La tomographie d'émission par positrons (TEP) est un outil d'imagerie moléculaire puissant et non invasif permettant d'étudier in vivo des processus physiologiques et moléculaires, tant au niveau cardiaque, cérébral qu'oncologique. En oncologie clinique, la TEP est surtout utilisée pour détecter des tumeurs cancéreuses et évaluer leur réponse à diverses thérapies. Au niveau de la recherche pré-clinique en oncologie, cette modalité d'imagerie moléculaire prometteuse est portée à jouer un rôle important dans le développement de nouveaux protocoles de traitement. Le radiotraceur le plus utilisé pour évaluer le métabolisme tumoral du glucose est le 2-deoxy-2-[[indice supérieur 18]F]-fluoro-D-glucose ([[indice supérieur 18]F]-FDG). La thérapie photodynamique (TPD) est de plus en plus employée dans le traitement de certains cancers.La TPD nécessite la présence combinée de photosensibilisateurs (PS) localisés dans les tumeurs, de lumière à une longueur d'onde appropriée et d'oxygène moléculaire afin d'induire des dommages oxydatifs aux tissus tumoraux.La thérapie photodynamique peut amener une régression tumorale selon deux mécanismes d'action différents. Elle peut engendrer la mort des cellules tumorales directement, alors qu'elle peut aussi endommager la vascularisation de la tumeur amenant une mort indirecte des cellules malignes.La contribution relative de ces deux principaux mécanismes d'action sur la réponse tumorale dépend de la distribution du photosensibilisateur au niveau des compartiments cellulaires ou vasculaires de la tumeur qui à son tour, dépend de la nature chimique de celui-ci. Les PS amphiphiles, comme la phtalocyanine ZnPcS[indice inférieur 2], sont préférentiellement transportés par des lipoprotéines qui pénètrent directement dans les cellules tumorales, alors que les PS hydrophiles tels que la phtalocyanine AlPcS[indice inférieur 4] sont principalement transportés par la protéine albumine et sont déposés dans le stroma vasculaire de la tumeur. Il s'ensuit que la TPD faite avec le ZnPCS[indice inférieur 2] induit plutôt une mort cellulaire directe, alors que l'emploi du AlPcS[indice inférieur 4] affectera en premier lieu le système vasculaire de la tumeur amenant une mort cellulaire indirecte par la suite. Étant donné que l'application de la thérapie photodynamique occasionne très rapidement des effets au niveau des tumeurs traitées, la tomographie d'émission par positrons pourrait certes être un outil idéal pour étudier les réponses biochimiques et physiologiques au niveau des tumeurs tôt suite à ce traitement. L'imagerie TEP avec le [[indice supérieur 18]F]-FDG s'est effectivement avérée être une méthode prometteuse dans l'étude des effets de la thérapie photodynamique du cancer in vivo, soit dans l'évaluation de l'efficacité d'un photosensibilisateur ou dans la détermination de son mécanisme d'action. Des travaux antérieurs en ont montré le potentiel en procédant à des scans à différents temps après la TPD pour mesurer la captation tumorale du [[indice supérieur 18]F]-FDG, injecté sous forme de bolus. Toutefois, cette approche conventionnelle ne donne pas d'informations sur les processus biologiques transitoires impliqués dans la destruction des cellules tumorales, c'est-à-dire les processus survenant durant et immédiatement après l'illumination. Ce mémoire illustre donc une nouvelle approche utilisant l'imagerie TEP, avec infusion continue du radiotraceur [[indice supérieur 18]F]-FDG, pour l'évaluation en temps réel de la réponse tumorale à la TPD chez le rat. De façon plus spécifique, le mécanisme d'action de différents photosensibilisateurs sera investigué en fonction des processus métaboliques transitoires observés durant et immédiatement après l'illumination. De plus, afin de mieux comprendre les processus physiologiques impliqués dans l'avènement de certains changements métaboliques, des études TEP en temps réel évaluant le flot sanguin tumoral durant la TPD ont aussi été amorcées avec les radiotraceurs [[indice supérieur 13]N]-NH[indice inférieur 3] et [[indice supérieur 64]Cu]-PTSM. En somme, nous avons réussi à démontrer la faisabilité d'utiliser l'imagerie TEP en temps réel avec des infusions continues de [[indice supérieur 18]F]-FDG afin d'étudier la réponse métabolique tumorale durant la thérapie photodynamique chez un modèle de rongeur. Cette méthode s'est avérée très pertinente dans l'étude des changements métaboliques transitoires survenant au niveau tumoral et systémique pendant et tout de suite après la TPD, particulièrement pour la caractérisation des mécanismes d'action de différents photosensibilisateurs. En effet, l'observation de différences significatives au niveau des profils de captation du [[indice supérieur 18]F]-FDG procure une façon rapide de distinguer entre un mécanisme de destruction directe ou indirecte des cellules tumorales et ce, en temps réel. En plus de visualiser la réponse métabolique tumorale à la thérapie photodynamique, cette procédure d'imagerie TEP en temps réel pourrait aussi être appliquée à l'étude des changements du flot sanguin tumoral pendant la TPD, ainsi qu'à l'étude de mécanismes de réponse spécifiques tels que les processus apoptotiques.

La résistance à l' insuline du muscle squelettique se situe au niveau des étapes subséquentes à la liaison de l'hormone à son récepteur. L' origine de la résis'tance à l'insuline n est pas identifiée avec précision, bien que l'on sache qu'une association de plusieurs facteurs en soit responsable. Parmi ces facteurs de risque, nous avons identifié la synthase inductible du monoxyde d'azote (NO). Cette enzyme (iN OS) a la particularité de produire de fortes concentrations de NO e'n réponse à divers stimuli inflammatoires. Les études présentées dans cette thèse perniettent de mieux comprendre l' implication de cette enzyme dans la résistance à l' insuline ainsi que les mécanismes d'action via lesquels le NO inhibe 1 action de l' insuline. Dans la première étude, nous avons confirmé dans un modèle cellulaire de muscles la capacité de iNOS à causer un défaut du transport du glucose en réponse à l'insuline. Nous avons toutefois également observé que les adipocytes ne développaient pas ce défaut suite à l' induction de l'enzyme. Dans une seconde étude, nous avons cherché à comprendre le mécanisme par lequel la production de NO pouvait être reliée à la résistance à l' insuline. Nous avons montré que la génération d'un oxydant découlant de la synthèse de NO, le peroxynitrite (ONOO-), causait la nitration de tyrosine de la molécule IRS-l et ainsi interfère dans la cascade des étapes de signalisation de l' insuline. Dans une troisième étude, nous avons démontré que l'incubation de muscles in vitro causait des altérations dans la captation de glucose via l' induction de iNOS causée par le procédé d' incubation. Finalement, dans une quatrième étude, nous proposons un mécanisme d'inhibition de iNOS pouvant être mis à profit dans la recherche de cibles thérapeutiques contre la résistance à l' insuline. Nous avons démontré que l'activati.on de la kinase sensible à l'AMP (AMPK) réduisait l' induction de iNOS, tant au niveau cellulaire (myocytes, adipocytes et macrophages) que dans les muscles et le tissu adipeux de rats traités à la lipopolysaccharide (LPS). L' ensemble de nos études précise l'implication de iNOS dans la résistance à l' insuline associée à l'inflammation et oriente la recherche vers de nouvelles pistes et un certain nombre d'applications thérapeutiques.

La dépression est un trouble de l’humeur qui affecte environ 15% de la population mondiale et qui peut être déclenché par de nombreux facteurs incluant le stress. De plus, un débalancement de l’axe Hypothalmo-hypophyso-surrénalien est présent chez plusieurs patients dépressifs. À l’heure actuelle, les antidépresseurs se révèlent être le moyen le plus efficace pour traiter cette maladie. Les antidépresseurs exercent leur fonction thérapeutique principalement en activant le facteur de transcription CREB via la voie de signalisation AMPc-dépendante. Cette activation résulte en une augmentation de la transcription de certains gènes impliqués dans la protection et la survie cellulaire tel que BDNF. Or CREB peut aussi être activé par la voie de signalisation du calcium. Les travaux rapportés dans cette thèse traitent de la possible implication de protéines de la voie du calcium, plus particulièrement la CaMKKα et la CaMKKβ, dans le mécanisme d’action des antidépresseurs. Dans un premier temps, nous avons clôné l’ARNm de la CaMKKβ de la souris et avons étudié la distribution de l’expression génique des CaMKKs dans le système nerveux central de la souris. Ceci nous a permis de constater qu’elles étaient exprimées fortement dans les régions impliquées dans la dépression. Dans la deuxième phase des travaux, nous avons utilisé l’approche par hybridation in situ pour étudier l’effet d’un traitement chronique aux antidépresseurs sur l’expression génique des CaMKKs. De plus, nous avons utilisé une souris transgénique possédant une dysfonction des récepteurs aux glucocorticoïdes (GR) et servant comme modèle neuroendocrine de la dépression. L’analyse des différents degrés d’expression de l’ARNm des CaMKKs et de BDNF montre que différentes régions réagissent au traitement aux antidépresseurs ou au dysfonctionnement des GR. Parmi celles-ci, le cortex préfrontal et l’hippocampe se révèlent particulièrement intéressants par leur implication dans la dépression. L’ensemble de nos résultats nous permet de proposer que la voie de signalisation du calcium soit également une cible des antidépresseurs. / Major depression is a mood disorder that affect 15% of the population and that can be caused by various factors, including stress. Hypothalamo-pituiary-adrenal axis hyperactivity is present in a majority of depressive patients. Antidepressant drugs are the best therapy that exists to treat depression. They exert their therapeutic action by activating the AMPc signaling pathway and the transcription factor CREB, which leads to an increase in the transcription of genes implicated in cell protection and surviving, like BDNF. CREB can also be activated by the calcium-signaling pathway. This thesis reports the possible implication of the CaMKKα and CaMKKβ in the mechanism of action of antidepressants. We first cloned the mRNA of the mouse CaMKKβ and described the distribution of both CaMKKs in the mouse central nervous system. They were strongly expressed in brain regions that are implicated in major depression. Next, we used in situ hybridization to study the effect of chronic antidepressant treatment on the gene expression of the CaMKKs. Moreover, we used a transgenic mouse characterized by a dysfunction of the glucocorticoid receptors (GR) as a neuroendocrine model of depression. The analysis of the different levels of expression of the CaMKKs and BDNF shows that different brain areas react to antidepressants or to GR dysfunction. For instance, prefrontal cortex and hippocampus are of particular importance due to their implication in depression. Our results suggest that the calcium siganling pathway might be a target of antidepressant drugs.

Les nématodes gastro-intestinaux (NGI) représentent un problème sanitaire majeur dans le monde entier en systèmes de production à l’herbe des élevages de moutons et de chèvres. La maîtrise de ces parasites est désormais compliquée par l'apparition de résistances aux anthelminthiques (AH) chez les nématodes. L'utilisation de plantes riches en tanins (PRT) comme AH non conventionnels est une des alternatives possibles au contrôle chimique de ces maladies parasitaires. Cependant, le mécanisme d'action de ces plantes sur les vers adultes demeure inconnu. Cet objectif a constitué le premier but de cette étude en particulier en essayant de déterminer quelle part jouent les effets directs et indirects dans l’action des PRT sur les populations de Nématodes adultes dans le tractus digestif des petits ruminants. Un effet direct correspond à une action de type pharmacologique sur la biologie, la structure et l’ultrastructure des nématodes liés à des composés biochimiques présents dans les PRT. L'hypothèse d’un effet indirect correspondrait une modification de la réponse cellulaire dans les muqueuses gastro-intestinales de l'hôte, affectant la biologie des NGI. Cette thèse est divisée en deux parties: 1) Deux expériences in vivo réalisées respectivement, au Mexique et en France, visant à déterminer les effets directs ou indirects sur la biologie des NGI liés à la consommation de PRT tel le tzalam (Lysiloma latisiliquum), une Légumineuse arbustive du Yucatan, le sainfoin (Onobrychis viciifolia) une Légumineuse fourragère tempérée, et ainsi que le quebracho(Schinopsis spp.), un extrait riche en tannins condensés Les agneaux ont été infestés par Haemonchus contortus (au Mexique) ou H. contortus et Trichostrongylus colubriformis (en France). La consommation de tzalam a provoqué une perturbation de croissance des vers ou de fertilité des femelles d’H. contortus. Selon la durée de consommation, le quebracho a réduit la population de H. contortus et T. colubriformis, et affecte également la fertilité de T. colubriformis. Le sainfoin a affecté la fécondité de H. contortus sans affecter celle de T. colubriformis. Le comptage de cellules effectrices dans les muqueuses pour évaluer l’implication d’un effet indirect n'a pas montré de différences significatives entre les lots recevant ou non des PRT. La seconde partie s’est fondée sur un test in vitro et deux essais in vivo chez des chèvres infestées par H. contortus pour mieux comprendre l'effet de la consommation de PRT (tzalam, au Mexique ou sainfoin, en France) sur la structure et l’ultrastructure d’H. contortus. Les principales altérations ont été trouvées dans la cuticule et la région céphalique des vers. Des agrégats de matériel végétal autour de la vulve n’ont été trouvé qu’in vitro. L’examen de l’ultrastructure des H. contortus a montré des signes de vacuolisation, surtout visible dans les tissus intestinaux et musculaires. Ces lésions suggèrent que des composés secondaires présents dans le feuillage des PRT peuvent être impliqués dans les fonctions vitales d’ H. contortus, telles que la mobilité, la nutrition et éventuellement la reproduction. / Gastrointestinal nematodes (GIN) represent a major health problem worldwide in grazing sheep and goat production systems. The control of these parasites has been complicated by the emergence of nematodes which are resistant to the commercially available anthelmintics (AHs). The use of tannin rich plants (TRP), as non-conventional Ahs, represents an alternative for the control of these parasites. However, the mechanism of action of such plants against adult populations of GIN has not been determined. The objective of the study was to determine the direct and indirect effect of TRP against adult populations of GIN in small ruminants. A direct effect is considered to be any action against the biology, structure and/or ultrastructure of the nematodes which is similar to a chemical AH. The indirect effect is a modification of the immune response of the host at the level of the gastrointestinal mucosa which affects the biology of the GIN. This study is divided into two stages: First stage) Two in vivo experiments conducted in Mexico and France respectively, determined the direct and indirect effects on the biology of GIN due to the consumption of the TRP forage of tzalam (Lysiloma latisiliquum), sainfoin (Onobrychis viciifolia) as well as a tannin-rich quebracho extract (Schinopsis spp). Lambs were artificially infected with Haemonchus contortus (Mexico) or H. contortus and Trichostrongylus colubriformis (France). The consumption of tzalam affected the length and fertility of H. contortus females. Meanwhile, the quebracho extract reduced the population of H. contortus and T. colubriformis also affecting the fecundity of T. colubriformis. The sainfoin affected the fecundity of H. contortus without affecting T. colubriformis. The indirect effect was not evident. Second stage) An in vitro assay and two in vivo experiments with goats infected with H. contortus allowed to identify the effect of the consumption of TRP (tzalam or sainfoin) on the structure and ultrastructure of H. contortus. Alterations in cuticle and cephalic region were found. The aggregates in the vulva were only found in vitro. The ultrastructure of H. contortus showed a vacuolization process in the intestinal and muscular tissues of these nematodes. The lesions suggest that the compounds contained in the foliage of TRP may be involved in vital functions of H. contortus such as mobility, nutrition and possibly reproduction. This study is a contribution towards the understanding the mechanisms of AH action of the TRP against GIN.

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