Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Grâce à un modèle expérimental de la trypanosomose humaine Africaine (THA ou maladie du sommeil), le rat infecté par Trypanosoma brucei brucei, nous avons examiné l’implication du monoxyde d’azote (NO) dans le développement de cette pathologie. Des variations opposées de la concentration de ce composé ont été observées chez les animaux infectés, au niveau des compartiments périphérique et central : le NO diminue au niveau du sang et augmente au niveau cérébral. Ces changements sont dépendants de la NO-synthase inductible (iNOS). Au niveau périphérique, la diminution du NO qui survient favorise l’installation du parasite car la pression trypanocide de ce composé est diminuée. Dans cette situation, la L-arginine, le substrat à la base de la synthèse du NO, est utilisée pour la synthèse de polyamines, des composés nécessaires à la croissance du parasite. Ces mécanismes sont très probablement déclenchés par le trypanosome via ses facteurs solubles. Au niveau cérébral, la synthèse du NO est aussi soumise à des régulations qui impliquent l’arginase et la NG, NG-diméthylarginine diméthylaminohydrolase (DDAH). Tandis que l’activité de l’arginase demeure constante, celle de la DDAH augmente au cours de l’infection en accord avec les données des western-blot et des amino-acides. Cette augmentation, qui dépend essentiellement de l’isoforme DDAH-2, conduit à une augmentation du NO cérébral dont les propriétés sont trypanocides. Ces changements, contraires à ceux observés en périphérie, sont défavorables à la survie du trypanosome au niveau du cerveau. Ils pourraient constituer une protection supplémentaire contre l’entrée des trypanosomes dans cet organe / By way of an experimental model of human African trypanosomiasis (HAT or sleeping sickness), the rat infected by Trypanosoma brucei brucei, we examined the involvement of nitric oxide (NO) in the development of this pathology. In the infected animals, opposite variations in NO concentration were observedeither at peripheral or brain compartments: NO decreases in blood but increases in brain. These changes are dependent on the activity of the inducible NO-synthase (iNOS). In periphery, the decrease observed in NO concentration favors the parasite entrance because the trypanocidal pressure exerted by NO is decreased. In such a situation, L-arginine, the substrate conducing to the synthesis of NO, is employed for the synthesis of polyamines, a category of compounds necessary for the parasite growth. It is likely that above mechanisms might be triggered by parasites. In brain, NO synthesis is submitted to additive complex regulatory processes implying arginase and NG, NG-dimethylarginine dimethylaminohydrolase (DDAH). While the arginase activity remains constant, that of DDAH increases throughout the infection process in keeping with western-blot and amino acids data. This increase, depending mainly on DDAH-2 isoform, lasts in a brain NO increase which enhance the trypanocidal pressure. Above changes, opposite to those observed in periphery, are not favorable to the parasite survival in brain. They might constitute an additive protection against the parasite entry in this organ

Dans cette étude, nous avons tenté de décrypter les mécanismes reliant l’augmentation de lymphocytes infiltrant les tumeurs (LIT) T CD8+ et un pronostic clinique défavorable dans le cancer du rein à cellules claires (ccRCC). Pour cela, nous avons déterminé 1) la relation entre le pronostic associé à l'expression d’immune checkpoints et l’infiltrat de cellules dendritiques (DC) et de LT CD8+ et 2) les caractéristiques phénotypiques des LIT T CD8+. L’expression des immune checkpoints a été déterminée par immunohistochimie dans une cohorte de 135 ccRCC. Nous avons constaté que les densités des cellules exprimant CD8, PD-1 et LAG-3 sont corrélées, et associées à une diminution de PFS et OS. Egalement, les patients dont les tumeurs présentent des densités élevées de cellules PD-1+ et PD-L1 et/ou PD-L2 +, ont le taux de survie le plus faible. Des densités élevées de DC immatures isolées dans le stroma tumoral sont associées à une forte expression d’immune checkpoints et à un faible taux de survie chez ces patients. En revanche, les patients présentant un taux de survie prolongé ont une densité élevée de lymphocytes CD8+, des DC matures au sein de structures lymphoïdes tertiaires, ainsi qu’une faible expression d’immune checkpoints. Nous avons analysé les LIT T CD8+ chez 21 patients ccRCC par Cytométrie de Flux. On a trouvé un groupe de patients (8/21) dont les tumeurs sont caractérisées par la surexpression de marqueurs inhibiteurs (PD1 et TIM3) et de d'activation (CD69 et CD38), par l'expansion des cellules T CD8 + mémoires effectrices et un plus grand potentiel d’agressivité. En résumé, nous avons démontré qu’une densité élevée de LIT T CD8+ dans les ccRCC est accompagnée d’une forte expression d’immune checkpoints et d’une réponse immunitaire mal coordonnée dans un sous-groupe de tumeurs agressives. / To decipher the potential mechanisms linking increased CD8+ T cell infiltration with an adverse clinical outcome in ccRCC, in this study we determined: 1) the prognosis associated with the expression of immune checkpoints and its coordination with dendritic cell (DC) and CD8+ cell infiltration, and 2) the phenotypic traits of CD8+ tumor infiltrating lymphocytes. The prognosis associated with CD8+ and DC infiltrations, in addition to the expression of immune checkpoints were investigated in a cohort of 135 ccRCC by quantitative immunohistochemistry. We found that the densities of CD8+, PD-1+ and LAG-3+ cells were closely correlated, and independently associated with decreased PFS and OS. In addition, patients whose tumors presented both high densities of PD-1+ cells and PD-L1+ and/or L2+ tumor cells, displayed the worst clinical outcome. High densities of immature DC isolated in the tumour stroma were associated with high expression of immune checkpoints and patients’ poor clinical outcome. In contrast, the presence of mature DC within Tertiary Lymphoid Structures identified, among the tumours with high CD8+-TIL densities, those with low expression of immune checkpoints and prolonged survival. We also investigated the phenotype of freshly isolated CD8+TIL in 21 ccRCC by flow cytometry. We found a group tumors (8/21) characterised by the over-expression of inhibitory (PD-1 and TIM-3) and activation markers (CD69 and CD38), the expansion of the effector memory cell subpopulation (CCR7-CD45RA-), and a trend toward more aggressive features. In summary, we demonstrated that the infiltration with CD8+ TIL in ccRCC is accompanied by the enhanced expression of immune checkpoints and a poorly coordinated immune response in a subgroup of aggressive tumors.

La stimulation cérébrale profonde (DBS) du gyrus cingulaire subgénual est actuellement en coursd'évaluation comme nouvelle cible thérapeutique chez les patients souffrant de dépression majeure.Afin de caractériser les mécanismes sous-jacents l'action de la DBS, et plus particulièrement, lapossible implication du système glial, les effets de la stimulation du cortex préfrontal infralimbique surplusieurs marqueurs précliniques de la réponse antidépressive ont été évalués chez le rat. Ce travailde thèse, en utilisant des approches électrophysiologiques, immunohistochimiques etcomportementales, montre que la DBS aigue (130 Hz, 150 μA) induit des comportements pseudoantidépresseurs(évalués dans le test de nage forcée) qui sont associés à une augmentation del'activité des neurones 5-HT du raphé dorsal et de la neurogenèse du gyrus denté. De plus, la DBSaigue est capable de renverser les effets du stress sur la métaplasticité synaptique hippocampique.Par ailleurs, la DBS à plus faible intensité (20 μA, 130 Hz) induit des effets pro-cognitifs, i.e. unefacilitation de la plasticité synaptique au sein de l'hippocampe dorsal et une amélioration desperformances mnésiques des rats dans le test de reconnaissance d'objet. De façon importante, ceseffets neurobiologiques sont prévenus par une lésion pharmacologique gliale avec la gliotoxine Lalpha-aminoadipic acid. Ensemble, nos données in vitro et in vivo soulignent pour la première fois lerôle crucial des astrocytes dans les mécanismes d'action de la DBS. Cette étude propose donc quel'intégrité du système glial au niveau le site de stimulation est un pré-requis majeur afin d'optimiserl'efficacité de la DBS

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre.

L’anxiété est un symptôme prédominant au cours des périodes initiales de sevrage à la cocaïne et est considérécomme un facteur important de rechute. Le but de cette étude était de caractériser les dysfonctionnementscérébraux qui pourraient contribuer à l’expression de cet état pathologique chez le rat.Les rats sont traités avec de la cocaïne en chronique et le comportement anxieux est évalué au cours du sevragedans différents paradigmes expérimentaux (tests du labyrinthe en croix surélevé, du confinement dans un brasouvert surélevé et de l’enfouissement défensif). Nos résultats ont montré que le sevrage à la cocaïne induit unétat anxieux élevé qui persiste pendant au moins 28 jours de sevrage. Nous avons ensuite utilisél’immunohistochimie de Fos pour comparer les patterns d’activation cérébrale chez les rats sevrés et témoinsaprès exposition au test de l’OA. Nos données ont montré que l’anxiété élevée des rats sevrés était accompagnéed’une altération de la réactivité des neurones glutamatergiques de la partie dorsale du cortex préfrontal médian(dCPFm) et de certaines régions sous-corticale (aires hypothalamiques latérale et antérieure et le noyauparaventriculaire du thalamus). Nous avons ensuite montré que l’inactivation pharmacologique du dCPFm avecdu muscimol atténuait les comportements anxieux des rats sevrés suggérant ainsi une hyperréactivité de cetterégion corticale durant le traitement des informations de type anxieux. Notre étude amène des données nouvellesquant aux substrats neuronaux sous-tendant l’anxiété pathologique observée au cours du sevrage à la cocaïne etsouligne l’importance du CPFm dans la régulation de cet état d’anxiété pathologique. / Anxiety is one of the prevailing symptoms observed during the initial period of abstinence in cocaine abusersand is considered as an important factor of relapse. The aim of this study was to provide further insight into thecerebral dysregulations that might contribute to this pathological state in rats.Rats were treated chronically with cocaine and anxiety-behaviors were assessed in different paradigms duringwithdrawal (elevated plus maze, open arm and shock probe burying tests). Our results demonstrated that cocainewithdrawal induced persistent heightened levels of anxiety that last for at least 28 days. We then used Fosimmunohistochemistry to map neuronal activation patterns in withdrawn rats confined to one open arm (OA) ofan elevated plus maze. Our data showed that the exacerbated anxiety observed in cocaine treated rats exposed toan OA was accompanied by an altered reactivity of the dorsal part of the medial prefrontal cortex (dmPFC)glutamatergic neurons and some sub-cortical regions (anterior and lateral hypothalamic areas and theparaventricular nucleus of the thalamus). Finally, we showed that pharmacological inactivation of the dmPFCwith muscimol considerably attenuated anxiety-related behaviors in cocaine withdrawn rats suggesting anexaggerated response of this cortical area during the processing of anxiogenic stimuli. The present studyprovides new data on the neural substrate underlying pathological anxiety observed during cocaine withdrawaland highlights the importance of the dmPFC in the regulation of this pathological anxiety state.

Contexte : Le mélanome est un cancer agressif chez l’homme, développé aux dépens des mélanocytes. L’identification de la mutation BRAF conditionne la prescription d’une thérapie ciblée. L’objectif de ce travail a été de mettre au point dans les tissus tumoraux et dans le sang (cellules tumorales circulantes, ADN libre tumoral plasmatique) des approches technologiques de biologie moléculaire et d’immunohistochimie (IHC) pour identifier des biomarqueurs prédictifs d’une réponse ou de résistance thérapeutique. Nous montrons que l’IHC BRAF (clone VE1, Roche, Ventana) pourrait remplacer l’analyse en biologie moléculaire dans certaines indications, notamment sur un matériel tumoral de petite taille. Parallèlement, nous montrons que la présence de cellules mélanocytaires circulantes [détectées par cytomorphologie (Technique ISET)] chez des patients atteints de mélanome métastatique est un facteur prédictif indépendant de mauvais pronostic de la survie globale. Enfin, nous montrons que le système Biocartis Idylla™ (processus automatisé couplant l’extraction, le séquençage et l’analyse de l’ADN) est sensible et spécifique pour la détection plasmatique des mutations BRAF et NRAS et que cette technique pourrait être indiquée dans le suivi de la maladie résiduelle (apparition de résistance) après traitement des patients atteints de mélanomes métastatiques. Conclusion : L’identification des biomarqueurs tissulaires et sanguins (BRAF, NRAS et CTC) permettent : 1- Une optimisation des délais diagnostiques de la mutation BRAF/NRAS – 2) L’identification de facteurs de mauvais pronostic – 3) De détecter une récidive précoce et de suivre la maladie résiduelle après traitement / Background: Knowledge of the BRAFV600E status is mandatory in metastatic melanoma patients (MMP). Molecular biology is currently the gold standard method for status assessment. The aim of this work was to assess and compare several methods of molecular biology and immunohistochemistry (IHC) in tissue and blood (cell-free circulating tumor DNA, circulating tumor cell (CTC)) to identify predictive biomarkers of response or resistance to targeted treatment. Results: We showed that BRAFV600 IHC could be a substitute for molecular biology in the initial assessment of the BRAFV600E status in MPP. We also found that the presence of circulating tumor cell detetcted by a cytomorphological approach ISET (Isolation by Size of Epithelial Tumor Cell – Rarecells Diagnostics, Paris, France) in MMP is an independent predictor of shorter survival. Then, in a monocentric study conducted at the University of Nice Hospital, we evaluated a novel and fully automated CE-IVD PCR-based system (IdyllaTM, Biocartis, Mechelen, Belgium) for plasmatic BRAF and NRAS mutation detection. We showed that this technology is highly sensitive and specific and provide promising potential to assess tumor progression, identify targets for therapy, and evaluate clinical response to treatment. In conclusion, identification of tissue and blood biomarkers with these technologies allow a quick turnaround-time to BRAF/NRAS diagnosis and improve monitoring of treatment response and development of resistance in metastatic melanoma patients

Le contrôle de la transparence de la cornée dépend de l'intégrité de l'endothélium cornéen mono-stratifié qui est classiquement considéré dès la naissance, dépourvu de capacité de régénération chez l'homme. Dans des conditions pathologiques conduisant à la cécité par œdème cornéen, les pertes significatives en cellules endothéliales (CE) ne sont pas remplacée efficacement, ce qui signifie que ni de nouvelles CE provenant de cellules souches (CS), ni la division des cellules voisines des lésions ne peuvent contribuer à la régénération endothéliale. Toutefois, plusieurs travaux ont prouvé depuis 25 ans que les CE possédaient une capacité proliférative résiduelle ex vivo et deux équipes ont suggéré l'existence de CS ou de progéniteurs à la périphérie de l'endothélium cornéen. Dans notre travail de thèse, nous avons tout d'abord optimisé, en la systématisant, une technique d'immunomarquage spécialement adaptée à l'endothélium cornéen intact de cornées montées à plat. A l'issue de ces développements, nous disposons de protocoles simples de fixation à température optimale et de démasquages antigéniques susceptibles de permettre la révélation de nombreuses protéines. A partir d'une importante série de cornées humaines non conservées et d'autres conservées en organoculture, et grâce à cet outil désormais efficace, nous avons étudié le cycle cellulaire des CE et la localisation de potentielles CS sur l'endothélium cornéen humaine. Nos résultats démontrent que dans ces conditions, les CE expriment de façon homogène des régulateurs positifs (PCNA, MCM2, cycline D1, cycline E et cycline A) et des régulateurs négatifs du cycle cellulaire (P16, P27); certaines particularités ont par ailleurs pu être décrites de façon innovante, comme la localisation cytoplasmique diffuse de MCM2, paranucléaire de la cycline D1, l'absence de P21. L'ensemble des marquages pourrait suggérer que les CE sont arrêtées en fin de G1, après le point de restriction et que de nombreux mécanismes de réparation de l'ADN sont mis en jeux dans les CE exposées à un stress oxydant important tout au long de l'existence. Nous avons identifié une nouvelle organisation de la micro-anatomie de la périphérie et de l'extrême périphérie de l'endothélium où des cellules regroupées en multiples clusters pluristratifiés semblent alimenter des colonnes de CE radiaires longues d'un millimètre. Ces éléments, associés à l'observation d'une moindre différenciation et d'une compétence proliférative plus élevés en périphérie suggèrent un nouveau modèle d'homéostasie endothéliale humaine in vivo: toute la vie, des CS périphériques alimentent de façon très lente la périphérie cornéenne en CE qui migrent de façon centripète pour assurer la stabilité du centre cornéen dont les propriétés optiques primordiales sont sous-tendues par un endothélium qui ne perd que 0,6% de CE par an. A la différence de l'épithélium cornéen, ce système ne peut être accéléré lors de circonstances pathologiques. Les perspectives de nos travaux sont désormais d'essayer d'isoler de l'extrême périphérie les CS endothéliales ou les progéniteurs et de les cultiver en recréant un microenvironnement favorable. La possibilité de produire un grand nombre de CE in vitre non pas à partir de CE sénescentes prélevées sur la totalité de l'endothélium comme cela a été tenté par la passé, mais cette fois à partir de CS ou des progéniteurs ouvriraient la voie d'une véritable thérapie cellulaire endothéliale. L'enrichissement des greffons pendant la durée de leur conservation à la banque de cornée pourrait constituer une première étape majeure avant d'envisager créer de novo un endothélium sur un support greffable pour une greffe endothéliale du 3e type qui deviendrait ainsi enfin indépendante des aléas de la découpe du greffon. Enfin, l'ïdentification de la CS endothéliale et de son microenvironnement permettra aussi d'envisager une thérapie cellulaire in vivo pour traiter les stades précoces des pathologies endothéliales cornéennes

Le cancer épithélial de l’ovaire (CÉO) est le cancer gynécologique le plus létal. Bien que certains progrès aient été accomplis, une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans le développement de ce cancer est requise. Notre laboratoire a démontré que la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 était impliquée dans l’activation de Src, la survie, la migration et l’invasion des cellules endothéliales en réponse au VEGF. Des études ont proposé que Src ait également un rôle important dans la progression tumorale du CÉO. Ainsi, nous nous intéressons au rôle de DEP-1 dans le potentiel invasif du CÉO. Nous avons observé des niveaux d’expression variables de DEP-1 dans 6 lignées cellulaires du CÉO et constaté que ceux-ci corrèlent positivement avec le potentiel invasif des cellules dans le Matrigel. Des expériences d’ARNi ont démontré que la réduction de l’expression de DEP-1 inhibe des voies de signalisation pro-invasives telles que la phosphorylation de Src et de Cortactine, ainsi que la localisation de Cortactine aux lamellipodes. Cette déplétion de DEP-1 a également eu pour effet de diminuer d’autres voies de signalisation pro-tumorales, tel que la phosphorylation de l’EGFR et de P65 (NfκB). Conséquemment, la déplétion de DEP-1 par transfection d’ARNi se traduit par une perte du potentiel invasif des cellules, et une diminution de la résistance des cellules au Carboplatin. L’analyse de l’expression de DEP-1 par immunohistochimie dans les tumeurs ovariennes révèle l’existence d’une corrélation positive entre l’expression en protéine de DEP-1 et le cancer de l’ovaire de grade élevé et la survie des patientes, qui a également été confirmé sur une puce à ARN. Nos résultats suggèrent que DEP-1 favoriserait la progression tumorale du cancer épithélial de l’ovaire. Nous avons démontré que DEP-1 est impliquée dans l’invasion in vitro, et que son expression est associée à un cancer de l’ovaire plus agressif, faisant ainsi de DEP-1 une cible thérapeutique potentiellement intéressante. / Epithelial ovarian cancer (EOC) is the most lethal gynecological cancer. Our laboratory has previously shown that the protein tyrosine phosphatase DEP-1 is involved in Src activation, survival, migration and invasion of endothelial cells in response to VEGF. Studies have shown that Src may be implicated in the progression of epithelial ovarian cancer progression. Thus, we were interested in determining if DEP-1 had a role in the promotion of the Src invasive pathway in EOC. First, we have observed a variable protein expression of DEP-1 in six EOC cell lines, and that there was a positive correlation with invasion in Matrigel. We also showed in RNAi experiments that inhibition of DEP-1expression resulted in the decreased phosphorylation of Src and Cortactin, also loss of Cortactin localisation at the cellular membrane. We also observed dysregulation of other pro-tumoral pathways like EGFR and P65 (NfκB) diminution of phosphorylation. Consequently, DEP-1 depletion resulted in loss of invasive capacities of most of the cell lines, and diminution of chemoresistance in response to Carboplatin. Analysis of DEP-1 in EOC tumors revealed the existence of a positive correlation with an aggressive form of ovarian cancer, high grade status, and poorer survival. These results suggest a positive role of DEP-1 in tumor progression of EOC. Our results show for the first time that DEP-1 is implicated in invasion in vitro, and is associated with the most aggressive form of EOC. Thus, DEP-1 is an interesting therapeutical target for EOC.

Au Canada, on estime qu'une femme sur neuf développera un cancer du sein et qu'une femme sur vingt-huit en mourra. Les carcinomes mammaires de phénotype basal qui comprennent environ 15 à 25% des cancers envahissants du sein sont des tumeurs malignes ayant un très mauvais pronostic. Dans ce type tumoral, les métastases sont fréquentes et les décès nombreux. La formation des métastases est un processus complexe qui comprend plusieurs étapes; chacune peut être étudiée par des marqueurs spécifiques. Notre hypothèse de recherche est que le carcinome mammaire de phénotype basal possède des caractéristiques spécifiques qui permettent d'expliquer son potentiel métastatique élevé. Six micromatrices tissulaires comprenant un total de 213 tumeurs mammaires ont été confectionnées. L'expression des marqueurs usuels de la métastase et celle de nouveaux marqueurs a été étudiée par des techniques d'immunohistochimie. L'étude comparative de l’expression des marqueurs du potentiel métastatique par les carcinomes mammaires de phénotype basal indique que les protéines Ki-67, EGFR, CD276 et galectine-7 sont étroitement reliées à ce type de cancer. De plus, l'expression du marqueur GATA-3, un marqueur anti-métastatique, fait complètement défaut. Nos résultats confirment que le cancer du sein de phénotype basal possède un plus grand potentiel métastatique que les autres sous-types génétiques et suggèrent que la galectine-7 puisse être impliquée. / In Canada, we estimate that one woman in nine will develop a breast cancer, and one woman in twenty-eight will succumb of her disease. The basal-like breast cancer which represents 15 to 25% of invasive breast cancer, is associated with a poor prognosis. Metastases are the main cause of mortality for patients affected from cancer. Many steps are involved in the metastatic cascade. Each step can be studied using specific markers. Our research hypothesis is that basal-like breast cancer have distinct charactheristics which can explain their higher metastatic potential and poor overall survival. Six tissue microarrays comprising a total of 213 breast tumors were assembled. The relative expression of conventional and putative metastasis related markers was studied using immunohistochemistry. When the expression of metastatic potential markers was evaluated in breast carcinomas, basal-like breast cancer was found to express higher levels of Ki-67, EGFR, CD276 and galectin-7. Furthermore, GATA-3, an antimetastatic protein, was found to be completely absent in basal-cell type breast cancers. Our results confirm that the basal-like breast cancer has a highest metastatic potential than the other molecular subtypes and suggest that galectin-7 may play a role.