Transforming growth factor-beta (TGF-ß) is a multifunctional growth factor involved in a variety of cellular processes including wound healing, extracellular matrix deposition, inflammation, and fibrosis. Excessive TGF-ß signaling during wound healing causes sustained inflammation and elevated expression of extracellular matrix proteins, which have both been associated with fibrosis and scarring. Therefore, inhibition of TGF-ß during wound healing is an attractive target to reduce fibrotic skin disorders. Our lab is interested in CD109, a 150 kDa GPI-anchored protein which has been shown to bind TGF-ß in its soluble form and to inhibit TGF-ß signaling in keratinocytes and fibroblasts in vitro. The TGF-ß antagonist properties of CD109 suggest that modulation of its expression in vivo might ameliorate fibrosis and scarring, perhaps via differential activation of keratinocytes and fibroblasts. To investigate the role of CD109 in the skin, we generated transgenic mice overexpressing CD109 in the epidermis.To explore the role of CD109 during wound healing, I conducted incisional and excisional wound healing studies using CD109 transgenic mice and wild-type littermate controls. These studies demonstrate improved scarring parameters including reduced myofibroblast differentiation, reduced granulation tissue, and improved extracellular matrix architecture in the CD109 transgenic mice. Additionally, the data in this thesis show that overexpression of CD109 in the epidermis inhibits immune cell recruitment, and is associated with a reduction in expression of the proinflammatory cytokines IL-1 and MCP-1. I correlated these data with immunohistochemical analysis of Smad2/3 phosphorylation, and show that CD109 overexpression is associated with a reduction in TGF-ß signaling. Collectively, these data suggest that overexpression of CD109 in the epidermis inhibits fibrosis during wound healing in a TGF-ß dependent manner.To better understand the role of CD109 in fibrosis, I employed a murine bleomycin-induced model of fibrosis, which exhibits similarities to scleroderma, in CD109 transgenic mice and wild-type littermates. This study shows that CD109 transgenic mice express reduced levels of the extracellular matrix proteins fibronectin and collagen I, as well as Smad2/3 phosphorylation, and also display improved extracellular matrix architecture and reduced dermal thickness. Collectively, these data suggest that CD109 resists bleomycin-induced fibrosis, and could thus be an attractive target for therapeutic treatment of fibrotic skin disorders.To better understand how CD109 modulates TGF-ß in vivo, I analyzed the TGF-ß signaling molecules in skin, primary keratinocytes, and primary fibroblasts harvested from CD109 transgenic mice and wild-type littermates. Here, I show that CD109 transgenic mice express less collagen I and fibronectin, and display elevated ALK1 expression and signaling through the Smad1/5/8 pathway while wild-type mice express elevated ALK5 and preferentially signal through the Smad2/3 pathway. Investigation of cultured keratinocytes showed a similar expression pattern, with the only difference existing in the expression of ALK1 and ALK5 which were both increased in the CD109 transgenic keratinocytes, and fibroblasts from both genotypes showed similar expression patterns. In both cultured keratinocytes and whole skin extracts, the CD109 transgenic tissue expressed less TGF-ß than their wild-type counterparts. The differential TGF-ß signaling described here could underscore our previous observations indicating that overexpression of CD109 inhibits scarring and fibrosis in vivo.Collectively, the data presented here demonstrate that CD109 potently alters physiological processes in the skin in vivo. The capacity for CD109 to reduce scarring, fibrosis, and inflammation in vivo makes it an attractive target for treating fibrotic skin disorders. / Le facteur de croissance transformant bêta (TGF-ß), est un facteur de croissance multifonctionnel impliqué dans une multitude de processus cellulaires tel que la cicatrisation, la déposition de matrice extracellulaire, l'inflammation et la fibrose. Ainsi, l'inhibition de TGF-ß semble être une cible de choix pour réduire les désordres fibrotiques de la peau. Notre laboratoire a identifié CD109, une proteine de 180 kDa ancrée à un glycosylphosphatidylinositol agissant comme co-récepteur cellulaire de TGF-ß. Ce nouveau récepteur, auquel TGF- ß s'ancre avec très haute affinité, aurait pour propriété d'inhiber la signalisation intra-cellulaire de TGF-ß. Les propriétés antagonistes de CD109 suggèrent que la modulation de son expression in vivo dans la peau pourrait améliorer la cicatrisation et la fibrose cutanée. Pour investiguer le role de CD109 dans la peau, nous avons généré une souris transgénique en clonant CD109 en aval du promoteur de keratin-14, limitant ainsi la surexpression de CD109 à l'épiderme.Afin d'explorer le rôle de CD109 au sein de la guérison des plaies, nous avons conduit des études de ce processus où nous avons pu observer une amélioration des paramètres de cicatrisation tels que la réduction de la différentiation des myofibroblastes, la réduction du tissu de granulation et une amélioration de l'architecture de la matrice extracellulaire chez les souris transgénique CD109 comparées au souris de génotype sauvage pour la même portée. De plus, la surexpression de CD109 dans l'épiderme inhibe le recrutement de cellules immunitaires au site de la plaie et est associé avec une réduction de la signalisation de TGF-ß ainsi que l'expression des cytokines pro-inflammatoire IL-1 et MCP-1. Toutes ces données, suggèrent que la surexpression de CD109 dans l'épiderme inhibe la fibrose cutanée lors de la guérison des plaies.Nous avons ensuite examiné le rôle de CD109 lors de la fibrose en utilisant un model de sclérodermie murine induit par bleomycine. La souris transgénique CD109 exprime des niveaux réduits des protéines fibronectine et collagène 1 dans la matrice extracellulaire, ainsi que des niveaux réduits de phosphorylation de Smad2/3. Elle démontre aussi une meilleure architecture de la matrice extracellulaire et une réduction de l'épaisseur de la couche dermique. Toutes ces données suggèrent que CD109 résiste à la fibrose induite par bleomycine. Cela pourrait donc en faire une cible attrayante pour traitement thérapeutique des désordres fibrotiques de la peau.Pour mieux comprendre comment CD109 modifie l'action de TGF-ß in vivo, nous avons analysé les molécules de signalisation de TGF-ß dans la peau, les keratinocytes primaires et les fibroblastes primaires récoltés des souris transgéniques et de leur sœurs de portée du génotype sauvage. Les souris transgéniques CD109 expriment substantiellement moins de collagène I, de fibronectine et démontre une expression élevée de ALK1 et une activation élevée de la voie Smad1/5/8. Les études utilisant des keratinocytes cultivés démontrent une phosphorylation de Smad et une expression des gènes de la matrice extracellulaire similaire; l'expression de ALK1 et ALK5 étant toutefois plus élevée dans les keratinocytes transgéniques CD109 comparé à ceux du génotype sauvage. Les fibroblastes des deux génotypes démontrent des profils d'expression similaires. La signalisation différentielle de TGF-ß pourrait rehausser nos observations précédente et ainsi renforcer l'idée que la surexpression de CD109 inhibe la cicatrisation et la fibrose cutanée in vivo.Ainsi, les données présentée démontrent que CD109 est un puissant altérateur des processus physiologiques de guérison des plaies, cicatrisation, fibrose et inflammation dans la peau in vivo. La capacité pour CD109 de réduire la cicatrisation, la fibrose et l'inflammation dans la peau in vivo en font une cible attrayante pour traiter les désordres fibrotiques de la peau.

White adipose tissue (WAT) dysfunction plays an essential role in the etiology of diseases such as insulin resistance, type 2 diabetes and cardiovascular disease. It is characterized by its reduced ability to hydrolyze and store triglycerides. Several factors such as adipokines and WAT enzymes are known to affect this process. However, the work of this thesis indicates that apolipoprotein C-I (apoC-I) is a novel player in this process.ApoC-I is an apolipoprotein found on triglyceride rich lipoproteins (TRL) and high-density lipoproteins (HDL). It has several roles in lipid metabolism such as the activation of lecithin-cholesterol acyltransferase, the inhibition of cholesteryl ester transfer protein, lipoprotein lipase and hepatic lipase. Although ubiquitously expressed in several tissues, we were the first to demonstrate its synthesis and secretion from a human adipocyte cell model. The pertinence of apoC-I secretion from human WAT has not been examined, and has been the focus of this PhD thesis. We particularly focused on normolipidemic healthy postmenopausal obese women, thus eliminating the possible confounding effect of chronic disease on the regulation of apoC-I. Firstly, we demonstrated that total fasting plasma apoC-I concentrations do not correlate with adiposity, lipid parameters, markers of insulin resistance or inflammation in this population. Similarly, loss of fat mass without concomitant changes in plasma lipids did not induce any significant changes in plasma apoC-I. However, we later demonstrated that when plasma lipoproteins were separated by fast-protein liquid chromatography, the non-HDL fraction of total plasma apoC-I, although minor at < 20%, associated positively with fasting pro-atherogenic lipoproteinemia and delayed postprandial TRL and TRL-remnants clearance. Moreover, in contrast to what has been reported in the literature, postprandial increases in TRL apoC-I were not associated with decreases in HDL apoC-I. On the other hand, both fasting and postprandial increases in non–HDL apoC-I were associated with apoC-I secretion from women's WAT, a relation that did not exist for HDL apoC-I. Additionally, WAT apoC-I secretion was associated with delayed postprandial dietary fat clearance. Finally, mature adipocytes isolated from women's WAT secreted apoC-I, indicating that WAT apoC-I secretion in humans was, at least in part, attributed to the adipocyte cell population of this tissue. Incubation of 3T3-L1 adipocytes with synthetic TRL in the presence of exogenous apoC-I induced a time-dependent inhibition of LPL activity in these adipocytes. Therefore, the work presented in this thesis has demonstrated that apoC-I secretion from adipocytes / WAT is an upstream element regulating the function of this tissue. We propose that the pertinence of WAT apoC-I secretion lies in a negative crosstalk between WAT apoC-I secretion and WAT function in the postprandial state. We believe that the transfer of apoC-I from WAT to TRL inhibits WAT LPL activity and delays the clearance of plasma TRL. The accumulation of TG-rich TRL-remnants, leads to increased uptake and production of VLDL by the liver, which further aggravates the postprandial dyslipoproteinemia. Thus, WAT apoC-I may be at the root of WAT dysfunction and its associated dyslipoproteinemia; a phenotype that is closely related to the development of insulin resistance, type 2 diabetes and cardiovascular disease in humans. / Le tissu adipeux blanc (WAT) dysfonctionnel joue un rôle essentiel dans l'étiologie des maladies telles que la résistance à l'insuline, le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Il est caractérisé par sa capacité réduite d'hydrolyser et stocker les triglycérides. Plusieurs facteurs connus, tels que les adipokines et les enzymes du tissu adipeux blanc, peuvent affecter ce processus. Cependant, le travail de cette thèse indique que l'apolipoprotéine C-I (apoC-I) est un nouvel acteur dans ce processus.L'apoC-I est une apolipoprotéine trouvée sur les lipoprotéines riches en triglycérides (TRL) et les lipoprotéines de haute densité (HDL). Elle a plusieurs rôles dans le métabolisme des lipides tels que l'activation de la lécithine-cholestérol acyltransférase, l'inhibition de la protéine de transfert des esters de cholestérol, l'inhibition de la lipoprotéine lipase et de la lipase hépatique. Elle est exprimée dans plusieurs tissus et nous avons été les premiers à démontrer sa synthèse et sa sécrétion dans un modèle de d'adipocyte humain. La pertinence de cette la sécrétion n'a jamais été examinée et fait l'objet de cette thèse. Nous avons mis l'accent sur les femmes saines, ménopausées, obèses et normolipidémiques pour éliminer l'effet des maladies chroniques sur l'homéostasie de l'apoC-I.Nous avons montré que la concentration de l'apoC-I total du plasma à jeun ne corrèle pas avec l'adiposité, les paramètres lipidiques, les marqueurs de résistance à l'insuline et l'inflammation dans cette population. De même, la perte de masse grasse sans changements simultanés des lipides plasmatiques n'a pas entraîné de changements significatifs de la concentration de l'apoC-I totale. Cependant, nous avons ensuite démontré que lorsque les lipoprotéines plasmatiques sont séparées par chromatographie liquide rapide des protéines, la fraction non-HDL plasmatique de l'apoC-I totale, bien que mineure (<20%), s'associe positivement avec une lipoprotéinémie pro-athérogène à jeun et une réduction de la clairance des TRL postprandiales et leurs TRL-remnants. De plus, contrairement à ce qui a été rapporté dans la littérature, l'augmentation postprandiale de l'apoC-I des TRL n'est pas associée à une diminution de l'apoC-I des HDL. Aussi, des augmentations à jeun et postprandiale de l'apoC-I non-HDL ont été associées à la sécrétion de l'apoC-I du WAT chez ces femmes, une relation qui n'existe pas pour l'apoC-I des HDL. Cependant, la sécrétion de l'apoC-I par le WAT a été associée à une réduction de la clairance post-prandiale du gras alimentaires. Enfin, des adipocytes matures isolés du gras de ces femmes obèses sécrètent de l'apoC-I, ce qui indique que l'apoC-I secrétée par le WAT de nos patientes provient, en partie, des adipocytes retrouvés dans ce tissu. De plus, l'incubation d'adipocytes 3T3-L1 avec des TRL synthétiques en présence d'apoC-I exogène induit une inhibition chrono-sensible de l'activité LPL dans ces adipocytes.En conclusion, la sécrétion de l'apoC-I des adipocytes / WAT pourrait être un élément en amont de la régulation de la fonction de ce tissu. Nous proposons que la pertinence de l'apoC-I du WAT soit celle d'une interaction négative entre la sécrétion de l'apoC-I par le WAT et la fonction réduite de l'hydrolyse et la captation de TG par le WAT dans l'état postprandial. Nous suggérons qu'il y a un transfert d'apoC-I à partir du WAT aux TRL, qui cause une réduction de l'activité de la LPL à la surface du WAT. Ceci retarde la clairance des TRL plasmatiques et entraine une accumulation de remnants de TRL riche en triglycérides. Cependant, il y a une absorption accrue de TRL et une surproduction de VLDL par le foie, ce qui aggrave encore plus la dyslipoprotéinémie postprandiale. L'apoC-I du WAT peut être à l'origine de la dysfonction du WAT et de la dyslipoprotéinémie associée; un phénotype qui est lié au développement de la résistance à l'insuline, du diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires chez l'humain.

During development, netrin guidance cues control cell motility and cell adhesion. Cell-adhesion between endothelial cells at the blood-brain barrier makes the endothelium impermeable to blood-derivatives and immune cells. To establish and maintain this barrier during development, and adulthood, and as well as during disease, brain endothelial cells must develop and sustain these strong adhesive contacts, through expression of tight junction molecules. However, we do not know whether netrins support inter-endothelial cell adhesion at the blood-brain barrier. Given this, we hypothesize that netrin tightens the blood-brain barrier during development, adulthood, and protects it during disease. Methods: To test this, we used both human adult primary brain-derived endothelial cells and newborn netrin-1 knockout mice and evaluated netrin's effect on inter-endothelial cell adhesion and barrier permeability. We also assessed netrins' therapeutic potential to maintain the barrier and limit immune cell infiltration into the central nervous system (CNS) during experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Results: Our results demonstrate that brain endothelial cells express netrins where they function in three ways. They help to form a tighter blood-brain barrier during development. They also maintain and protect the adult barrier by increasing the expression of endothelial junction molecules, thus promoting inter-endothelial adhesion and reducing protein leakage across the barrier. Netrins also reduce blood-brain barrier breakdown and diminish initial myeloid cell infiltration into the brain and spinal cord during EAE, which delays disease onset and ameliorates disease severity. However, during the chronic phase of EAE, netrin-1 treated mice have higher numbers and more activated T cells in their CNS and exhibit an ataxic gait and limb spasticity. Discussion: We conclude that netrins enhance BBB stability, but have dual functions on immune responses during neuroinflammatory disease. These findings favour the hypothesis that if netrin function was to be manipulated as a therapeutic, early short-term approaches would likely be the most effective. / Au cours du développement, les molécules de la famille des nétrines contribuent à la morphologénèse des organes en contrôlant la motilité et l'adhérence cellulaire. L'adhérence cellulaire entre les cellules endothéliales est une caractéristique importante de la barrière hémato-encéphalique (BHE), ce qui rend l'endothélium imperméable aux molécules sanguines et aux cellules immunitaires. Pour établir et maintenir cette barrière au cours du développement, à l'âge adulte et au cours de la maladie, les cellules endothéliales du cerveau doivent développer et maintenir ces contacts adhésifs en exprimant des molécules de jonction serrées. Cependant, nous ne savons pas si les molécules de la famille des nétrines influencent l'adhérence cellulaire inter-endothéliale de la BHE. Nous avons donc émis l'hypothèse que les nétrines resserrent la BHE au cours du développement, à l'âge adulte, et la protège au cours de la maladie.Méthodes: Pour valider notre hypothèse, nous avons utilisé des cellules endothéliales primaires dérivées des cerveaux humains adultes ou des cerveaux de souris nouveau-nés déficientes en nétrine-1 et évalué l'effet de la nétrine sur l'adhésion cellulaire endothéliale et inter-perméabilité de la barrière. Nous avons également évalué le potentiel thérapeutique des nétrines a restaurer la barrière et l'infiltration de cellules immunitaires limite dans le système nerveux central (SNC) pendant encéphalomyélite allergique expérimentale, un modèle animal de sclérose en plaques. Résultats: Nos résultats démontrent que les nétrines sont exprimées par les cellules endothéliales du cerveau, exprimes nétrines. Au cours du développement les nétrines aident à assurer l'étanchéité de la BHE. Chez les adultes, ils maintiennent et protègent la barrière adulte en augmentant l'expression des molécules de jonctions serrées, favorisant ainsi l'adhérence inter-endothéliale et diminuant les fuites de protéines à travers la BHE. Dans la pathologie de l'EAE, le rôle des nétrins diffère en fonction de la phase de la maladie. Au cours de la phase aigue, les nétrines atténuent la perte de l'intégrité de la BHE et diminuent l'infiltration des cellules myéloïdes dans le SNC. Ceci retarde l'apparition de la maladie et réduit sa sévérité. Au cours de la phase chronique de l'EAE, les souris traitées avec netrin-1 ont un plus grand nombre des cellules T activées dans leurs SNC et présentent une démarche ataxique ainsi qu'une spasticité des membres. Discussion: Nous concluons que les nétrins améliorent la stabilité de la BHE. Ces résultats suggèrent que les nétrines peuvent être envisagée comme agent thérapeutique dans les maladies neuroinflammatoire. Dans ce cas une approche précoce et à court terme serait probablement plus efficace.

Neuropathic pain is a debilitating problem affecting millions of people worldwide. This condition affects the quality of life and bears a substantial economic burden on society. Current drug treatments are often inadequate to treat this type of chronic pain, as they provide limited relief and are often accompanied with many undesired and difficult to manage side effects. It is imperative thus, to find new treatments that target alternative mechanisms from the currently approved drugs.The pathogenesis of neuropathic pain is very complex and involves structural, physiological and pharmacological changes throughout the neural axis (from the site of peripheral nerve injury to the spinal cord/brain). While a neuron-centric view has dominated the literature for decades and the way we approach neuropathic pain treatment, recent work has uncovered extensive neuroimmune interactions as substrates of this condition. Interactions between the immune and nervous systems occur at multiple levels, where different types of immune/glial cells and immune-derived substances are implicated in various stages of the pathogenesis. The four experimental chapters contained in this dissertation are in line with this recent recognition of the importance of neuroimmune mechanisms in neuropathic pain. In the work presented here, we sought to unravel novel neuroinflammatory mechanisms driving the aberrant pain condition in both the spinal cord and the peripheral nerve as well as to investigate the role of a potent anti-inflammatory cytokine, TGF-β1, as a potential modulator of these mechanisms. Several important mechanisms have been observed: A) Modulation of the central and peripheral inflammatory reaction with TGF-β1 significantly delays and attenuates mechanical allodynia and thermal hyperalgesia via immunosuppressive actions on glial cells (Chapter 2) and macrophages (Chapter 3). In the spinal cord TGF-β1 inhibits microglial proliferation, astrocytic activation and release of pro-inflammatory cytokines and exerts neuroprotective effects resulting in a decrease in the production of MCP-1. At the site of the injury, exposure to TGF-β1 reduces the number of macrophages, which release pro-inflammatory mediators, and modulates different populations of T-cells. B) In chapter 4 we demonstrate that sciatic nerve injury-induced neuropathic pain is associated with an increased permeability of the blood spinal cord barrier (BSCB). We observed that the spinal inflammatory reaction triggered by nerve injury is a key player in modulating this BSCB impairment. We identified MCP-1 as an endogenous trigger of BSCB leakage, which could be reversed using anti-inflammatory molecules TGF-β1 and IL-10. C) Selective depletion of microglia with MAC-1-saporin results in impairment of mechanical and thermal hypersensitivities at both acute and chronic stages following nerve injury suggesting an important and persistent contribution of microglia in the pathogenesis of neuropathic pain. These results expand our understanding of the neuro-inflammatory mechanisms of neuropathic pain as well as propose that immunosuppression or blockade of the reciprocal signalling pathways between neuronal and non-neuronal cells offer new opportunities for disease modification and more successful management of pain. / La douleur neuropathique est un problème débilitant affectant des millions de personnes dans le monde. Cette maladie affecte la qualité de vie et apporte un fardeau économique considérable à la société. Les traitements actuels sont souvent inadéquats pour traiter ce type de douleur chronique, car ils ne procurent qu'un soulagement limité et s'accompagnent de nombreux effets secondaires indésirables et difficiles à gérer. Aussi, il est impératif que de nouveaux traitements pour la douleur neuropathique soient trouvés.Le problème de la douleur neuropathique est que la pathogenèse de cet état hypersensible est très complexe et implique des changements structuraux, psychologiques et pharmacologiques à travers l'axe neuronal (en partant du site du nerf périphérique lésé jusqu'à la moelle épinière/cerveau). Alors qu'un point de vue neurocentrique a dominé la littérature tout comme l'approche du traitement de la douleur neuropathique pendant des décennies, des travaux récents ont mis en évidence des interactions neuro-immunitaires étendues afin de caractériser la maladie. Les interactions entre les systèmes immunitaires et nerveux se produisent à différents niveaux, avec divers types de cellules immunitaires/gliales et des molécules dérivées du système immunitaire sont impliqués dans plusieurs étapes de la pathogenèse.Les quatre chapitres expérimentaux contenus dans cette thèse sont en lien avec cet état de fait récent de l'importance des mécanismes neuro-immunitaires dans la douleur neuropathique. Dans le travail présenté ici, nous avons cherché à éclaircir ces nouveaux mécanismes neuro-inflammatoires entrainant cette condition de douleur aberrante à la fois dans la moelle épinière et le nerf périphérique afin d'étudier le rôle d'une cytokine anti-inflammatoire active, TGF-β1, comme modulateur potentiel de ces mécanismes. Plusieurs mécanismes importants ont été observés: A) La modulation de la réaction inflammatoire centrale et périphérique avec TGF-β1 retarde et diminue de manière significative l'allodynie mécanique et l'hyperalgésie thermique via des actions immunosuppressives sur les cellules gliales (chapitre 2) et les macrophages (chapitre 3). Dans la moelle épinière, TGF-β1 inhibe la prolifération microgliale, l'activation des astrocytes et la libération de cytokines pro-inflammatoires et exerce des effets neuro-protecteurs entrainant une diminution de la production de MCP-1. À l'endroit de la lésion, l'exposition à TGF-β1 réduit le nombre de macrophages libérant des médiateurs inflammatoires et module différentes populations de cellule T. B) Dans le chapitre 4, nous démontrons que la douleur neuropathique induite par la lésion du nerf sciatique est associée à une augmentation de la perméabilité de la barrière hématoencéphalique (BHE). Nous avons observé que la réaction inflammatoire de la moelle déclenchée par la lésion du nerf a un rôle clé dans la modulation de la perméabilité de la BHE. Nous avons identifié MCP-1 comme étant un déclencheur endogène de la perméabilité de la BHE, cette dernière pouvant être inversée en utilisant des molécules telles que TGF-β1 et IL-10. C) La diminution sélective des microglies grâce à la MAC-1-saporine résulte en l'affaiblissement de l'hypersensibilité mécanique et thermique à la fois dans les étapes aigues et chronique suivant la lésion du nerf suggérant une contribution importante et persistante des microglies dans la pathogenèse de la douleur neuropathique. Ces résultats étendent notre compréhension des mécanismes neuro-inflammatoire de la douleur neuropathique en plus de suggérer que l'immunosuppression ou le blocage des voies de signalisation réciproques entre les cellules neurales et non-neurales offre de nouvelles opportunités à la modification de la maladie et une meilleure gestion de la douleur.

Surgical site infections (SSI) are one of the most common complications following surgery. SSIs can incur many consequences for the patient including extended hospital stay, increased hospital costs, increased risk of entering the ICU as well as increased risk of morbidity and mortality. There are three types of SSIs: superficial incisional SSIs, the most common yet the least severe, deep incisional SSIs and organ/space SSIs, the most life-threatening. Due to the high emergence of resistant bacteria, treatment with common antibiotics is ineffective in the majority of patients with an SSI. Therefore, more attention must be paid preoperatively and intraoperatively to prevent SSIs rather than to treat these infections. The data of the literature have identified risk factors that predispose surgical patients to SSIs, however validated risk-index tools have not been developed to quantify the risk of SSI. The data for this study was obtained from the NSQIP (National Surgical Quality Improvement Program) database established at the JGH and included patients undergoing surgery at this institution between November 2009 and December 2011. The database was selected because it is prospective, non-biased and comprehensive. Bivariate analyses and stepwise multivariate logistic regression were used to identify the following five risk factors that were independently and significantly associated with the risk of an SSI: male gender, inpatient status, hypertension, corticosteroid use and partial or total dependence for everyday activities prior to surgery. Logistic regression models with an ROC curve analysis were used to develop a risk scoring tool for SSI and limits for incremental risk categories. Patients with a score below 43.17 were at low-risk, those with a score between 43.17 and 63.40 were at moderate-risk and those with a score above 63.40 were at high-risk for SSI development. Compared to low-risk patients, moderate-risk patients had a relative risk of 3.963 (p<0.001, 95% CI=2.58-6.08) of developing an SSI and high-risk patients had a relative risk of 6.48 (p<0.001, 95% CI=4.16-10.10) of acquiring an SSI. Overall, approximately 3% of low-risk patients, 10% of moderate-risk patients and 16% of high-risk patients of the NSQIP database developed any type of SSI. In this study, a simple risk tool for quantifying SSI risk created at the JGH was developed. The tool has external validity for the JGH population. Validation in other populations will be required in future studies. / Les infections du site opératoire (ISO) constituent une des plus fréquentes complications à la suite d'une chirurgie. Les ISOs ont plusieurs conséquences chez le patient incluant un séjour prolongé à l'hôpital, des coûts d'hôpitaux plus élevés, un risque plus accru de requérir des soins intensifs ainsi qu'un risque de morbidité et de mortalité plus élevé. Il existe trois types d'ISOs : ISO incisionelle superficielle, le plus commun néanmoins le moins sérieux, ISO incisionelle profonde et ISO d'organe et/ou d'espace, le plus dangereux des trois. À cause de l'émergence accrue des bactéries résistantes aux antibiotiques, les traitements de certaines ISOs sont inefficaces chez la majorité des patients avec une ISO. En conséquence, plus d'attention doit être fournie avant et pendant la chirurgie afin de prévenir à tout prix les ISOs au lieu de se concentrer sur les traitements de cettes infections. Les données pris de la littérature scientifique ont identifié des facteurs de risque qui prédisposent les patients chirurgicaux pour le développement des ISOs. Cependant, aucun modèle de risque valide n'a été produit afin de quantifier le risque de développer un ISO. Les données pour cette étude ont été obtenues grâce à la base de données NSQIP (National Surgical Quality Improvement Program) établie à l'Hôpital Général Juif et incluent les patients qui ont subi une chirurgie à cet hôpital entre novembre 2009 et décembre 2011. Nous avons choisi d'utiliser la base de données NSQIP puisqu'elle est prospective, impartiale et compréhensive. Des analyses bivariées et des régressions logistiques multivariées ont été employées afin d'identifier les cinq facteurs de risque suivants qui sont indépendamment et significativement associés avec le risque d'un ISO : le sexe male, l'hospitalisation du patient, l'hypertension, l'usage de corticostéroïdes et la dépendance (partielle ou totale) pour des activités quotidiennes avant la chirurgie. Des modèles de régression logistique avec une analyse de courbe ROC ont été utilisés pour développer un outil de pointage de risque pour ISO et délimite les catégories en incréments de risque. Les patients avec un score inférieur de 43.17 sont considérés des patients à risque minime de développer un ISO, ceux avec un score entre 43.17 et 63.40 ont un risque modéré d'acquérir un ISO et ceux avec un score de 63.40 ou plus haut ont un risque élevé pour le développement d'un ISO. Comparé à des patients qui ont un risque minime, les patients avec risque modéré ont un risque relatif de 3.96 fois (p<0.001, 95% CI=2.58-6.08) de développer un ISO et les patients à risqué élevé ont un risque relatif de 6.48 (p<0.001, 95% CI=4.16-10.10) d'acquérir un ISO. Dans cette étude, un outil de risque simple afin de quantifier le risque d'ISO à l'hôpital Général Juif a été développé. L'outil possède la validité externe pour la population de cet hôpital. La validation pour les autres populations sera requise dans des études futures.

Background: Drug related cues are potent triggers for relapse in people with cocaine dependence. Dopamine release within a limbic network of striatum, amygdala and hippocampus has been implicated in animal studies, but in humans it has been possible to measure effects in the striatum only. The objective here was to measure dopamine release in the amygdala and hippocampus using high-resolution PET with [18F]fallypride. Methods: Twelve cocaine dependent volunteers (mean age: 39.6±8.0; years of cocaine use: 15.9±7.4) underwent two [18F]fallypride HRRT PET scans, one with exposure to neutral cues and one with cocaine cues. [18F]Fallypride non-displaceable binding potential (BPND) values were derived for five regions of interest (ROI) (amygdala, hippocampus, ventral limbic striatum, associative striatum, and sensorimotor striatum,). Subjective responses to the cues were measured with visual analog scales and grouped using principal component analysis. Results: Drug cue exposure significantly decreased BPND values in all five ROI in subjects who had a high but not low craving response (limbic striatum: p=0.019, associative striatum: p=0.008, sensorimotor striatum: p=0.004, amygdala: p=0.040, and right hippocampus: p=0.025). Individual differences in the cue-induced craving response predicted the magnitude of [18F]fallypride responses within the striatum (ventral limbic: r=0.581, p=0.048; associative: r=0.589, p=0.044; sensorimotor: r=0.675, p=0.016). Conclusions: To our knowledge this study provides the first evidence of drug cue-induced dopamine release in the amygdala and hippocampus in humans. The preferential induction of dopamine release among high craving responders suggests that these aspects of the limbic reward network might contribute to drug seeking behavior. / ABRÉGÉHistorique: L'indice lié à la drogue est un puissant élément déclencheur pour une rechute chez les gens avec une dépendance à la cocaïne. La libération de la Dopamine dans le réseau limbique du striatum, les amygdales et les hippocampes a été démontrée dans les études animales, mais avec l'humain, il a été possible de mesurer les effets spécifiques au striatum. Notre objectif est de quantifier le relâchement de dopamine dans les amygdales et hippocampes en utilisant la TEP à haute résolution avec injection de [18F]fallypride. Méthode : Douze bénévoles dépendants de la cocaïne (moyenne d'âge : 39.6±8.0; nombre d'années d'utilisation de la cocaïne : 15.9±7.4) ont subi deux scans HRRT TEP avec [18F]fallypride: Une avec exposition de l'indice neutre et l'autre avec l'indice de la cocaïne. Les valeurs du potentiel de fixation (BPND) du [18F]fallypride sont tirées de cinq régions d'intérêt (RDI) (striatum limbique ventral, cortex associatif, striatum sensorimoteur, amygdales et hippocampes). Les réponses subjectives de l'indice déclencheur sont mesurées avec des échelles analogues visuelles et groupées à l'aide d'analyses en composantes principales.Résultats : L'exposition de l'élément déclencheur de la drogue diminue significativement les valeurs BPND d aux cinq RDI des sujets qui ont eu un désir élevé de consommer (striatum limbique p=0.019, cortex associatif : p=0.008, striatum sensorimoteur : p=0.004, amygdales : p=0.040 et l'hippocampe droit : p=0.025). A l'intérieur du striatum, les différences individuelles dans la réponse à la provocation de l'élément déclencheur prédisait l'ampleur des réponses [18F]fallypride (limbique ventral: r=0.581, p=0.048; cortex associatif: r=0.589, p=0.044; sensorimoteur: r=0.675, p=0.016). Conclusion: À notre connaissance, cette étude apporte la première preuve que l'élément déclencheur provoque le relâchement de la dopamine dans les amygdales et hippocampes chez les humains. L'induction préférentielle du relâchement de la dopamine parmi les répondants aux indices de la drogue suggère que ces aspects du réseau limbique pourraient contribuer aux comportements de recherche de la drogue.

The quality and quantity of fat in the diet have been shown to influence the composition of neuronal membranes, in particular the amount of phospholipid fatty-­‐acid content in the brain. In addition, dietary fat can modify neurotransmitter-­‐ mediated and neuroendocrine functions including the stress response in rodents. Indeed, fatty-­‐acid derivatives such as endocannabinoids (eCBs) have been identified as important signaling molecules that mediate, in part, the nongenomic glucocorticoid (GC) fast-­‐feedback inhibition on corticotropin-­‐releasing hormone (CRH) neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus (PVN) via binding to presynaptic cannabinoid receptors (CB1R). We previously found that altering the composition of dietary fat in the maternal diet during gestation and lactation modified the metabolic and hormonal profiles of the developing pups, including levels of eCBs. During the first two weeks of life, rat pups exhibit significant CRH and adrenocorticotropic hormone (ACTH) responses to stress although the adrenal GC output remains reduced. At the same time, pups also display increased sensitivity to GC feedback, but it is unclear whether eCBs play a role in mediating fast GC feedback in neonatal life. The present studies, using anoxia (3min) as a stressor and measuring ACTH and corticosterone (CORT) responses to stress, aimed at evaluating 1) the effect of maternal diet on neonatal stress responses; 2) the role of eCBs in regulating neonatal stress responses using pharmacological blockade of the CB1R with AM251; and 3) the effect of circulating GCs on the AM251 effect and the stress response using a pretreatment of either metyrapone (MET, a steroidogenic 11beta-­‐hydroxylase blocker) or methylprednisolone (PRED, a synthetic GC). Our results demonstrate that maintaining mothers on a diet high in saturated fat (HF20%, HF30%) increased maternal and pup weight gain, and that supplementing a maternal diet high in polyunsaturated fats from fish oil (HFF) with extra calories in the form of sucrose induces maternal weight gain that is not translated to the offspring. Furthermore, we observed differences in CORT responses to stress that suggest direct stimulation of adrenal steroidogenesis as a result of increased polyunsaturated fats in the HFF diet. MET blunted the CORT and amplified the ACTH responses to stress, and PRED suppressed stress-­‐induced ACTH secretion. Treatment with AM251, a CB1R antagonist, before stress onset tended to increase overall ACTH (except in MET pups) and CORT secretion, and also delayed the return to baseline ACTH. Taken together, our results lend further evidence to the influence of maternal diet on offspring hormonal and metabolic development and suggest that the eCB effect on ACTH secretion in neonates is most evident when there is a dynamic fluctuation of CORT concentrations. / La composition des membranes neuronales et la teneur en acides gras des phospholipides qui les composent est influencée fortement par la quantité et la qualité des matières grasses présentes dans l'alimentation. En outre, l'apport de gras dans l'alimentation peut également modifier de nombreuses fonctions neuronales et neuroendocriniennes par des changements dans la production et fonction des neurotransmetteurs et neuropeptides, en particulier ceux impliqués dans les réponses au stress. Les'acides gras dérivés tels que les endocannabinoïdes (eCBs) sont d'importantes molécules de signalisation qui interviennent, en partie, dans le rétrocontrôle négatif des glucocorticoïdes (GC) sur l'activite des neurones exprimant le corticotropin-releasing hormone (CRH) dans le noyau paraventriculaire de l' hypothalamus. Ces neurones sont les principaux effecteurs de la réponse neuroendocrinienne au stress et sont sensibles aux GC via des actions génomique et non génomiques. L'action non génomique des GC est mediee par l'intermédiaire des eCBs qui se lient aux recepteurs cannabinoïdes (CB1R) présynaptiques. Nous avons constaté précédemment que les changements de gras au niveau de la diète maternelle pendant la gestation et la lactation modifient les profils métaboliques et hormonaux des jeunes ratons y compris les niveaux des eCBs dans l'hypothalamus et l'hippocampe. Au cours de cette étude, nous avons voulu savoir si les modifications des eCB par la diète maternelle pouvaient avoir un rôle significatif sur la rétroaction des GC sur le CRH et les hormones du stress des ratons. Dans un premier temps, nous avons examiné le rôle des eCBs dans la réponse au stress de l'anoxie (3min) chez les jeunes rats (jour 8) en utilisant un pré-traitement avec un antagoniste des CB1R, le AM251, avant l'exposition au stress. Dans un deuxième temps, nous avons determiné si les taux de GC circulants pouvaient influencer la manière dont les eCBs régulent la réponse au stress chez les ratons. Pour ce faire nous avons utilisé deux pré-traitements différents, soit un traitement avec la metyrapone (MET), qui produit une surrenalectomie pharmacologique et empêche la sécrétion de GC suite au stress, et un traitement avec la methylprednisolone (PRED), un glucocorticoïde synthétique qui supprime l'axe neuroendocrinien du stress et diminue les taux d'ACTH et de corticosterone stimules. Nos résultats démontrent que le poids des mères recevant une diète riche en graisses saturées (HF20%, HF30%) est augmenté de même que celui de ses petits compare aux mères contrôles. Les mères sur diète riche en gras polyinsaturés (HFF) et recevant un supplément calorique de sucrose augmentent leur poids corporel mais ne transmettent pas les calories a leurs petits. La diète maternelle HFF produit une augmentation des taux de corticosterone (CORT) ce qui suggère une stimulation directe de la stéroïdogenèse surrénalienne par les acides gras polyinsaturés dans l'alimentation de la mère. Le pre-traitement des ratons avec AM251 a tendance à augmenter les taux d'ACTH plasmatique dans les conditions basales et après le stress de l'anoxie. Cependant, le retour aux taux de base après stress a été retarde par le blockage des recepteurs aux eCBs. Lorsque les ratons reçoivent de la MET, les taux d'ACTH sont élevés et le traitement avec AM251 n'affecte plus le retour à la normale après le stress. Ceci suggère que la contribution des eCBs au rétrocontrôle des GC requiert des fluctuations circulantes de CORT. Par contre, le prétraitement avec PRED diminue la secretion d'ACTH globale mais maintient l'effet de AM251 sur la sécrétion d'ACTH. En conclusion, nos résultats montrent que les eCBs sont importants pour leur action synergique avec les GC afin de terminer les réponses neuroendocriniennes au stress chez les ratons nouveau-nés. L'influence de la quantité et qualité de gras de la diète maternelle influence également la réponse au stress des ratons, tout en influençant les taux cérébraux de eCBs.

Approximately 20% of all metastatic breast cancers overexpress the HER-2 receptor, a cell surface-bound receptor tyrosine kinase upstream of crucial proliferation and cell survival pathways. Trastuzumab, a humanized monoclonal antibody binding to the extracellular domain of HER-2, has proven to be a beneficial treatment for patients diagnosed as HER-2+ but continues to have limitations. With low response rates for patients when administered alone and for patients having received prior chemotherapy, the true potential of trastuzumab seems to arrive only through combination therapies. However, the majority of advanced HER-2 positive breast cancer patients still develop resistance to the therapy by the end of the first year or present de novo resistance. For this reason, it is important to continue to investigate therapies to give in combination with trastuzumab to improve progression-free survival and overall survival in this clinical setting. Two Phase II Astra Zeneca compounds: AZD0530, a dual Src and Abl kinase inhibitor and AZD8931, a pan-erbb tyrosine kinase inhibitor abrogating EGFR-, HER-2-, and HER-3-mediated signaling were explored in this context using established trastuzumab-naïve and trastuzumab-resistant cell lines. AZD0530 was not effective when administered alone and any combinations with trastuzumab showed positive responses only in those models in which some form of response to AZD0530 alone had been seen. Clinically-relevant responses to AZD8931 were seen in all cell lines tested and for this reason a head-to-head comparison was carried out with lapatinib, the FDA-approved therapy for patients progressing on trastuzumab. AZD8931 alone and in combination with trastuzumab worked effectively to stop proliferation and induce cell death in both trastuzumab-naïve and trastuzumab-resistant cell lines at clinically relevant doses. AZD8931 had similar activity to lapatinib in the SKBR3-based ER-negative cell lines, but was less active in the BT474-based ER-positive cell lines. From this study, it appears AZD8931 is a therapeutic candidate for overcoming trastuzumab resistance but further investigation is required, before translation into the clinical setting, including the use of animal models of trastuzumab-resistance, specifically in the ER-negative subtype. / 20% des cancers du sein sur-expriment le récepteur membranaire, HER-2 ayant une forte activité enzymatique tyrosine kinase et qui est impliqué dans l'activation de plusieurs voies de signalisation comme la prolifération et la survie cellulaire. Trastuzumab, un anticorps monoclonal spécifique pour la portion extracellulaire de HER-2 et a été démontré efficace dans le traitement des cancers du sein positifs pour HER-2, mais son efficacité cliniques a des limites. En effet, avec un faible taux d'efficacité lorsqu'administré seul chez les patients ayant été préalablement traités ou non avec la chimiothérapie, le vrai potentiel de Trastuzumab ne semble se dévoiler qu'en combinaison avec d'autres thérapies. Effectivement, la majorité des patients atteints d'un cancer du sein avancé et sur-exprimant HER-2 deviennent insensibles au Trastuzumab avant la fin de leur première année de traitement ou présentent une résistance intrinsèque. Pour cette raison, il est important de poursuivre la recherche pour permettre la découverte de nouvelles thérapies à administrer en combinaison avec Trastuzumab dans le but de prévenir la progression de la maladie et d'améliorer la survie des patients. Deux médicaments développés par AstraZeneca font présentement l'objet d'essai cliniques de phase II : AZD0530, un double inhibiteur des kinases Src et Abl ainsi que AZD8931, un inhibiteur de tyrosine kinase bloquant la signalisation via les récepteurs EGFR, HER2 et HER3. Dans la présente étude, l'efficacité de AZD0530 et AZD8932 a été analysée dans des lignées cellulaires n'ayant jamais été exposées au Trastuzumab ainsi que des lignées résistantes au trastuzumab. Non-efficace lorsqu'administré en monothérapie, AZD0530 s'est montré actif en combinaison avec Trastuzumab, mais seulement à des concentrations où AZD0530 utilisé seul avait un effet positif. Quant à AZD8931, son efficacité a pu être observée à des concentrations pertinentes en clinique dans toutes les lignées cellulaires testées. Conséquemment, une étude comparative entre AZD8931 et Lapatinib a été menée, lapatinib étant le traitement approuvé par la FDA pour les patients dont la maladie progresse sous Trastuzumab. Les résultats démontrent que AZD8931, en monothérapie ou en combinaison avec Trastuzumab limite efficacement la prolifération et induit la mort cellulaire dans chacune des lignées évaluées, résistante ou non au Trastuzumab, à des doses cliniquement pertinentes. Cette étude nous permet aussi de montrer que AZD8931 a une activité similaire à celle de Lapatinib dans la lignée cellulaire SKBR3 qui ne sur-exprime pas le récepteur à l'estrogène (ER), mais qu'il était toutefois moins efficace dans la lignée positive pour ER, BT474. Cette étude nous permet donc de conclure que AZD8931 pourrait être un important candidat thérapeutique pour contrer la résistance au Trastuzumab. D'autres analyses sont toutefois requises, tel que l'utilisation d'un modèle vivant de résistance au Trastuzumab dans un contexte de lignées négatives pour le ER, avant de confirmer le potentiel de AZD8931 comme agent de seconde ligne et d'appliquer ces résultats en clinique.

Background: Patients undergoing colorectal cancer resections are at risk for delayed recovery. A previous prehabilitation program using exercise alone has shown limited impact in enhancing functional capacity and recovery. We compared the impact of a new trimodal prehabilitation program which includes exercise, nutritional and psychological therapy to patients undergoing standard care. Literature Review: Limited literature exists in enhancing functional capacity in abdominal surgery. Studies have focused on exercise alone and have reported negative results. Protein supplementation combined with exercise may stimulate muscle gain and anxiety reduction may improve compliance and recovery. Methods: In this pre/post intervention study, functional walking capacity during prehabilitation and at 8 weeks after surgery was compared between 42 patients having completed the trimodal prehabilitation intervention and 45 previously assessed controls. Results: Functional walking capacity improved by an average 42 ± 41 meters during prehabilitation. At 8 weeks after surgery, patients undergoing prehabilitation were 64 meters above controls on multivariate analysis. 81% of prehabilitated patients were considered recovered versus 40% of controls. There was no difference in postoperative complication rates.Conclusion: A trimodal prehabilitation program improved both functional capacity preoperatively and postoperative functional recovery. / Contexte: Les patients subissant une résection pour cancer colorectal sont à risque d'un rétablissement retardé. Un programme de préhabilitation d'exercice physique seul a démontré un impact limité. Nous avons comparé l'impact d'un nouveau programme de préhabilitation trimodale qui inclut l'exercice, la nutrition, et la psychologie aux patients recevant des soins standard. Revue de la littérature: Peu d'études existent sur l'amélioration de la capacité functionelle en chirurgie abdominale. Ces études ont mis l'accent sur l'exercice seul et ont eu des résultats négatifs. La supplémentation en protéines combiné avec l'exercice peut stimuler le gain de muscle, et la réduction de l'anxiété peut améliorer la participation et le rétablissement. Méthodes: Dans cette étude pré/post intervention, la capacité fonctionelle de marche durant la période de préhabilitation et à 8 semaines après la chirurgie ont été comparé entre 42 patients ayant terminé la préhabilitation trimodale et 45 contrôles évalués antérieurement. Résultats: La capacité fonctionnelle de marche s'est ameliorée de 42 ± 41 mètres lors de la préhabilitation. À 8 semaines, les patients ayant terminé la préhabilitation étaient 64 mètres au-dessus des contrôles sur analyse multivariée. 81% des patients en préhabilitation s'étaient rétablis versus 40% des contrôles. Il n'y avait aucune différence dans les taux de complications postopératoires.Conclusion: Un programme de préhabilitation trimodale a amélioré à la fois la capacité fonctionelle en préoperatoire et le rétablissement postopératoire.

Iron is an essential nutrient, involved in a wide range of biochemical activities. However, its flexible coordination chemistry and favorable redox potential may render this element potentially toxic. Thus, tight and accurate regulation of iron absorption in humans is critical to prevent systemic excess or deficiency. This complex task is accomplished by hepcidin, a liver-derived peptide hormone that binds to the iron transporter ferroportin and promotes its degradation. This results in a decrease of the iron efflux from duodenal enterocytes, macrophages and hepatocytes into the blood stream. Severalmolecules, such as HFE, TfRs, BMP6 and HJV, are being implicated in the regulation of hepcidin expression. HJV is encoded by the HFE2 gene and functions as a BMP co-receptor, activating hepcidin expression through the BMP/SMAD pathway. It is predominantly expressed in the skeletal muscles and at lower levels in the heartand the liver. Furthermore, a putative muscle-derived soluble Hjv is supposed to circulate in the plasma. Humans bearing pathogenic mutations of the HfE2 gene develop juvenile hemochromatosis, a disease characterized by profound hepcidindeficiency and early-onset severe iron overload. Mouse models with ubiquitous disruption of the expression of HJV recapitulate the main features of the disease. Previous studies have proposed an essential role for HJV in iron sensing, however, the implicated mechanisms have not been elucidated thus far. In this work we study the function of HJV within the iron metabolism regulatory mechanisms. In chapter II we investigate the role of HJV, expressed in different tissues, in the maintenance of iron homeostasis. We generate two novelmouse models with targeted disruption of the expression of Hjv in liver hepatocytes or skeletal muscle cells and we analyze their phenotype. We show that hepatic HJV suffices to regulate the expression of hepcidin and to maintainsystemic iron homeostasis whereas skeletal muscle HJV is dispensable for systemic iron metabolism. Furthermore, we do not observe any significant iron regulatory function of a putative muscle-derived soluble Hjv.In chapter III we focus our interest on the role of hepatic HJV in iron sensing to hepcidin. To this end, we analyze the molecular responses of HJV-/- and HJV+/+ mice to dietary iron manipulations. We demonstrate that HJV is not essential for iron sensing and it rather functions as an enhancer of the primary iron signal. Furthermore, we provide evidence of iron-dependent regulation of duodenal DMT1 and tissue specific function of hepcidin in the spleen and the duodenum of the studied HJV-/- mice. / Le fer est un nutriment essentiel impliqué dans une vaste gamme d'activités biochimiques. Cependant, sa coordination chimique flexible et son potentiel redox favorable rendent cet élément potentiellement toxique. Ainsi, une régulation stricte et précise de l'absorption du fer chez l'homme est essentielle pour prévenir un excès ou une insuffisance systémique. Cette tâche complexe est réalisée par l'hepcidine, une hormone peptidique dérivée du foie qui s'attache au transporteur du fer ferroportine et favorise sa dégradation. Ceci mène à une diminution de l'efflux du fer des entérocytes duodénaux, des macrophages et des hépatocytes dans le flux sanguin. Plusieurs molécules, comme le HFE, le TfR2, leBMP6 et l'HJV, sont impliquées dans la régulation de l'expression de l'hepcidine. HJV est codée par le gène HFE2 et fonctionne comme un co-récepteur de BMP, en activant l'expression d'hepcidine par la voie BMP/SMAD. Elle est principalement exprimée dans les muscles squelettiques et à des niveaux inférieurs dans le coeur et le foie. En outre, un putatif HJV soluble dérivé des muscles est supposé circuler dans le plasma. Les humains portant des mutations pathogènes du gène HFE2 développent l'hémochromatose juvénile, une maladie caractérisée par une carence profonde en hepcidine et une surcharge sévère et précoce en fer. Des modèles de souris avec une perturbation omniprésente de l'expression de l'HJV récapitulent les principales caractéristiques de la maladie. Des études antérieures ont proposé un rôle essentiel pour HJV dans la détection du fer, cependant, les mécanismes impliqués n'ont pas été élucidés à ce jour. Dans ce travail, nous étudions la fonction de HJV dans les mécanismes de régulation du métabolisme du fer. Dans le chapitre II, nous étudions le rôle de HJV, exprimé dans différents tissus, dans le maintien de l'homéostasie du fer.Nous générons deux nouveaux modèles murins avec une perturbation ciblée de l'expression de HJV dans les hépatocytes ou des cellules musculaires squelettiques et nous analysons leur phénotype. Nous montrons que l'HJV hépatique est suffisante pour réguler l'expression de l'hepcidine et de maintenir l'homéostasie du fer systémique alors que l'HJV musculaire est non essentiel pour le métabolisme du fer systémique. De plus, nous n'avons pas observé une fonction significative d'une HJV soluble musculaire hypothétique liée à la régulation du fer.Dans le chapitre III, nous nous intéressons au rôle de l'HJV hépatique dans la détection des altérations du niveau de fer et la transmission subséquente de ce signal sur l'expression de l'hepcidine. À cette fin, nous analysons les réponsesmoléculaires des souris HJV-/- et HJV+/+ à des manipulations alimentaires de fer. Nous démontrons que HJV n'est pas essentielle pour la détection des variations des niveaux ferriques mais qu'elle fonctionne plutôt comme un amplificateur dusignal primaire de fer. En outre, nous fournissons des preuves d'une régulation du DMT1 dépendante du fer et une fonction de l'hepcidine spécifique au tissu, dans le duodénum et la rate des souris HJV-/ - étudiées.