Les transsections nerveuses peuvent conduire à une perte de sensibilité tactile et une paralysie complète. Malheureusement, peu d’options s’offrent aux cliniciens. L’autogreffe nerveuse, le standard en clinique, induit un déficit au site de prélèvement en plus d’induire une récupération fonctionnelle incomplète. Une alternative est d’utiliser des conduits nerveux faits de biomatériaux pour guider la migration axonale, mais ceux-ci comportent plusieurs limites cliniques. Notre objectif est de fabriquer un tube nerveux (TN) vivant complètement autologue dans lequel un réseau de capillaires sera développé in vitro par ensemencement de cellules endothéliales (CE), afin de favoriser une vascularisation rapide du greffon, ainsi que de cellules de Schwann (CS), pour permettre une croissance optimale des neurites et favoriser la migration axonale. Le TN est composé d’un feuillet de fibroblastes avec CE enroulé sur lui-même pour former un tube plein et enrichi en CS. Les TN humains sont implantés chez des rats RNU immunodéficients pour combler un déficit du nerf sciatique de 15 mm. Le remodelage du greffon est suivi en quantifiant la migration axonale par marquage en immunofluorescence des neurofilaments L après 2, 4 et 8 semaines d’implantation. Les TN ont été implantés avec succès chez le rat et leur structure interne a rapidement été remodelée. Une revascularisation des tubes sur toute leur longueur a été observée dès la 4ᵉ semaine d'implantation, y compris dans les tubes non endothélialisés. Les fibres nerveuses ont reconnecté avec le segment distal du nerf lésé à 8 semaines, la migration axonale étant similaire à celle de l'autogreffe en proximal. En produisant des tubes vivants entièrement autologues susceptibles de libérer des facteurs de croissance neurotrophiques et d’accélérer la vascularisation du greffon grâce à un réseau microvasculaire préétabli, nous espérons développer une nouvelle approche thérapeutique personnalisée pour améliorer le traitement des blessures des nerfs périphériques / Even with recent advancements, the treatment of peripheral nerve transections remains a challenge. Peripheral nerve transections may lead to loss of sensibility and motor function of the upper and lower limbs. Unfortunately, clinicians only have few options to repair the gap. Our goal is to produce a fully autologous scaffold-free nerve tube (NT) to guide axonal migration. A viable pre-vascularized tube seeded with Schwann cells (SCs) could allow a faster recovery for patients with major peripheral nerve transections by supporting an optimal axonal migration. NT’s are made from fibroblast cells which deposit their own extracellular matrix into a manipulable sheet, on which are seeded endothelial cells (ECs) and SCs to form a filled tubular structure, a technique based on the self-assembly method. NTES were implanted in immunodeficient RNU rats to repair a 15 mm sciatic nerve defect. Graft innervation was followed by quantification of axon migration using immunofluorescent staining of neurofilament L after 2, 4 and 8 weeks post-implantation. The internal structures of the NTES rapidly remodeled and successfully reconnected with the proximally severed nerve segment. Immunofluorescent labelling of rat neurites indicates that nerve fibers migrated through the construct and reached the distal nerve stump after 8 weeks. Furthermore, myelinated fibers were detected in the NTES. In its proximal section, axonal migration was similar to the autograft control. Also, revascularization was noted along the entire tube length as soon as the 4ᵗʰ week after implantation. The anastomosis of the pre-established human capillaries was successful. Indeed, rat red blood cells were identified in the lumen of human capillaries within the NT graft. Pre-vascularized NT’s with autologous ECs have the potential to greatly accelerate revascularization in the graft and thereby provide oxygen and nutriments during the process of nerve regeneration. Moreover, SC may release neurotrophic factors that can enhance peripheral nerve regeneration.

La membrane basilaire est très importante dans la peau humaine. Elle permet la diffusion des nutriments des vaisseaux sanguins jusqu'à l'épiderme et elle assure une bonne jonction entre le derme et l'épiderme. Durant la guérison, les kératinocytes de l'épiderme migrent sur le derme et synthétisent les différents composants nécessaires à la formation d'une membrane basilaire fonctionnelle. L'objectif de cette étude est d'analyser la régénération de la membrane basilaire lors de la guérison de plaies cutanées. L'emphase est aussi mis sur l'expression de la laminine 5 puisqu'elle joue un rôle particulier dans la migration des kératinocytes selon qu'elle est sous sa forme longue ou courte. Les résultats obtenus montrent la reconstruction progressive d'une membrane basilaire dans une peau en cours de régénération. Ces analyses permettent de mieux comprendre les mécanismes reliés à la guérison des plaies cutanées. La compréhension de ces notions constitue la base pour une recherche plus approfondie.

Le traitement des ulcères cutanés constitue un défi majeur et les options thérapeutiques efficaces demeurent limitées. Le but du présent projet était de concevoir et d’évaluer le potentiel de pansements biologiques fabriqués à partir de cellules souches extraites du tissu adipeux (CSTA) à favoriser la guérison de plaies cutanées. Des pansements faits de CSTA ou de CSTA différenciées en adipocytes ont été mis au point en utilisant la technique d’auto-assemblage développée au LOEX et évalués sur un modèle d’étude in vitro adapté pour l’étude de pansements. L’effet de ces pansements a été évalué en mesurant la progression de la réépithélialisation des plaies in vitro, en caractérisant leur sécrétome et en réalisant des analyses histologiques et immunohistochimiques. Cette recherche suggère que les CSTA différenciées en adipocytes pourraient être utilisées en complément ou alternativement aux fibroblastes dermiques pour la production de recouvrements autologues utiles dans le traitement des plaies cutanées. / Treatment of chronic wounds remains a major challenge in clinic and efficient treatment options are still limited. The goal of this project was to create and evaluate the potential of bioengineered cellular wound dressings made of adipose-derived stem/stromal cells (ASCs) for cutaneous wound healing. Dressings made of ASCs differentiated or not towards the adipogenic lineage were produced using the self-assembly approach and were evaluated using an adapted in vitro wound healing model. The effect of these dressings was assessed by measuring the progression of reepithelialisation on in vitro wounds, by characterizing dressing’s secreted products and by histological and immunohistochemical analyses. This research suggests that ASCs could be used as an alternative or a complement to dermal fibroblasts for the production of autologous dressings useful for healing of chronic wounds.

L’étude de la guérison des plaies à l’aide de substituts produits par génie tissulaire est un domaine en plein essor. Dans ces travaux, les effets de pansements biologiques produits en laboratoire à partir de cellules souches/stromales du tissu adipeux (CSTA) différenciées ou non en adipocytes ont été évalués sur des plaies cutanées in vivo. Un modèle de souris possédant un épiderme fluorescent a permis de démontrer que les plaies traitées avec les pansements biologiques guérissent plus rapidement que les plaies non traitées, et ce, de manière indépendante de la réépithélialisation. Une augmentation de la formation du tissu de granulation et une angiogenèse accrue ont également été observées dans les groupes traités. Ces résultats établissent que les substituts contenant des CSTA ou des adipocytes fonctionnels favorisent la réparation tissulaire. À terme, ces travaux pourraient mener au développement de nouvelles indications cliniques pour le traitement des ulcères cutanés. / Promotion of skin repair for acute or chronic wounds through the use of tissue-engineered products is an active field of research. This study evaluates the effects mediated by two types of tissue-engineered biological dressings containing human in vitro-differentiated adipocytes or adipose-derived stromal cells (ASCs). Re-epithelialization, granulation tissue formation and neovascularization of full-thickness cutaneous wounds were specifically assessed using a murine model featuring a fluorescent epidermis. In comparison to wounds that did not receive either type of biological dressings, treated wounds displayed significantly faster wound closure rates. Non-invasive imaging of GFP-expressing keratinocytes determined that wound closure was independent from re-epithelialization mechanisms, while histological assessments of the scar tissues showed thicker granulation tissues enriched in collagens and increased angiogenesis. Taken together, these results establish that engineered substitutes featuring adipocytes or ASCs can promote cutaneous healing when applied as temporary dressings, suggesting their relevance for chronic wound management studies.

Le traumatisme craniocérébral grave (TCC grave) est une affection qui peut engendrer de graves séquelles aux victimes. Dans la dernière décennie, un nouveau traitement, la solution de salin hypertonique (SSH), a gagné en popularité. Toutefois, peu de données probantes appuient son utilisation. Nous présentons deux études sur l’utilisation de SSH. La première étude est une revue systématique avec méta-analyse d’études randomisées contrôlées. Les données des dix études incluses n’ont pas permis d’observer une amélioration de la survie. La deuxième étude est une enquête de pratique des médecins d’urgence québécois concernant l’utilisation des solutions hyperosmolaires dans la phase aiguë de réanimation des victimes de TCC grave. Cinquante-trois pour cent (53 %) des répondants ont répondu utiliser la SSH. Avec ces deux études, nous avons pu conclure que, malgré le manque de preuves suffisantes pour appuyer l’utilisation des SSH, les médecins québécois sont nombreux à l’utiliser.

Les blessures tendineuses suscitent un intérêt relativement limité en recherche malgré leur impact personnel et socio-économique substantiel. L'usage des modalités thérapeutiques actuelles n'est pas soutenu par des preuves suffisantes, empêchant un traitement approprié. Cette thèse se veut donc un pas en avant dans la définition de traitements et la caractérisation du processus de réparation des blessures tendineuses. Premièrement, nous avons observé que l'imposition périodique d'un courant direct dans un modèle de blessure in vitro n'améliorait pas la migration cellulaire et la fermeture de la lésion. Au contraire, le champ électrique devenait délétère à forte amplitude. Deuxièmement, des rats débutaient un protocole de course volontaire immédiatement après avoir subi une lésion du tendon d'Achille causée par l'injection de collagenase. L'exercice hâtif accentuait la réaction inflammatoire mais favorisait la récupération du contenu en collagène dans les tendons blessés. Paradoxalement, les propriétés mécaniques semblaient alors réduites. Les rats qui commençaient l'exercice 7 jours après la blessure démontraient de meilleures propriétés mécaniques après 28 jours que les rats soumis au protocole hâtif. Troisièmement, nous avons induit un état thrombocytopénique ou neutropénique chez des souris afin de caractériser le rôle respectif des plaquettes et des neutrophiles dans la réparation tendineuse. Le tendon d'Achille était sectionné puis suturé pour permettre une mise en charge immédiate. La perte des plaquettes affectait légèrement la vascularisation et le contenu en collagène et diminuait le stress maximal supporté par les tendons blessés. Cependant, cette dernière différence disparaissait ultérieurement. La réduction du nombre de neutrophiles stimulait l'accumulation des macrophages et la prolifération cellulaire dans les tendons endommagés. Par contre, la replication cellulaire s'atténuait suivant une baisse des macrophages dans le tendon, suggérant une relation entre les deux phénomènes. Somme toute, ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur le traitement et la réparation des blessures tendineuses et incitent à la poursuite des recherches. Entre autres, la définition de paramètres appropriés pour la stimulation électrique et les conséquences néfastes de l'exercice précoce sont des enjeux cliniques évidents. Le rôle limité que joueraient les plaquettes et les neutrophiles motive aussi l'analyse d'autres éléments, dont les macrophages, impliqués dans le processus de réparation tendineuse.

L’objectif de cette étude est de comparer le fonctionnement des adultes âgés de moins de 65 ans et des adultes âgés de 65 ans et plus pendant un séjour en réadaptation à la suite d’un traumatisme craniocérébral (TCC) léger à sévère, ainsi que du fardeau perçu par leur principal aidant. Un échantillon de 546 adultes ayant subi un TCC a été séparé en deux groupes d’âge et a été évalué durant leur séjour en institut de réadaptation. Les différences entre les deux groupes ont été examinées pour des variables liés à l’accident, le fonctionnement prémorbide, le fonctionnement psychologique et cognitif, le statut fonctionnel ainsi que le niveau du fardeau perçu par le principal aidant. Ces variables ont été colligées à l’aide d’une grille d’évaluation développée à des fins cliniques, par les intervenants cliniques au dossier de l’usager. Les résultats démontrent des différences entre les groupes d’âge : les aînés présentaient des blessures et un mécanisme de blessure moins sévères, une durée de coma plus courte et moins de blessures orthopédiques comorbides. Néanmoins, la durée de séjour en réadaptation était similaire dans les deux groupes. Les aînés démontraient plus d’altérations cognitives et plus de difficultés fonctionnelles avec plusieurs activités de la vie quotidienne, incluant la préparation de repas simples, l’hygiène personnelle, la gestion des soins de santé et de la médication, la marche extérieure, l’entretien ménager hebdomadaire, faire des achats et utiliser les ressources de la communauté. Les symptômes de dépression et d’anxiété, et le niveau de fardeau rapporté par l’aidant étaient similaires dans les deux groupes. Ces résultats soulignent les besoins spécifiques des aînés après un séjour en réadaptation pour un TCC et permettent de mieux comprendre l’assistance humaine nécessaire pour supporter le retour à la vie en communauté et la participation optimale des aînés ayant subi un TCC. / The aim of this study is to provide a comparative portrait of the functioning of adults under 65 years of age and adults aged 65 and over during a rehabilitation stay following mild-to-severe traumatic brain injury (TBI), as well as burden perceived by their primary caregiver. A sample of 546 adults who sustained a TBI was separated into two age groups and assessed during their stay in a rehabilitation institute. The differences between the two groups were examined for injuryrelated variables, premorbid functioning, psychological and cognitive functioning, functional status, and the level of burden perceived by the primary caregiver. These variables were collected by trained clinicians, using an evaluation grid developed for clinical purposes. The results show differences in the functioning between age groups. Compared to younger adults, older adults had milder injuries, less severe mechanisms of injury, shorter coma duration and less comorbid injuries. Nevertheless, inpatient rehabilitation duration was similar. Elderly patients showed greater cognitive impairment and significantly more functional impairment on several activities of daily living including preparation of simple meals, personal hygiene, management of healthcare and medications, outdoor walking, weekly housekeeping, shopping, and using community resources. They did not differ significantly from younger adults in terms of depression or anxiety symptoms or reported caregiver burden. These results underline the specific needs for older adults after rehabilitation for TBI and start to uncover the breadth of human assistance which may be needed to support community reintegration and optimal participation for adults who have suffered TBI in older age.

Une blessure à la moelle épinière (BME) est un traumatisme qui endommage les fibres nerveuses permettant la communication entre le cerveau et le reste du corps. La prévalence d'une BME est d'environ 1.3 million de Nord-Américains. Il n'existe malheureusement aucune cure pour réparer la moelle épinière lésée. La principale conséquence d'une BME est une perte des fonctions sensorielles et motrices volontaires, sous le niveau de la lésion (ex, lésion thoracique entraîne paraplégie). Les patients souffrent également de problèmes de santé qui se développent progressivement. Des problèmes immunitaires, métaboliques, hormonaux, cardiovasculaires, musculaires, osseux et mentaux apparaîtront chez une majorité de patients. Le manque de connaissance lié au développement de ces troubles de santé constitue la problématique de recherche au coeur de cette thèse. Le but de cette thèse est de mieux comprendre l'étendue de ces problèmes de santé, et de concevoir un traitement novateur pour diminuer, voire prévenir, certains de ces problèmes. En se sens, les objectifs sont : 1) De terminer la caractérisation des ces problèmes chez notre modèle animal. 2) De bien établir les conséquences fonctionnelles de la plasticité neuronale sous-lésionnelle sur le système moteur et locomoteur. 3) D'établir le rôle précis des récepteurs 5-HT2 dans l'activation pharmacologique des circuits spinaux locomoteurs in vivo. 4) De déterminer les effets de substances aux propriétés anaboliques sur le système musculaire et locomoteur. 5) D'évaluer les effets de d'un entraînement seul, puis d'une approche multidisciplinaire combinant l'entraînement locomoteur, l'administration d'agents aux propriétés anaboliques et d'activateurs des réseaux locomoteurs spinaux, sur les dérèglements des systèmes locomoteur, musculaire et osseux.

Les lésions de la moelle épinière (LME) sont provoquées lorsque la moelle épinière est endommagée à la suite d'un impact ou d'une compression mécanique prolongée sur la colonne vertébrale, pouvant causer une paraplégie voire même une tétraplégie. Chaque année, entre 250 000 et 500 000 personnes dans le monde souffrent de LME selon l'organisation mondiale de la santé, dont 86 000 cas recensés au Canada. Les dommages causés aux neurones et aux cellules gliales à la suite d'une LME engendrent des dommages tissulaires irréversibles ainsi que l'activation de mécanismes inflammatoires principalement médiés par des cytokines. Initialement, la LME entraine la nécrose des microglies et la libération de leur contenu cellulaire qui inclut l'interleukine-1 alpha (IL-1α). Ce signal de danger hautement actif (alarmine) déclenche la neuroinflammation se traduisant à court terme par le recrutement des neutrophiles et des monocytes inflammatoires au site lésionnel et, à moyen terme, par la mort des oligodendrocytes (Ols) par apoptose. Des travaux de recherche récemment publiés par notre équipe ont montré que l'infiltration des cellules immunitaires du sang est significativement diminuée lorsque le gène Il1a ou Il1b est invalidé chez les souris. Cependant, seules les souris Il1a[exposant-/-] ont montré des améliorations rapides et permanentes de la locomotion ainsi qu'un volume lésionnel réduit dès le premier jour suivant la lésion. L'objectif de cette thèse était d'investiguer le mécanisme d'action l'IL-1α au niveau du système nerveux central (SNC) afin de mieux comprendre comment cette cytokine médies es effets néfastes et ainsi permettre de les inhiber dans un contexte de LME. Nous avons ainsi mis en évidence que l'IL-1α entraîne principalement l'infiltration massive de neutrophiles ainsi que la diminution rapide des Ols. L'utilisation de différentes lignées murines transgéniques nous a permis d'induire une délétion ou une restauration spécifique du récepteur de l'IL-1, IL-1R1, dans les différents types cellulaires du SNC, afin de mieux comprendre le mécanisme d'action de l'IL-1α. Nous avons ainsi pu observer que l'infiltration des cellules immunitaires requiert la présence de l'IL-1R1 endothélial. Nous avons également montré que l'effet délétère de l'IL-1α sur les Ols est principalement médié par les astrocytes. De plus, nous avons montré que les astrocytes sont capables d'induire la mort des Ols via la production de dérivés oxygénés réactifs (Reactive Oxygen Species, ROS) dont l'effet peut être inhibé grâce à l'administration de l'antioxydant N-acétylcystéine. Ainsi, la meilleure compréhension du mécanisme d'action de l'IL-1α et de ses effets subséquents permet d'ouvrir la possibilité à de nouvelles cibles thérapeutiques dont les effets pourraient aider à réduire les dommages suite aux LME et, ainsi, favoriser la récupération des patients. / Over 4 million people suffer from SCI worldwide, and about 250 000 to 500 000 new injuries occur annually. At the site of trauma, SCI causes direct damage to cell bodies of neurons and glial cells. This is followed by a second wave of tissue degeneration characterized by damage to myelin and the death of oligodendrocytes (Ols) and neurons that survive the initial trauma, thus resulting in an amplification of the motor and sensory deficits. We recently demonstrated that dead and dying microglia at sites of SCI rapidly release the danger signal interleukin (IL)-1α, which in return triggers neuroinflammation. Accordingly, mice lacking the Il1a gene have an impaired inflammatory response and recover faster and to a greater extent than control mice after SCI. The main goal of this thesis was to investigate the mechanism of action and effects of IL-1α in the central nervous system (CNS) in order to prevent its detrimental consequences in the context of SCI. We uncovered that intra-cisterna magna (i.c.m.) delivery of recombinant IL-1α in mice leads to massive infiltration of neutrophils, the rapid death (within 24 hours) of mature Ols along the rostro-caudal spinal cord axis, damage to myelin sheaths, and strong activation of neurons. Using novel transgenic mouse lines in which we induced cell-specific deletion of the gene coding for the interleukin-1 receptor type I (IL-1R1), we found that Ol cell death was indirect and involved other types of CNS-resident cells such as astrocytes and endothelial cells (ECs), as well as blood-derived myeloid cells. Altogether, our data suggest that IL-1α released by damaged/dead microglia after SCI regulates Ol cell death and myelin damage through a mechanism that involves astrocytes, ECs and myeloid cells. Understanding the mechanism underlying Ol cell death and disruption of myelin integrity after SCI could allow the development of novel therapeutic strategies to protect and/or rescue this cell population and improve recovery after CNS injury and demyelinating diseases.

La douleur à l’épaule touche environ 20% de la population. Parmi les douleurs à l’épaule, la tendinopathie de la coiffe des rotateurs est l’atteinte la plus fréquente. À ce jour, les mécanismes impliqués dans la rémission de la tendinopathie sont encore peu connus. Ce projet visait à évaluer l’efficacité d’une intervention axée sur l’entrainement moteur et évaluer l’impact de cette intervention sur la distance acromiohumérale (DAH). Vingt-cinq participants souffrant d’une tendinopathie de la coiffe des rotateurs ont pris part à une intervention axée sur l’entrainement moteur. L’intervention comptait dix traitements en physiothérapie en plus d’un programme d’exercices à domicile et s’échelonnait sur six semaines. À la suite de l’intervention, les participants souffrant de tendinopathie ont vu leur niveau de douleur et d’incapacité diminuer significativement. De plus, la DAH a augmenté significativement lors de l’élévation du membre supérieur. Les résultats de cette étude démontrent un potentiel de l’utilisation de l’entrainement moteur en physiothérapie dans le traitement des tendinopathies de la coiffe des rotateurs. / Shoulder pain affects more than 20% of the population. Amongst shoulder pathologies, rotator cuff (RC) tendinopathy is the more prevalent cause of pain. However, little is known about the underlying mechanisms that lead to healing of such pathology. The current project aimed at assessing the efficacy of a physiotherapy intervention centered on movement training and assessing the impact of such intervention on the acromiohumeral distance (AHD). Twenty-five subjects suffering from unilateral RC tendinopathy underwent the intervention. The intervention consisted of ten supervised physiotherapy sessions and a home exercise program over a 6-week period. Following the intervention there was a significant decrease in pain and disability levels. Further, a significant increase in AHD during arm elevation was observed. The results of the present study suggest potential for motor training as a useful approach in physiotherapy for the treatment of RC tendinopathies.