L’activation de la poly(ADP-ribose) polymérase-1 (PARP-1) en réponse aux dommages à l’ADN est impliquée dans diverses réponses cellulaires, de la réparation de l’ADN à la mort cellulaire. Dans l'annexe I, nous avons décrit différentes techniques indispensables pour détecter le métabolisme de PARP-1 en réponse aux dommages à l’ADN in vitro et in vivo. Les travaux de cette thèse se concentrent sur le rôle de PARP-1 dans la mort cellulaire. PARP-1 est clivée et inactivée par des caspases pendant l’apoptose ; j’ai donc utilisé une PARP-1 non-clivable pour étudier le rôle de l’activation et de la fragmentation de PARP-1 dans la mort cellulaire induite par les UVB. Nous avons observé que, contrairement aux fibroblastes de peau humaine exprimant la PARP-1, les fibroblastes avec un "knockdown" de PARP-1 sont résistants à l’apoptose induite par les UVB, phénotype pouvant être totalement inversé par ré-expression de PARP-1 sauvage mais pas de PARP-1 non-clivable par les caspases, suggérant un rôle significatif du clivage de PARP-1 en réponse à la mort cellulaire induite par les UVB (chapitre 2). Dans ce contexte, nous avons récemment passé en revue comment les substrats non clivables par des caspases peuvent être utilisés comme outil important pour démystifier le rôle de ce clivage pour la mort comme pour la vie, avec l’exemple spécifique de PARP-1 non-clivable par les caspases (chapitre 3). Curieusement, en utilisant l’ARNi comme outil d’étude du rôle de PARP-1 dans la mort cellulaire, nous avons observé que l’ARNi stable (shRNA) de nombreux gènes, incluant PARP-1, échoue lors de l’apoptose, en raison de l’inactivation catalytique par clivage par une caspase de l’endoribonucléase Dicer-1, indispensable pour la régulation de l’ARNi et des miARN (chapitre 4). Cependant, nous avons découvert que l’ARNi transitoire persiste plusieurs jours même après induction de l’apoptose, soulignant des différences entre les ARNi stable et transitoire dans la dynamique de "knockdown" génétique et dans la dépendance de la fonction de Dicer-1 (chapitre 5). En résumé, mon travail a permis la découverte des avantages et des limites de l’ARNi durant l’apoptose et le rôle de PARP-1 dans la mort cellulaire induite par les UVB.

Cette recherche a pour but d'évaluer l'efficacité d'un programme de rééducation cognitive, auprès de traumatisés cranio-cérébraux. Le programme REEDUC (Pépin, 1988), utilisé dans cette recherche, est entièrement informatisé et vise à stimuler la mémoire, l'attention, les habiletés perceptuelles et spatiales. L'efficacité du programme REEDUC est évaluée à l'aide de quatre tests psychométriques administrés aux 25 sujets du groupe, au moment du prétest et du posttest. On retrouve deux sous-tests de mémoire de l'Echelle Clinique de Mémoire Wechsler, ainsi que deux tests d'habiletés spatiales. Les données obtenues sont interprétées à l'aide d'analyses statistiques, ainsi que par des études cliniques, cas par cas. Les résultats démontrent que le programme REEDUC semble principalement efficace pour le réentraînement des habiletés spatiales perturbées lors d'un traumatisme cranio-cérébral.

L'objectif de cette étude est d'évaluer la sensibilité et la validité concomitante du Test informatisé des fonctions attentionnelles (TIFA) auprès de victimes de traumatisme cranio-cérébral (TCC). En effet, les déficits d'attention sont l'une des séquelles les plus fréquentes suite à ce trouble neurologique. Ce récent test évalue en modalité auditive et visuelle les temps de réaction, l'attention sélective, l'attention divisée, l'attention soutenue et le contrôle attentionnel. Le TIFA ainsi que trois autres tests d'attention (le Ruff 2 et 7, la double tâche de Baddeley et le Continuous Performance Test) sont administrés à un groupe de TCC modéré-sévère adulte (n = 20) et à un groupe contrôle (n = 20). L'hypothèse en regard de la sensibilité du TIFA est confirmée alors que celle ayant trait à la validité concomitante est partiellement confirmée par deux des trois composantes évaluées. Une fois de mineures modifications apportées au TIFA, ce test pourrait contribuer à fournir une évaluation plus complète du système attentionnel chez les TCC.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Chaque année, 130 000 personnes subissent une lésion de la moelle épinière, entraînant une paralysie totale ou partielle de leurs membres. Le seul traitement approuvé, un glucocorticoïde, demeure controversé puisque le rôle de la réponse inflammatoire qui se développe à la suite d'une lésion est encore mal compris. Par l'étude d'un nerf périphérique pouvant régénérer de façon autonome, il est possible d'évaluer l'importance de l'inflammation dans le processus de régénérescence axonale. Notre étude porte sur le rôle des récepteurs Toll-like (TLRs) dans l'initiation de la réponse immunitaire, la dégénérescence Wallérienne et le recouvrement locomoteur suite à une lésion nerveuse périphérique. Les expériences furent effectuées en utilisant des animaux déficients en TLR2, TLR4 et MyD88, ou en employant des agonistes ou inhibiteurs des TLRs. Nos résultats suggèrent que les TLRs seraient activés par des molécules endogènes présentes ou relâchées lors d'une blessure physique et, par l'initiation d'une réponse immune, favoriseraient l'élimination des débris de myéline et la régénérescence nerveuse. / Each year, 130 000 people suffer a spinal cord injury, inducing a total or partial paralysis of their members. The only approved treatment, a glucocorticoid, is still controversial since the role of the inflammatory response that develops after injury is still poorly understood. With the study of a peripheral nerve that can regenerate in an autonomous manner, it is possible to evaluate the importance of inflammation in the process of axonal regeneration. Our study involves the role of the toll-like receptors (TLRs) in the initiation of the immune response, Wallerian degeneration and behavioural recovery after a peripheral nerve lesions. The experiments were performed using mice deficient for TLR2, TLR4 and MyD88, or by employing agonists or inhibitors of TLR signaling. Our results indicate that TLRs could be activated by endogenous molecules present or expressed following traumatic injury and, through initiation of immune responses, could permit the elimination of myelin debris and nerve regeneration.

La stabilisation de la tête sur le tronc en position assise représente une activité posturale effectuée quotidiennement. La posture assise est particulièrement importante puisqu'elle est conservée même chez les patients souffrant de désordres neurologiques les empêchant de marcher. Ainsi, que l'on travaille devant un poste informatique ou que l'on conduise un véhicule automobile, de nombreux mécanismes de contrôle posturaux sous-tendent cette stabilisation de façon à stabiliser notre référentiel visuel pour accomplir une tâche donnée. Ces mécanismes posturaux de contrôle de la tête sur le tronc dépendent d'une interaction complexe entre différentes informations sensorielles. Un modèle intéressant permettant d'élucider les mécanismes de la stabilisation de la tête sur le tronc est l'accident automobile. Pendant un tel événement, une perturbation linéaire est appliquée brusquement au tronc, perturbant la position de la tête sur le tronc. Les études présentées dans cette thèse traitent principalement des réponses posturales céphaliques et nucales observées chez l'humain suite à une perturbation linéaire appliquée au tronc. Les objectifs spécifiques de cette thèse sont de vérifier : 1. L'implication possible des réflexes cervicocolique et vestibulocolique et d'une réponse cognitive dans l'élaboration des commandes motrices nucales lors d'une perturbation linéaire assise. 2- L'adaptabilité des réponses posturales cervicales en fonction du contexte environnemental. 3- Le rôle de l'appareil vestibulaire dans l'élaboration de réponses posturales nucales adaptées au contexte environnemental en modifiant les afférences vestibulaires à l'aide d'un léger courant galvanique. 4- La possibilité de modéliser l'angulation des vertèbres cervicales à l'aide de marqueurs cutanés. De façon générale, les résultats des études présentées dans cette thèse permettent de mieux comprendre l'implication relative des différents afférents sensoriels et d'une réponse cognitive dans l'élaboration des commandes motrices nucales. Plus spécifiquement, il apparaît que les afférents nucaux soient importants dans le déclenchement des réponses posturales alors que les afférents vestibulaires semblent jouer un rôle principalement lors des ajustements posturaux en pro-action. De plus, il semble qu'une réponse cognitive puisse modifier les réponses posturales suite à une accélération linéaire. Les résultats présentés dans cette thèse montrent qu'en diminuant l'incertitude entourant le contexte environnemental de la perturbation, il est possible de modifier les réponses posturales. Ainsi, lorsque nous connaîtrons le type réponse posturale permettant de protéger les structures cervicales, il sera permis d'envisager le développement d'aides technologiques qui permettraient au sujet de produire une réponse posturale efficace et sécuritaire lors d'un accident automobile. Finalement, les résultats de la dernière étude de cette thèse montrent qu'il est possible de modéliser l'angulation des vertèbres cervicales à l'aide de marqueurs externes. De futurs modèles permettront peut-être d'étudier de façon non invasive les mouvements segmentaires cervicaux lors d'une perturbation appliquée au tronc en posture assise.

Cette thèse avait pour but d'évaluer, à l'aide de trois études, l'influence de trois facteurs méthodologiques dans l'apprentissage d'habiletés visuo-motrice et visuo-perceptuelle chez des patients atteints de la maladie de Parkinson ou porteurs d'une lésion au cervelet, soit, a) le niveau de difficulté de la tâche, b) la répétition des stimuli, et c) la sévérité de la maladie. Dans la première étude, des groupes de patients au Stade 1 (PD[1]) ou aux Stades 2-3 (PD[2-3]) de la maladie de Parkinson, un groupe de patients porteurs d'une lésion au cervelet (CER - séparés en deux sous-groupes selon la sévérité des symptômes), ainsi que deux groupes de sujets témoins ont été comparés sur une tâche de dessin-miroir comprenant des figures avec une marge de 1.5cm ("facile") ou de 1.0cm ("difficile") entre les bordures. Dans la seconde étude, de nouveaux groupes de patients (PD[1], PD[2-3] et CER), et de sujets témoins, ont complété une tâche de lecture-miroir où les mots étaient présentés pendant l 600ms ("facile") ou I 000ms ("difficile"). Dans la troisième étude, les sujets de la deuxième étude ont réalisé une tâche de dessin-miroir dans laquelle les figures étaient soient "répétées" ou "uniques" à chaque essai. Les résultats de ces études ont démontré que les patients du groupe PD(1) avaient un déficit d'apprentissage uniquement dans les conditions "difficile" et "répété" de la tâche de dessin-miroir, alors que les patients du groupe PD(2-3) étaient déficitaires dans toutes les conditions des tâches de dessin-miroir et de lecture-miroir. Bien qu'ils étaient plus lents et moins précis dans l'exécution des tâches, les patients du groupe CER ont démontré un apprentissage normal des deux habiletés. Ces données suggèrent qu'une lésion du striatum altère la capacité d'acquérir une habileté visuo-motrice et visuo-perceptuelle. Au niveau visuo-moteur, ce déficit semble lié au degré de difficulté de la tâche ainsi qu'à la répétition des stimuli. Dans les deux tâches, le déficit varie selon la sévérité de la maladie (lésion unilatérale ou bilatérale). Ces résultats sont discutés en fonction de l'impact méthodologique et théorique qu'ils peuvent avoir sur la recherche traitant de l'apprentissage d'habiletés. Une dissociation par rapport à la participation du striatum et celle du cervelet dans la ré-organisation et le contrôle des processus moteurs et perceptuels de type "boucle-ouverte" est proposée. Trois études ont été réalisées afin d'évaluer l'influence de trois facteurs méthodologiques dans l'apprentissage d'habiletés visuo-motrice et visuo-perceptuelle chez des patients atteints de la maladie de Parkinson ou porteurs d'une lésion au cervelet, soit, a) le niveau de difficulté de la tâche, b) la répétition des stimuli, et c) la sévérité de la maladie. Les résultats ont démontré que, contrairement aux patients porteurs d'une lésion au cervelet, les patients atteints de la maladie de Parkinson avaient un déficit d'apprentissage sur des tâches de dessin-miroir et de lecture-miroir. Dans la première tâche, ce déficit semble lié au degré de difficulté de la tâche ainsi qu'à la répétition des stimuli. Dans les deux tâches, le degré du déficit varie selon le niveau de sévérité de la maladie. L'impact méthodologique et théorique de ces données est discuté dans le cadre de la contribution respective du striatum et du cervelet dans l'apprentissage d'habiletés.

Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada et Université du Québec à Chicoutimi, Chicoutimi, Canada. / La fasciopathie plantaire est l'une des atteintes musculosquelettiques la plus commune aux pieds. Elle a une prévalence de 7% dans la population autant chez les hommes que chez les femmes et touche principalement la tranche d'âge se situant entre 45 et 64 ans. Le fascia plantaire a comme rôle le support des différentes arches plantaires ainsi que le transfert des forces durant les différentes phases de la marche. Une blessure à celui-ci peut avoir un impact sur la fonctionnalité de l'individu. Ce mémoire a pour but d'évaluer si la fasciopathie plantaire a un impact sur l'équilibre postural ainsi que le patron de marche dans différentes conditions. 30 participants (15 avec fasciopathie plantaire) ont eu à effectuer 5 tâches d'équilibre différentes sur une plateforme de force sur laquelle les déplacements du centre de pression étaient analysés pour évaluer le contrôle postural. Les participants devaient aussi effectuer un test de marche sur le système GaitRite en marchant selon 3 vitesses différentes pour l'évaluation de différentes données spatio-temporelles à la marche. De plus, différentes mesures du pied étaient effectuées pour évaluer la mobilité ainsi que la douleur. Aucune différence statistiquement significative n'a été trouvée entre les deux groupes pour ce qui est des mesures cliniques du pied, excepté pour la douleur à la palpation qui était significativement plus élevée chez le groupe avec fasciopathie plantaire. Pour l'équilibre postural, une différence significative a été observée entre les deux groupes pour la variable aire de centre de pression (p < 0,01; d = 0,08) et vitesse d'oscillation dans la direction antéro-postérieure (p = 0,022; d = 0,04), suggérant une diminution du contrôle postural parmi les participants avec fasciopathie plantaire. Pour la marche, il a été démontré chez le groupe pathologique une diminution de la vitesse (p < 0,01; d = 0,12), la longueur des pas (p < 0,01; d = 0,16) et de la largeur des pas (p < 0,01; d = 0,18) par rapport au groupe contrôle durant les trois vitesses de marche effectuées. En conclusion, les individus atteints de fasciopathie plantaire présentaient une diminution du contrôle postural, surtout lors d'une tâche d'équilibre plus difficile (semi-tandem et unipodal) ainsi que des changements dans leur patron de marche comparativement à un groupe contrôle. Ces résultats ont des implications pour la prise en charge clinique associée aux limitations physiques comme l'équilibre et la marche des individus souffrant de fasciopathie plantaire lors d'un programme de réadaptation.

Le substrat anatomique impliqué dans l'apprentissage d'habiletés est encore peu connu. Des études réalisées auprès de populations humaines et animales ont montré que le striatum joue un rôle important dans ce type d'apprentissage. Toutefois, de récents travaux ont désigné le cervelet comme étant une des structures pouvant aussi contribuer à l'acquisition implicite de différentes habiletés. Dans le but d'examiner l'apport possible du cervelet dans l'apprentissage d'habileté visuomotrice, douze patients/es porteurs/ses de lésions cérébelleuses et douze sujets témoins appariés ont été évalués/es à six reprises à l'aide d'une tâche adaptée de Nissen et Bullemer (1987) qui nécessitel'apprentissage d'une séquence spatiale répétée. Des tâches mesurant la mémoire déclarative de la séquence ont aussi été administrées de façon à évaluer la dissociation possible entre les deux systèmes de mémoire. Les résultats indiquent que les patients/es cérébelleux/ses montrent un déficit d'apprentissage implicite de la séquence malgré une performance comparable à celle des sujets témoins aux tests de mémoire déclarative. Les données d'analyses subséquentes ont également montré que le déficit ne pouvait être attribué à une baisse généralisée du fonctionnement cognitif, à des lésions extérieures au cervelet, à des difficultés motrices ou à un manque de ressources attentionnelles. Ceci suggère donc une implication du cervelet lors de tâches d'habiletés visuomotrices nécessitant un apprentissage implicite.

Les musiciens font partie d'une population susceptible de développer des pathologies d'ordre musculosquelettique au cours de leur carrière. Cette étude aborde l'importance de prévenir l'apparition des troubles musculosquelettiques (TMS) et s'intéresse à une approche d'éducation corporelle encore peu étudiée de manière scientifique: l'Eutonie Gerda-Alexander. Cette étude vise la définition des principes de l'Eutonie et cherche à les mettre en lien avec des critères de prévention des TMS chez les musiciens. La méthode employée est l'analyse de contenu de huit ouvrages (monographies) portant sur l'Eutonie Gerda-Alexander. De type exploratoire et descriptif, et utilisant un mode d'analyse qualitatif, l'analyse de contenu a permis d'identifier cinq catégories d'analyse: 1) la définition du mot eutonie, 2) la définition de l'approche de Gerda-Alexander, 3) les buts poursuivis en Eutonie, 4) les apports et les effets de l'Eutonie, et 5) la philosophie de travail en Eutonie. Des pistes de recherche mettant en relation les principes de l'Eutonie et certains critères de prévention des TMS sont proposées à la fin de cette étude.

Les dommages à l'ADN induits par les rayons ultraviolets B (UV) solaires jouent un rôle important dans les cancers de la peau induits par les rayons solaires. Le travail présenté dans cette thèse examine le rôle de l'enzyme nucléaire poly (ADP-ribose) polymérase-1 (PARP-1) dans les réponses cellulaires suite aux dommages à l'ADN induits par les UV. Premièrement, nous avons examiné le mécanisme précis d'activation de la PARP-1 en réponse aux UV. En utilisant des techniques d'irradiation locale d'UV, d'immunocytochimie et d'immunoprécipitation de la chromatine, nous avons démontré que PARP-1 est activée de deux façons distinctes en réponse à deux types de dommages à l'ADN causés par les UV, i.e., les photo-lésions directes et les dommages oxydatifs. Ces deux types de dommages à l'ADN sont réparés par les voies de réparation par excision de nucléotides (NER) et par excision de bases (BER), respectivement. Depuis que le rôle de PARP-1 est bien connu dans le BER, nous nous sommes concentrés à examiner si la PARP pouvait jouer un rôle dans NER en faisant une déplétion stable de la PARP à l'aide de l'ARN interférence (ARNi) dans des fibroblastes de peau humaine qui étaient compétents dans NER ou déficients dans l'étape de reconnaissance des lésions du NER. En utilisant la technique de «host cell réactivation» (HCR), nous avons observé que les cellules déficientes en PARP-1 étaient inefficaces dans l'étape de la reconnaissance des lésions du NER. Durant l'exploration du rôle de PARP-1 dans l'apoptose induite par les UV, nous avons découvert que l'ARNi arrêtait durant l'apoptose. Nous avons trouvé que Dicer, un endonucléase de la famille RNaselII et un élément critique dans la régulation de l'ARNi, était clivé par la caspase-3 durant l'apoptose, ce qui amenait l'inactivation de ses fonctions catalytiques et l'abrogation de l'ARNi. En résumé, cette thèse élucide un important rôle de PARP-1 dans les réponses cellulaires aux UV. De plus, la découverte imprévue de 1' abrogation de l'ARNi durant l'apoptose présente de nouveaux défis dans les domaines relatifs à l'ARNi. / The DNA damages induced by solar ultraviolet B radiation (UV) play an important role in sunlight-induced skin cancers. The work presented in this thesis examines role of a nuclear enzyme, poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) in cellular responses to UVinduced DNA damage. PARP-1 is known to be activated in response to different types of DNA damages, and its activation is known to participate in different cellular responses ranging from DNA repair to cell death. To understand the mechanism of activation of PARP-1 in UV-irradiated cells, we used elegant techniques of local UV irradiation, immunocytochemistry and chromatin immunoprecipitation to demonstrate that PARP-1 is activated in two distinct phases in response to two different types of DNA damage caused by UV, i.e., direct photolesions and oxidative DNA damage. These two types of UVinduced DNA lesions are repaired by nucleotide excision repair (NER) and base excision repair (BER) pathways, respectively. Since PARP-1's role in BER is well-known, we focused on examining whether PARP could play a role in NER by stably depleting PARP-1 using DNA vector-based RNAi in human skin fibroblasts which are either proficient in NER or deficient in lesion-recognition steps of NER. Upon analyses of the NER-capacity of these cells by host cell reactivation (HCR) assay using a recombinant adenovirus-based reporter gene, we observed that PARP-1-depleted cells were inefficient in the lesion recognition step of NER. While exploring the role of PARP-1 in UV-induced apoptosis using the above models, we serendipitously discovered that RNAi fails during apoptosis. We find that endonuclease Dicer-1, critical in the regulation of RNAi gets cleaved by caspase-3 during apoptosis, which leads to its catalytic inactivation and failure of RNAi. In summary, this thesis elucidates an important role for PARP-1 in cellular responses to UV. In addition, the RNAi-abrogation during apoptosis is an exciting discovery that presents new challenges in the relatively new field of RNAi.