Les dommages cellulaires consécutifs à l'EME induits par une intoxication par le soman sont accompagnés par une réaction neuro-inflammatoire dont les conséquences sur le les lésions cérébrales restent mal connues. Les antagonistes du récepteur glutamatergique NMDA, comme la kétamine (KET), ont prouvé leur efficacité antiépileptique et neuroprotectrice même pendant la période réfractaire au traitement par benzodiazépines, au-delà de 10 à 20 min après le début des crises. La KET semble posséder également une action anti-inflammatoire périphérique. Pour compléter les données existantes, nous avons évalué l'impact de l'intoxication sur la réponse inflammatoire au moyen de différentes approches (RT-qPCR, dosages protéiques multiplex, histologie) dans le cortex et l'hippocampe de souris intoxiquées par le soman. Afin d'étudier l'efficacité de la KET sur la neuro-inflammation induite, nous avons mesuré, 48 h après l'intoxication, les effets de deux combinaisons de KET associée au sulfate d'atropine (SA) administrées à partir de 30 min ou 60 min après l'intoxication sur l'évolution de la masse corporelle, les dommages cérébraux, l'activation gliale et les taux des ARNm et des protéines de cytokines pro-inflammatoires, de chimiokines et de molécules d'adhésion. Après intoxication par le soman, nous avons mis en évidence une importante activation gliale et une augmentation des ARNm et des protéines de la plupart des médiateurs de l'inflammation étudiés. Les deux protocoles KET/SA ont montré une importante efficacité neuroprotectrice sans totalement supprimer la gliose mais en limitant la production des paramètres inflammatoires étudiés. En conclusion, nos résultats indiquent que de multiples voies inflammatoires sont activées après l'intoxication par le soman. L'utilisation d'une combinaison KET/SA est neuroprotectrice et limite la réponse inflammatoire même lorsque le début du traitement est retardé une heure après l'intoxication.

Comment les agents anesthésiques induisent-ils une perte de conscience lors de l’anesthésie générale? La dissection des mécanismes neuronaux de l’anesthésie générale représente un défi important en neurosciences. L’émergence de l’IRM fonctionnelle (IRMf) chez le primate non-humain donne l’occasion d’étudier l’activité neuronale à l’état éveillé et sous anesthésie en s’affranchissant des contraintes cliniques. Le développement récent de paradigmes auditifs, tel que le paradigme ‘local-global’, qui explore spécifiquement les réseaux cérébraux impliqués dans l’état conscient, nous a permis d’émettre l’hypothèse que la combinaison de l’IRMf chez le primate, de paradigmes auditifs et de protocoles d’anesthésie contrôlés par l’électroencéphalogramme (EEG), pourraient aider à disséquer les mécanismes neuronaux de l’anesthésie générale.Dans une première étape, étant donnée l’utilisation extensive de l’IRM dans notre travail, il était important d’étudier systématiquement l’effet des agents anesthésiques sur l’oxygénation vasculaire cérébrale, paramètre critique pour le signal IRMf. Nous avons donc réalisé une expérience préliminaire, faisant appel à l’IRM à ultra-haut champ magnétique chez le rongeur, afin de détecter les éventuels modifications du signal T2* induits par chacun des agents anesthésiques. Nous avons pu démontrer que le propofol et la kétamine, deux agents anesthésiques utilisés en clinique, affectaient moins l’oxygénation sanguine cérébrale que les anesthésiques volatils.Dans une deuxième étape, nous avons développé une « boîte à outils » pour l’IRMf chez le primate éveillé et anesthésié, et avons validé notre dispositif expérimental avec un paradigme auditif basé sur des sons simples (basse et haute fréquence).Dans une troisième étape, nous avons testé le paradigme auditif ‘local-global’ chez le macaque éveillé et avons pu démontrer que le cerveau du macaque est capable d’un codage prédictif hiérarchique à travers un espace de travail global, composé d’un réseau fronto-pariéto-cingulaire, montrant une forte homologie avec celui de l’Homme.Dans une quatrième étape, nous avons testé le paradigme auditif ‘local-global’, chez le macaque anesthésié et avons pu démontrer une désorganisation progressive de l’espace de travail global neuronal sous anesthésie. Cette désorganisation a été proportionnelle au niveau de sédation sous propofol, et complète sous sédation profonde à la kétamine. Ces résultats sont compatibles avec l’hypothèse selon laquelle le mécanisme de la perte de conscience sous anesthésie, est lié à une désorganisation de l’organisation fonctionnelle hiérarchique de l’espace de travail neuronal. Le cortex pariétal apparaît comme une cible commune aux deux agents anesthésiques.Dans la dernière étape, nous avons étudié le réseau cérébral par défaut (« default mode network ») chez le macaque éveillé et anesthésié. Nous avons pu démontrer que sous anesthésie, le cerveau présentait encore des patrons de connectivité distincts et riches, mais que ces patrons étaient fortement liés à l’organisation anatomique sous-jacente, alors que, à l’état éveillé cette organisation se caractérisait par un haut degré de flexibilité temporelle ce qui permet une exploration non-stéréotypée d’une plus grande variété d’états cérébraux.En conclusion, les agents anesthésiques entraînent une désorganisation de l’espace de travail global neuronal, avec pour conséquence l’altération des dynamiques temporelles de l’activité cérébrale spontanée, induisant ainsi une suppression de la conscience. / How can anesthetics induce a loss of consciousness during general anesthesia? A major challenge in neuroscience is to dissect the mechanisms of general anesthesia, which is quite difficult to achieve in the clinical conditions. The dawning of monkey functional MRI (fMRI) in neuroscience is an important opportunity to investigate neuronal activity in awake and anesthetized conditions. The recent development of auditory paradigms, such as the ‘local-global’ paradigm, that specifically explore brain networks thought to be specific of the conscious state led us to hypothesize that the combination of primate fMRI, auditory paradigms and single-drug anesthetic protocols with electroencephalography (EEG) control would help dissect the neuronal mechanisms of general anesthesia. In a first step, because we planned an extensive use of fMRI in our work, it was key to screen anesthetic agents for their effects on brain vascular oxygenation, a critical parameter for fMRI signal. Thus we did a preliminary experiment using ultra-high field MRI in rodents to assess subtle changes of the T2* signal under different anesthetic conditions and could demonstrate that propofol and ketamine, both clinical anesthetics, affects less brain blood oxygenation than volatile agents. In a second step, we developed a toolbox for awake and anesthetized monkey fMRI and validated the experimental set-up with a simple sound paradigm (low and high frequency sounds). In the third step, we tested the ‘local-global’ auditory paradigm in awake monkeys and could demonstrate that the macaque brain was capable of hierarchical predictive coding through a hypothetical macaque Global Neuronal Workspace made of frontal, parietal and cingulate cortices, in a striking homology with humans. In the fourth step, we tested the ‘local-global’ auditory paradigm in anesthetized monkeys and could demonstrate a progressive disorganization of the macaque GNW under anesthesia when increasing the levels of propofol sedation, and a complete suppression of the macaque GNW under deep ketamine sedation. These results are compatible with the hypothesis that the mechanism of loss of consciousness under anesthesia is related to the disorganization of a hierarchical GNW, with the parietal cortex as a common target among anesthetics. In the final step we studied the default network by acquiring resting state in awake and anesthetized monkeys and could demonstrate that under anesthesia, the brain still exhibits distinct and rich connectivity patterns, but these patterns become strongly related to the underlying white-matter structural map in a monotonic manner, while the awake state is characterized by a high degree of temporal flexibility which allows for a non-stereotyped exploration of a greater variety of brain states. In conclusion, by disorganizing the GNW, anesthetics alter the temporal dynamics of spontaneous brain activity, and specifically its departure from mere random fluctuations along established anatomical routes, leading to consciousness suppression.

Le traitement de la dépression reste insatisfaisant. Avec un tiers des patients ne répondant à aucun traitement proposé, un délai d’action long, et des effets secondaires non négligeables, la nécessité de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques devient urgente. La luminothérapie, traitement de choix de la dépression saisonnière, a été montrée depuis une trentaine d’années comme présentant également un intérêt pour le traitement des dépressions non saisonnières, unipolaires comme bipolaires. Cependant, les mécanismes d’actions sous-tendant l’effet antidépresseur de la lumière restent mal connus. L’objectif de ce travail de thèse est de comprendre, à l’aide d’un modèle original de dépression, les mécanismes neurobiologiques à l’origine de l’effet antidépresseur de la lumière. Nous avons pour cela développé un modèle de dépression combinant stress par la nage forcée et isolation sociale. Nos résultats montrent que ce protocole induit chez les animaux des comportements pseudo-dépressifs stables et résistants à des traitements classiques (escitalopram) mais également à la kétamine, utilisée récemment en étude clinique pour traiter certains patients réfractaires. Si la lumière seule à forte irradiance (Bright light stimulation, BLS, 1000 lux, une heure par jour) n’a pas d’effet antidépresseur, nous avons démontré dans notre modèle de dépression résistante que la BLS permettait de potentialiser la réponse antidépressive d’une combinaison de kétamine et de scopolamine (utilisée récemment comme d’antidépresseur potentiel) à des doses sous-efficaces. Cet effet est modulé par la sérotonine. En effet, la déplétion en tryptophane, précurseur de la sérotonine, bloque l’effet antidépresseur de cette combinaison. De manière intéressante, nous avons découvert que l’effet potentialisateur de la lumière met en jeu les astrocytes de l’habénula latérale. Ces données suggèrent que la lumière associée à la kétamine et la scopolamine, ciblerait les astrocytes afin de rétablir une activité normale dans l’habénula latérale, désinhibant les centres monoaminergiques, menant ainsi à une réponse antidépressive. Ce travail a permis de mieux comprendre les mécanismes à l’origine de la potentialisation de l’effet antidépresseur par la lumière et pourrait aider à optimiser les stratégies thérapeutiques chez les patients déprimés résistants aux traitements incluant la kétamine / The treatment of depression remains unsatisfactory. Given that one third of patients does not respond to any of the proposed treatments, the long delay of action, and the significant side effects, there is an urgent need to develop new and effective therapeutic strategies. Light, a treatment of choice for seasonal depression, has been of particular interest since thirty years in the treatment of non-seasonal unipolar and bipolar depressions. However, the mechanisms underlying the antidepressant effect of light therapy remains poorly understood. The aim of this thesis was to understand, using an original model of depression, the neurobiological mechanisms of the antidepressant effect of light stimulation. We developed an original model of depression combining forced swimming stress and social isolation. Our results showed that the latter protocol induced pseudo-depressive behaviors that were stable and resistant to classical treatments (escitalopram), but also ones recently tested in clinical studies to treat refractory patients (ketamine). Although bright light stimulation (BLS, 1000 lux, one hour per day) failed to present an antidepressant effect, we demonstrated in our model of resistant depression that BLS potentiated the antidepressant response of sub-effective doses of ketamine and scopolamine combination. This effect was modulated by serotonin tone. Indeed, this effect was blocked by tryptophan depletion. Remarkably, we unveiled that the potentiating action of light involves lateral habenula astroglia. These results suggest that light stimulation, associated with ketamine and scopolamine combination, modulated astroglia, in order to restore a normal activity in the lateral habenula and to regulate monoaminergic systems, leading to an effective antidepressant response. This work allowed to better understand the mechanisms responsible of the potentiating action of light and will certainly help in optimizing therapeutic strategies in treatment-resistant depression

Lorsque l’anesthésie par inhalation ne peut être utilisée chez le rat, la combinaison de kétamine et de xylazine est l’alternative la plus fréquemment utilisée. Les doses administrées peuvent varier selon le protocole expérimental. En présence de fièvre, d’infections ou de processus tumoral accompagné de fièvre, la pharmacocinétique de ces drogues peut être modifiée. Ce projet porte sur l’évaluation des changements physiologiques, hématologiques, biochimiques et pharmacocinétiques chez le rat Sprague Dawley lors d’anesthésie avec le mélange kétamine-xylazine suite à l’administration de trois doses différentes de lipopolysaccharide (LPS). Après l’administration de LPS, une anesthésie à la kétamine-xylazine fut induite chez des rats Sprague Dawley. Des prélèvements sanguins périodiques ainsi que des mesures des paramètres physiologiques furent effectués afin d’évaluer l’effet du LPS sur la pharmacocinétique des deux drogues ainsi que sur les paramètres biochimiques et hématologiques. Les différentes doses de LPS ont causé certaines modifications notamment en produisant une baisse marquée de la saturation en oxygène et de l’albumine sérique, une augmentation de la durée d’anesthésie ainsi que des lésions hépatiques mineures. Les paramètres pharmacocinétiques de la kétamine furent peu altérés par l’administration de LPS tandis qu’une diminution de la clairance et une augmentation de l’aire sous la courbe (AUC) furent observées pour la xylazine dans les groupes ayant reçu les doses moyenne et élevée de LPS. Ces résultats montrent que les doses de xylazine doivent être adaptées en présence de LPS pour permettre une anesthésie de courte durée et des changements physiologiques et biochimiques moindres lorsqu’elle est administrée avec de la kétamine. / When inhalation anesthesia cannot be used in laboratory rats, ketamine-xylazine combination is the most frequent alternate regimen. The administrated doses can vary according to the experimental protocol. During fever episodes, infections or tumoral process, the pharmacokinetics of these drugs can be modified. This project focuses on the evaluation of the physiological, hematological, biochemical and pharmacokinetics changes in Sprague Dawley rats during ketamine-xylazine anesthesia, after administration of three different doses of lipopolysaccharide (LPS). After administration of LPS to Sprague Dawley rats, ketamine-xylazine anesthesia was induced. Periodic blood samplings and monitoring of physiologic parameters were made in order to evaluate the effect of LPS on ketamine-xylazine pharmacokinetics and hematological and biochemical parameters. The different LPS doses caused specific parameter modifications including a marked decrease of oxygen blood saturation and serum albumin, a longer anesthesia duration and minor hepatic lesions. No significant modifications of pharmacokinetics parameters of ketamine were observed. An increase of area under curve (AUC) and a decrease of xylazine clearance were noted in groups who received medium and large doses of LPS. These results show that that xylazine doses need to be adapted in the presence of LPS, to allow a shorter duration anaesthesia and lesser physiological and biochemical changes when administered with ketamine.

Chez les animaux de laboratoire, même si les anesthésiques par inhalation sont généralement plus sécuritaires que les injectables, leur utilité est souvent restreinte lorsqu’un protocole expérimental exige une autre approche. Des combinaisons d’anesthésiques contenant de la kétamine sont considérées comme l’option de choix pour les anesthésies injectables chez les rats. Le vieillissement entraîne des changements dégénératifs au niveau de la structure et la fonction des organes, modifiant souvent à la pharmacocinétique des drogues. Ce projet porte sur l’évaluation des changements pharmacodynamiques (physiologiques, biochimiques et histologiques) et pharmacocinétiques, lors d’une combinaison anesthésique de kétamine-­‐xylazine chez le rat Sprague-­‐Dawley vieillissant. Une anesthésie à la kétamine-­‐xylazine fut induite chez des rats Sprague-­‐Dawley de différents âges. Afin d’évaluer l’effet du vieillissement sur le métabolisme des deux drogues, des prélèvements sanguins périodiques pour l’analyse de la pharmacocinétique ainsi que des mesures des paramètres physiologiques, biochimiques et une histopathologie furent effectués. Le vieillissement a causé certaines modifications notamment en produisant une diminution de la saturation d’oxygène, une baisse marquée de la fréquence cardiaque et respiratoire, une hypoalbuminémie ainsi qu’une augmentation de la durée d’anesthésie. Les paramètres pharmacocinétiques de la kétamine et de la xylazine furent grandement affectés par le vieillissement causant une augmentation progressive significative de l’aire sous la courbe (AUC) et du temps de demi-­‐vie, ainsi qu’une diminution de la clairance. À la lumière de ces résultats, les doses de kétamine et de xylazine doivent être adaptées chez les rats vieillissants pour permettre une anesthésie de durée raisonnable et un réveil sans complications. / In laboratory animals, even if inhalation anesthetics are generally safer than injecting, their usefulness is often restrained when an experimental design does not allow it. For this reason, ketamine combinations are considered the option of choice for injecting anesthesia in rats. Aging brings degenerative changes in the structure and function of the organs, often affecting the pharmacokinetics of drugs. This project focuses on the evaluation of physiological, pharmacokinetic, biochemical and histological changes during a ketamine-­‐xylazine anesthetic combination in aging Sprague-­‐Dawley rats. Anesthesia with ketamine-­‐xylazine was induced in Sprague-­‐Dawley rats of different ages. To assess the effect of aging on the metabolism of both drugs, periodic blood samples for pharmacokinetic analysis and measurements of physiological, biochemical and histological parameters were performed. Aging have made some changes for example a decrease in oxygen saturation, a sharp drop in heart and respiratory rate, hypoalbuminemia and an increase in the duration of anesthesia. The pharmacokinetic parameters of ketamine and xylazine were greatly affected in older animals, causing a significant increase in the area Under the curve (AUC) and the half-­‐life time, and a decrease in clearance. In the light of these results, dosage of ketamine and xylazine must be adapted in aging rats to allow a short anesthesia and an awakening without complications.

Les antagonistes du récepteur N-méthyl-D-aspartate (NMDA) comme la kétamine, le dextrométhorphane et la mémantine sont utilisés pour la prise en charge de la douleur neuropathique. La kétamine est très efficace contre les douleurs neuropathiques réfractaires aux traitements conventionnels. Cependant, son utilisation est limitée du fait de nombreux effets indésirables. Un relais antalgique est alors proposé. Ce travail de thèse s’insère dans un programme de recherche dédié aux antagonistes du récepteur NMDA dans la prise en charge de la douleur neuropathique. Le premier objectif était d’évaluer dans une étude clinique randomisée, en simple insu, en groupes parallèles, contrôlée versus placebo, les effets antalgiques du dextrométhorphane et de la mémantine, administrés en relais de la kétamine chez 60 patients souffrant de douleurs neuropathiques d’origine périphérique. L’impact de ces traitements sur le statut cognitivo-émotionnel des patients et leur qualité de vie a également été examiné, ainsi que la modulation des effets de ces médicaments par le polymorphisme génétique impliqué dans le métabolisme (CYP2D6, CYP3A4,5), la biodisponibilité et l’élimination (NR1I2) de ces deux molécules. En parallèle une étude mécanistique centrée sur le dextrométhorphane a été réalisée chez vingt volontaires sains (étude randomisée, en double aveugle, en groupes croisés). L’objectif était d’étudier dans un modèle d’hyperalgie induite par le froid « Freeze injury » les caractéristiques pharmacologiques et mécanistiques déterminant les effets anti-nociceptifs, centraux et cognitifs du dextrométhorphane ainsi que le polymorphisme génétique impliqué dans leur modulation. Chez les patients, les effets antalgiques immédiats de la kétamine ont été confirmés et s’accompagnaient de l’amélioration des scores d’anxiété et de dépression, des aspects cognitifs et affectifs et du sommeil. Toutefois, par rapport au placebo, la mémantine et le dextrométhorphane n’ont pas permis de renforcer significativement l’antalgie induite par la kétamine. Chez les volontaires sains, le dextrométhorphane a révélé des effets anti-hyperalgiques suite à une sensibilisation périphérique et centrale. Cependant, aucun effet analgésique sur la douleur thermique aiguë n’a été observé. Ces deux approches clinique et mécanistique concernant l’effet curatif des antagonistes du récepteur NMDA ont permis d’une part de montrer : 1 - chez le patient, l’effet curatif prolongé de la kétamine et l’intérêt du dextrométhorphane et de la mémantine dans la prise en charge du retentissement négatif de la douleur neuropathique sur le statut cognitivo-émotionnel et la qualité de vie des patients; 2 - chez le volontaire sain, l’efficacité anti-hyperalgique du dextrométhorphane sur les phénomènes de sensibilisation périphérique et centrale ainsi que ses répercussions sédatives et cognitives. En complément de ces deux études et dans le but de confirmer en clinique les effets curatifs du dextrométhorphane sur le triptyque douleur-cognition-émotion, une étude clinique randomisée, en double aveugle, en groupes parallèles, contrôlée versus placebo est en cours de réalisation chez 40 patientes souffrant de douleur neuropathique chimio-induite subséquente au traitement du cancer du sein. En conclusion de ce travail de thèse, l’étude des effets du dextrométhorphane dans deux populations différentes souligne l’intérêt de la recherche translationnelle. Chez le sujet volontaire sain, le dextrométhorphane exerce un effet anti-hyperalgique marqué et provoque des effets centraux délétères. Chez le patient présentant une douleur neuropathique d’origine périphérique et étant répondeur à la kétamine, seule une tendance est observée en faveur de l’effet anti-nociceptif du dextrométhorphane donné en relais de la kétamine. En revanche l’administration de dextrométhorphane s’accompagne d’un certain bénéfice au niveau cognitif et sur la qualité de vie des patients. / N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonists such as ketamine, dextromethorphan and memantine have gained an increasing interest in the management of neuropathic pain. In Pain Clinics, ketamine is widely used in the relief of neuropathic pain. However, its use in clinical practice is limited due to its numerous side effects. It is therefore necessary to propose to patients a drug relay with other NMDA receptor antagonists. This work is part of an academic program research dedicated to NMDA receptor antagonists in the management of neuropathic pain. Its first objective was to evaluate the antalgic effects of dextromethorphan and memantine. This randomized, single-blind, parallel-group, placebo-controlled study in 60 ketamine responder patients aimed also to assess the cognitive-emotional status of patients and their quality life. In parallel, a mechanistic study focusing on dextromethorphan was performed in 20 healthy volunteers in a randomized, double-blind, cross-over, placebo-controlled study. The objective was to investigate in a freeze-injury model the pharmacokinetic and mechanistic characteristics of the anti-nociceptive, central and cognitive effects of dextromethorphan as well as the genetic polymorphism involved in its response variability.In patients, the immediate analgesic effects of ketamine were confirmed with improved anxiety and depression scores, cognitive and affective aspects of pain, and different sleep parameters. However, memantine and dextromethorphan, compared to placebo, did not significantly increase the ketamine-induced analgesia. The analysis of the genetic polymorphism did not reveal any variability in the analgesic efficacy of these treatments. In healthy volunteers, dextromethorphan revealed anti-hyperalgesic effects following peripheral and central sensitization but no analgesic effect on acute heat pain. Moreover, the variability of the anti-nociceptive activity of dextromethorphan described in the literature seems to be more related to the genetic polymorphism of the CYP2D6 gene than to that of the CYP3A4,5 and ABCB1 genes. Finally, dextrorphan, the main active metabolite of dextromethorphan, appears to be responsible for the deleterious sedative and cognitive effects of the drug. These two clinical and mechanistic approaches concerning the curative effect of the NMDA receptor antagonists showed : 1 - in patients, the prolonged curative effect of ketamine and the interest of dextromethorphan and memantine in the management of the neuropathic pain-related cognitive-emotional and quality of life impairment; 2 - in healthy volunteers, the anti-hyperalgesic efficacy of dextromethorphan on peripheral and central sensitization and its sedative and cognitive side effects. In addition to these two studies, a randomized, double-blind, parallel-group, placebo-controlled clinical study is ongoing in 40 patients with chemotherapy-induced peripheral neuropathic pain subsequently to the treatment of breast cancer. In conclusion the assessment of the effects of dextromethorphan in two different populations led to discordant results. In the healthy volunteer, dextromethorphan exerts a marked anti-hyperalgesic effect and causes deleterious central effects. In the patient with peripheral neuropathic pain, only a trend is observed in favor of the anti-nociceptive effect of dextromethorphan given in ketamine responder patients. More studies with larger population are needed to determine the importance of the CYP2D6, CYP3A4,5 and ABCB1 genetic polymorphisms on the anti-nociceptive activity of dextromethorphan. The translational approach of this thesis does not allow a firm conclusion on the clinical use of dextromethorphan in the curative treatment of chronic peripheral neuropathic pain. The use of dextromethorphan as a preventive agent via other administration routes (i.e. local) or in combination with other drugs, all require further exploration in order to improve the benefit/risk ratio of this molecule.

La distractibilité est un syndrome qui se caractérise par une réactivité exagérée d'un individu vis-à-vis de son environnement. Il a été démontré que des atteintes limitées au cortex préfrontal dorsolatéral (CPFDL) sont responsables d'un tel syndrome chez l'homme. Ce trouble peut être quantifié par un test spécifique et sensible appelé " test des antisaccades ". Ce syndrome se rencontre dans de nombreuses pathologies neurodégénératives telles que la Paralysie supranucléaire progressive (PSP) ou encore psychiatriques telles que la schizophrénie. L'objectif de cette recherche est de tenter de mieux comprendre ce syndrome de distractibilité à la fois sur le plan anatomique et pharmacologique. Le projet anatomique débute par une étude chez l'homme de lésions au niveau sous cortical pour déterminer l'implication réelle du sous cortex dans ce syndrome. Afin d'apporter des données indiscutables sur le rôle du CPFDL dans la distractibilité, nous avons réalisé une étude chez le primate de microinjections intracérébrales de muscimol au niveau de cette aire cérébrale. L'approche pharmacologique a consisté à réaliser un modèle animal de distractibilité en reproduisant chez le primate ce syndrome par administration de kétamine à dose subanesthésique. Celle-ci est connue pour induire des symptômes " shizophréniques like " avec des troubles liés à un dysfonctionnement du cortex préfrontal. La seconde étude a pour but d'évaluer l'effet d'un inhibiteur de l'acétylcholine estérase sur le syndrome de distractibilité chez des patients atteints de PSP. Cette recherche, en particulier les études chez le primate devraient permettre à terme de développer une thérapeutique pour enrayer ce trouble.

Lorsque l’anesthésie par inhalation ne peut être utilisée chez le rat, la combinaison de kétamine et de xylazine est l’alternative la plus fréquemment utilisée. Les doses administrées peuvent varier selon le protocole expérimental. En présence de fièvre, d’infections ou de processus tumoral accompagné de fièvre, la pharmacocinétique de ces drogues peut être modifiée. Ce projet porte sur l’évaluation des changements physiologiques, hématologiques, biochimiques et pharmacocinétiques chez le rat Sprague Dawley lors d’anesthésie avec le mélange kétamine-xylazine suite à l’administration de trois doses différentes de lipopolysaccharide (LPS). Après l’administration de LPS, une anesthésie à la kétamine-xylazine fut induite chez des rats Sprague Dawley. Des prélèvements sanguins périodiques ainsi que des mesures des paramètres physiologiques furent effectués afin d’évaluer l’effet du LPS sur la pharmacocinétique des deux drogues ainsi que sur les paramètres biochimiques et hématologiques. Les différentes doses de LPS ont causé certaines modifications notamment en produisant une baisse marquée de la saturation en oxygène et de l’albumine sérique, une augmentation de la durée d’anesthésie ainsi que des lésions hépatiques mineures. Les paramètres pharmacocinétiques de la kétamine furent peu altérés par l’administration de LPS tandis qu’une diminution de la clairance et une augmentation de l’aire sous la courbe (AUC) furent observées pour la xylazine dans les groupes ayant reçu les doses moyenne et élevée de LPS. Ces résultats montrent que les doses de xylazine doivent être adaptées en présence de LPS pour permettre une anesthésie de courte durée et des changements physiologiques et biochimiques moindres lorsqu’elle est administrée avec de la kétamine. / When inhalation anesthesia cannot be used in laboratory rats, ketamine-xylazine combination is the most frequent alternate regimen. The administrated doses can vary according to the experimental protocol. During fever episodes, infections or tumoral process, the pharmacokinetics of these drugs can be modified. This project focuses on the evaluation of the physiological, hematological, biochemical and pharmacokinetics changes in Sprague Dawley rats during ketamine-xylazine anesthesia, after administration of three different doses of lipopolysaccharide (LPS). After administration of LPS to Sprague Dawley rats, ketamine-xylazine anesthesia was induced. Periodic blood samplings and monitoring of physiologic parameters were made in order to evaluate the effect of LPS on ketamine-xylazine pharmacokinetics and hematological and biochemical parameters. The different LPS doses caused specific parameter modifications including a marked decrease of oxygen blood saturation and serum albumin, a longer anesthesia duration and minor hepatic lesions. No significant modifications of pharmacokinetics parameters of ketamine were observed. An increase of area under curve (AUC) and a decrease of xylazine clearance were noted in groups who received medium and large doses of LPS. These results show that that xylazine doses need to be adapted in the presence of LPS, to allow a shorter duration anaesthesia and lesser physiological and biochemical changes when administered with ketamine.

La douleur neuropathique centrale post accident vasculaire cérébral est une condition débilitante dont le traitement s’avère souvent délicat et infructueux. Le but de ce projet était de reproduire cette condition chez le rat en injectant par stéréotaxie une solution de collagènase produisant une hémorragie localisée dans le noyau ventropostérolatéral du thalamus. Des tests comportementaux évaluant la coordination motrice, la sensibilité mécanique, au chaud et au froid étaient réalisés régulièrement afin d’établir la présence de douleur neuropathique puis les effets de l’administration de kétamine, d’amitriptyline, de gabapentine, et de carbamazepine étaient évalués. L’induction d’une hémorragie intrathalamique conduit à l’apparition d’allodynie mécanique bilatérale persistante ainsi que d’allodynie au froid transitoire chez certains sujets et ce sans modification de la coordination motrice. L’administration de kétamine à forte dose renverse l’allodynie mécanique mais est associée à une altération de la motricité. L’administration de gabapentine renverse également cette allodynie mécanique sans effet notable sur la coordination motrice. Les autres médicaments n’ont pas démontré d’effet significatif. L’évaluation histopathologique des cerveaux montre une lésion bien localisée dans la zone d’intérêt. Ces résultats montrent que l’injection intrathalamique de collagénase peut être utilisée comme un modèle fiable de douleur neuropathique centrale. Si la kétamine semble capable de soulager ce type de douleur, elle est associée à des effets indésirables. En revanche, la gabapentine serait une molécule prometteuse pour le traitement de cette condition. Le rôle des récepteurs NMDA et des canaux calciques voltage dépendants, cibles respectives de la kétamine et de la gabapentine dans le maintien de cette douleur mérite d’être précisé. / Central post stroke pain is a debilitating condition for which treatment is often difficult and unsuccessful. The goal of this project was to reproduce an animal model of this condition by performing a stereotaxic injection of collagenase solution inducing a localized hemorrhage within the ventroposterolateral thalamic nuclei of rats. Behavioral tests to evaluate motor coordination, sentivity to mechanical, hot and cold stimuli were performed regurlarly to establish if neuropathic pain was present. Then, the effects of ketamine, amitriptyline, gabapentin and carbamazepine on such pain were evaluated. Induction of an intrathalamic hemorrhage produced bilateral persistent mechanical allodynia as well as transient cold allodynia in some animals without notable changes in motor coordination. High doses of ketamine did reverse mechanical allodynia but with significant impairment in motor coordination. Similarly gabapentin also reversed mechanical allodynia without undesirable effect on coordination. The others two drugs failed to show any significant effect. Histopathological evaluation of the brain revealed a well localized lesion in the area of interest. These results show that an intrathalamic collagenase injection produced a reliable model of central neuropathic pain. Ketamine was able to reverse mechanical allodynia but with significant side effects. Gabapentin appeared to be a promising drug for the treatment of this condition. The role of NMDA receptors and voltage dependant calcium channels, that target ketamine and gabapentin respectively in the maintenance of this pain, needs to be further defined.

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