably more heterogeneous than previously described. The first detailed classification of these calls is provided, laying a foundation for future work. AMPH promotes both dopamine (DA) and noradrenaline (NA) release; however, a possible noradrenergic (NAergic) role in the production of 50-kHz USVs in unstressed adult rats had not been investigated. Therefore, the second aim of this thesis was to test the hypothesis that NA contributes to the emission of 50-kHz USVs, possibly in a call subtype-selective manner. In Chapter 3, spontaneous and AMPH-induced 50-kHz USVs were examined following various systemic pretreatments targeting the NAergic system. The findings of Chapter 3 provide the first evidence of NAergic involvement in the elicitation of adult rat USVs by AMPH, showing that 50-kHz calls are differentially associated with α1 and β receptor mechanisms. They also highlight the importance of detailed call subtype analysis and suggest that NAergic contributions to psychostimulant euphoria may warrant further investigation. Opiate agonists form a major class of euphorigenic drugs, but it was unclear whether they affect 50-kHz USVs in a similar way to psychostimulants. Therefore, the third aim of this thesis was to determine the effects of rewarding and non-sedative doses of morphine on the 50-kHz call rate and profile (Chapter 4). Acute morphine administration consistently failed to promote 50-kHz calling or alter the call profile under a variety of experimental conditions. The findings of Chapter 4 show that even if 50-kHz calls, or certain call subtypes in particular, reflect hedonia in some contexts, this is not the case after acute systemic morphine administration. These results encourage caution when appraising the significance of 50-kHz calls.Finally, while the rate-enhancing and call profile-altering effects of systemic AMPH were found to be critically dependent on NAergic mechanisms (Chapter 3), the contribution of DA remained uninvestigated. Therefore, Chapter 5 tested the hypothesis that the USV response to AMPH depends on DAergic transmission by examining spontaneous and AMPH-induced 50-kHz calls following acute pretreatment with several D1- and D2-like DA receptor antagonists. Additionally, USVs were recorded from rats after acute administration of DA and NA reuptake inhibitors. The findings of Chapter 5 revealed that both the call rate and profile produced by AMPH depend on DA transmission through both D1- and D2-like receptors. However, inhibition of DA and NA reuptake per se was not sufficient to elicit an AMPH- or cocaine-like USV response. / Les rats communiquent considérablement dans la gamme de fréquence ultrasonique; les vocalisations ultrasoniques (VUS) qui survient à 22 kHz reflètent un état d'alerte, tandis que celles produites autour de 50 kHz semblent refléter un affect positif. Cependant, les appels à la fréquence de 50 kHz sont hétérogènes et ils semblent différer aussi au niveau de leur signification. Les premiers objectifs de cette thèse étaient d'identifier les sous-types de VUS à 50 kHz, et de déterminer si le contexte social et l'administration d'amphétamine (AMPH) peuvent les modifier. Nous avons donc examiné l'effet de l'administration d'AMPH sur les VUS chez les rats adultes dans le chapitre 2. Cette analyse de plus de 20 000 VUS a révélé que la fréquence de 50 kHz est constituée de plus de 14 catégories d'appels. Le taux global de ces appels est augmenté chez les rats en paires et après l'administration d'AMPH mais en plus, certains sous-types d'appels sont également renforcés ou réduits de manière préférentielle par ces conditions. Le chapitre 2 démontre donc que les appels à 50 kHz chez les rats adultes sont beaucoup plus hétérogènes que nous le pensions. Cette étude établit donc la première classification détaillée de ces appels, ce qui servira pour la recherche future. Nous savons que l'AMPH favorise à la fois la libération de la dopamine (DA) et de la noradrénaline (NA), mais le rôle de la NA dans la production des VUS de 50 kHz chez les rats adultes n'a pas encore été étudié. Par conséquent, le deuxième objectif de cette thèse était de vérifier si la NA contribue à l'émission des VUS de 50 kHz, en modifiant de manière sélective, certains sous-types d'appels. Dans le chapitre 3, nous avons donc examiné les VUS de 50 kHz qui surviennent spontanément, ainsi que celles qui sont provoqués par l'AMPH, après différents traitements systémiques ciblant le système noradrénergique (NAergique). Le chapitre 3 démontre pour la première fois que le système NAergique est impliquée dans la production des VUS provoqués par l'AMPH. Ainsi, les appels ultrasoniques de 50 kHz sont associés aux récepteurs α1 et β et à leurs mécanismes. Les agonistes des opiacés constituent une classe importante de médicaments qui entraine l'euphorie, mais il reste à clarifier si ils modifient les VUS de 50 kHz de façon similaire aux psychostimulants. Le troisième objectif de cette thèse était donc d'étudier l'effet des doses non sédatives et euphorisantes de morphine sur le profil d'appels ultrasoniques de 50 kHz (chapitre 4). Malgré plusieurs conditions expérimentales, nous n'avons pas réussi à promouvoir ou à modifier les appels de 50 kHz après l'administration de morphine. Le chapitre 4 démontre donc que même si les appels de 50 kHz (et certains sous-types d'appels) reflètent un état hédonique dans certains contextes, ce n'est pas le cas après l'administration de morphine systémique. Alors que l'AMPH provoque l'augmentation d'appels et la modification de leurs profiles et que ceux-ci dépendent dramatiquement sur les mécanismes NAergique (chapitre 3), la contribution de la dopamine (DA) reste a être élucidé. Par conséquent, le chapitre 5 examine le rôle de la dopamine sur les appels de 50 kHz en analysant si l'effet de l'AMPH sur les VUS dépend sur la transmission DAergique. C'est après l'administration de plusieurs antagonistes DAergiques aux récepteurs D1 et D2 que les appels de 50 kHz spontanés et provoqués par l'AMPH ont été analysés. De plus, nous avons analysé les VUS chez des rats après l'administration d'inhibiteurs sélectifs de la récapture de la DA et la NA. Le chapitre 5 a donc révélé que le taux d'appel et le profil d'appel provoqué par l'AMPH dépend sur la transmission de la DA et sur l'activation des récepteurs D1 et D2. Cependant, l'inhibition de la recapture de la DA et la NA en soi n'est pas suffisante pour provoquer une réponse de VUS similaire à celle provoquée par l'AMPH ou la cocaïne.

Macromolecular drug delivery systems, or nanocarriers, designed to improve the bioavailability of therapeutic and diagnostic agents, are promising tools for the site-specific delivery of drugs to the central nervous system (CNS). In particular, nanocarriers exhibit inherent activity that can be used to modulate glial cell responses to stimuli in the CNS microenvironment. However, we have a very poor understanding of how nanocarriers exert these effects. In particular, how their size, shape, and surface chemistry play a role. The main objective of this work was to define how nanocarriers regulate glial cell responses.In these studies, we first examined how a nanogel nanocarrier can promote chaperone-like functions to prevent glial cell responses to a pathological insult. Utilizing oligomeric forms of the 42 amino acid beta-amyloid peptide (Abeta1-42), which plays a central role in Alzheimer's disease, we show that nanogels readily bind to oligomers and prevent their induction of toxicity in both microglial and primary astroglial cell cultures. Moreover, we show that nanogels with a positive surface charge are more cytotoxic and less effective at inhibiting Abeta1-42-mediated toxicity than their neutral counterparts. These results underline the importance of characterizing nanocarrier properties to predict the influence they will exert on glial cell function. Given the central role that microglia play in neuroinflammation, we sought to elucidate the relationship between nanocarrier design and the consequent microglial inflammatory response. We focused our studies on nanocarrier shape, the responses to which are not well characterized. Gold nanoparticles are ideal nanocarriers for such studies because their shape can be easily tuned to generate nanospheres, nanorods, and nanourchins. Using transgenic mice expressing luciferase driven by the toll-like receptor 2 (TLR-2) promoter, a model of microglia activation, we observed an increased bioluminescent signal in the olfactory bulb (OB) following intranasal injection with gold nanorods and nanourchins, but not nanospheres. TLR-2 induction in the OB correlated with the recruitment of Iba1-positive microglia. Confirmatory studies in microglial cultures revealed differential pro-inflammatory cytokine release profiles that were dependent on nanoparticle shape. Our findings provide new guiding principles for the design of nanocarriers to manipulate microglial inflammatory phenotype. Uncontrolled neuroinflammation can exacerbate CNS disorders, such as neurodegenerative disease and glioblastoma multiforme (GBM). Celastrol is a novel drug with known therapeutic activity against neuroinflammation and glioma survival; however its use is limited due to instability and low solubility. We employed models of both, pro-inflammatory microglia and GBM, to promote celastrol's anti-inflammatory and anti-cancer effects, respectively, using nanocarriers.In an in vitro model of neuroinflammation where lipopolysaccharide (LPS) treatment polarizes microglia to a pro-inflammatory state, we first investigated celastrol's ability to inhibit the phenotypic switch. Celastrol blocked LPS-induced pro-inflammatory mediator release from polarized microglia, reducing tumor necrosis factor alpha (TNFalpha), interleukin-6 (IL-6), and nitric oxide production, but caused unwanted cytotoxicity within the same concentration range. By incorporating celastrol into anti-inflammatory poly(amidoamine) (PAMAM) dendritic nanocarriers, we successfully blocked the drug's cytotoxic effects without compromising its anti-inflammatory activity, thereby broadening celastrol's therapeutic index. Unexpectedly, we also uncovered inherent mitogen-activated protein kinase (MAPK) inhibitory activity for naked PAMAM dendrimers in microglia, an affect for which there was no prior knowledge. Preliminary studies of celastrol's anti-cancer action in glioblastoma cells uncovered proteostatic resistance mechanisms that promote gl[abbreviated] / Les systèmes macromoléculaires de délivrance médicamenteuse, ou les nanovecteurs, visent à améliorer la biodisponibilité des agents thérapeutiques et diagnostiques et sont des outils prometteurs pour le traitement des maladies du système nerveux central (SNC). En particulier, les nanovecteurs présentent une activité intrinsèque qui peut être utilisé pour moduler les réponses des cellules gliales aux stimulis du micro-environnement du SNC. Cependant, nos connaissances sur la façon dont ces nanovecteurs exercent leur effets sont limités; en particulier, nous connaissons peu sur le rôle par rapport à leur grandeur, leur morphologie et la chimie de surface. L'objectif principal de cette thèse était de définir comment les nanovecteurs régulent les réponses des cellules gliales.Nous avons d'abord examiné comment les nanovecteurs nanogel peuvent promouvoir les fonctions des chaperons moléculaires pour éviter la cytotoxicité des cellules gliales lors d'une insulte pathologique. Utilisant les formes oligomériques du peptide β-amyloïde (Aβ1-42) jouant un rôle central dans la maladie d' Alzheimer, nous montrons que les nanogels se lient facilement aux oligomères, en prevenant la toxicité dans les deux cultures de cellules microgliales et astroglials primaire. Entre autre, nous montrons que les nanogels avec une charge de surface positive sont plus cytotoxiques et moins efficaces pour inhiber la toxicité de Aβ1-42- par comparaison à leurs homologues neutres. Ces résultats soulignent l'importance de la caractérisation des nanovecteurs pour prédire l'influence qu'ils exercent sur la fonction des cellules gliales. Nous avons cherché à élucider la relation entre la conception des nanovecteurs et la réponse inflammatoire des cellules gliales. Nous étions particulièrement intéressés par un trait qui n'est pas très bien caractérisé: sa morphologie. Les nanoparticules d'or (nanosphères, nanobâtonnets, nanourchins) sont des nanovecteurs idéales pour une telle étude en raison de leur construction modifiable. En utilisant des souris transgéniques qui expriment la luciférase entraînée par le récepteur Toll-like 2 (TLR-2), nous avons observé un signal bioluminescente dans le bulbe olfactif après injection intra-nasale avec des nanorods et des nanourchins, mais pas avec les nanosphères, qui corrélait avec une augmentation de microglies positifs pour Iba-1. Des études portants sur les cultures microgliales ont révélé des profils de libération de cytokines pro-inflammatoires différentielles qui étaient dépendants de la morphologie de nanoparticules, mais indépendants de la chimie de surface. Nos résultats fournissent de nouvelles directives pour la construction de nanovecteurs afin de manipuler le phénotype inflammatoire microgliale.La neuro-inflammation non contrôlée pourrait aggraver les troubles du SNC, tels que les maladies neurodégénératives et le glioblastome multiforme (GBM). Celastrol est un nouveau médicament ayant une activité thérapeutique connue contre la neuro-inflammation et le survie des gliomes, mais l'utilisation est limitée en raison de l'instabilité et de la faible solubilité. Nous avons cherché à élucider ses effets contre l'activité aberrante des cellules gliales en utilisant des nanovecteurs.Dans un modèle in vitro de la neuro-inflammation où le traitement avec lipopolysaccharide (LPS) polarise les cellules microgliales dans un état pro-inflammatoire, nous avons étudié la capacité de celastrol à inhiber le changement de son phénotype. Celastrol a bloqué la libération de médiateurs pro-inflammatoires induit par LPS dans les cellules microgliales polarisées, ce qui réduit la production d'oxyde nitrique, de facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα), et de l'interleukine-6 (IL-6), mais a provoqué une cytotoxicité indésirable à la même concentration. En intégrant celastrol dans les polymères anti-inflammatoire (amidoamine) (PAMAM) nanovecteurs dendritiques, nous avons réussi à bloquer ses effets cytotoxiques sans compromettre[couper]