Le cortex préfrontal (cpf) est à la base des processus cognitifs supérieurs qui sont modulés majoritairement par des entrées cholinergiques via les récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine (nachrs). cette région du cerveau présente " par défaut " une activité spontanée, qui est modifiée dans le cas de troubles psychiatriques, tels que la schizophrénie, et de maladies neurodégénératives comme la maladie d'alzheimer. des études de génétique humaine ont mis en évidence la nature polymorphique de gènes spécifiques codant pour les nachr qui augmentent les risques de tabagisme et de schizophrénie. de nombreux laboratoires, dont le notre, ont montré que les souris ayant une altération de la fonction du gène nachr présentent des déficits comportementaux cpf-dépendants. cependant, la manière dont les polymorphismes humains correspondants altèrent les mécanismes cellulaires et circuits sous-jacents aux comportements reste inconnue. de ce fait, nous avons donc développé et étudié des modèles de souris liés à la schizophrénie, à la dépendance à la nicotine et à la maladie d'alzheimer. l'utilisation in vivo de l'imagerie bi-photon au niveau du cpf de souris éveillées et de souris anesthésiées a montré que différentes sous-unités nachr sont impliquées dans le contrôle de l'activité spontanée du cortex préfrontal, via un circuit d'inhibition hiérarchique. de plus, l'effet de l'administration chronique de nicotine sur l'activité cérébrale a été étudié, en fournissant des concentrations analogues à celles observées chez des fumeurs. ce travail met en lumière le rôle de la neurotransmission cholinergique dans l'orchestration des fonctions cognitives. / The prefrontal cortex (pfc) underlies higher cognitive processes that are modulated by cholinergic inputs largely via nicotinic acetylcholine receptors (nachrs). this brain region exhibits spontaneous “default” activity, which is altered in neuropsychiatric disorders, such as schizophrenia (scz), and neurodegenerative diseases such as alzheimer’s disease (ad). both of these disorders have a strong impact and burden on society. human genetic studies have highlighted the polymorphic nature of specific nachrs genes that increase risk for smoking and scz. several laboratories, including our own, have shown that mice with altered nachr gene function exhibit pfc-dependent behavioral deficits, but how the corresponding human polymorphisms alter the cellular and circuit mechanisms underlying the behaviors is unknown. here, mouse models related to scz, nicotine dependence and ad were developed and studied. using in vivo two-photon imaging in the pfc of both awake and anesthetized mice, different nachr subunits were shown to control spontaneous pfc activity through a hierarchical inhibitory circuit. furthermore, the effect of chronic nicotine administration on brain activity, by delivering concentrations analogous to that observed in smokers, was studied. the impact of nicotine on pfc layer ii/iii microcircuits altered in pathology can be extended to therapeutic strategies with strong candidates being positive allosteric modulators (pams) for defined nachr subunits. we hope that this work sheds light on the role of cholinergic neurotransmission in the orchestration of cognitive functions and will inspire further research in this direction.

Cette thèse, menée à partir de données recueillies auprès de 2 602 soignants professionnels prenant en charge des personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer, explore le lien entre burn out et identité. Articulant psychanalyse et sociologie, cette recherche montre que le burn out, en affectant plusieurs facettes de l'identité du soignant, ne représente que l'un des destins possibles d'une variété d'entités de fatigue parfois spécifiques à l'alzheimerologie, dont elle dresse une typologie. Elle met en lumière la présence, dans ce groupe professionnel, d'une idéologie sacrificielle latente, capable d'activer des mécanismes et processus relevant du narcissisme moral, en transformant certains éléments du contexte organisationnel en souffrance, et dont le double effet paradoxal est de renforcer la position sacrificielle précisément pour la rendre plus tolérable. Au passage, pour décrire ce cycle de la fatigue reliant impact psychiques et identité du groupe, cette thèse propose le concept d'exhaustopoïèse, défini comme un processus subjectif et intégratif de ressenti, d'appropriation, de détournement et de reconstruction de la fatigue, dont le burn out est le produit, érigé en élément de l'identité, donc socialement adressé. / This thesis, using data collected from 2,602 professional caregivers of patients with Alzheimer's disease, explores the relationship between burnout and identity. Articulating psychoanalysis and sociology, this research shows that burnout, while affecting many aspects of the caregiver's identity, is only one of the possible fates of a variety of fatigue entities, that are sometimes specific to alzheimerology. This research draws up a typology of these fatigue entities. It highlights the presence, in this occupational group, of a latent, sacrificial ideology able of activating mechanisms and processes related to moral narcissism, by altering elements from the organizational context in suffering, whose paradoxical dual effect leads to strengthen the sacrificial position precisely to make it more tolerable. By the way, to describe this cycle fatigue linking psychological impact and group identity, this thesis suggests the concept of exhaustopoiesis, defined as a subjective and integrative process of feeling, appropriating, deviating and rebuilding fatigue– arising from which burnout is set up as a socially addressed part of the identity.

La protéine Tau est impliquée dans de nombreuses maladies neurodégénératives regroupées sous le terme de Tauopathies dont la plus fréquente est la maladie d’Alzheimer (MA), qui est caractérisée, dans les phases précoces, par une augmentation du stress oxydant dans le cerveau des patients. L’accumulation d’espèces réactives de l’oxygène (ou ROS) dans les neurones mène notamment à l’apparition de dommages au niveau de leur ADN génomique. Les neurones ne se divisant pas, l’accumulation de dommages non réparés au niveau de la molécule d’ADN induit, à terme, des conséquences importantes sur leur fonctionnement. Cependant, les mécanismes impliqués dans l’accumulation de dommages à l’ADN neuronal dans la MA ne sont pas élucidés. La MA est également caractérisée par la présence de protéine Tau hyper et anormalement phosphorylée. Cette protéine Tau pathologique s’agrège et forme les « dégénérescences neurofibrillaires » (ou DNF). Les mécanismes conduisant à l’agrégation de Tau dans les cerveaux Alzheimer demeurent encore peu connus. Néanmoins, il est maintenant admis que bien plus que les agrégats insolubles, ce sont des petites formes oligomériques de Tau qui sont toxiques dans les neurones.Tau peut se localiser dans les conditions physiologiques au niveau de la membrane plasmique et au sein du noyau des neurones. Dans le laboratoire, il a été montré dans des cultures primaires de neurones murins que Tau joue un rôle essentiel dans la protection de l’ADN génomique neuronal en condition de stress. Le premier objectif de cette thèse était de savoir si in vivo Tau joue un rôle protecteur vis-à-vis de l’ADN. Nous avons donc mis au point un modèle murin de stress hyperthermique, stress induisant la formation de ROS. Nous avons ainsi validé in vivo la fonction protectrice de Tau vis-à-vis de l’ADN génomique. Nous avons également mis en évidence que l’absence de Tau altérait l’intégrité d’ARN cytoplasmiques et nucléaires en condition de stress, ce qui suggère que Tau pourrait jouer un rôle dans le contrôle qualité des ARN. Le deuxième objectif était d’évaluer l’impact de la pathologie Tau sur sa fonction protectrice de l’ADN. Notre hypothèse était que la pathologie Tau pourrait avoir un rôle délétère sur sa fonction protectrice de l’ADN génomique. L’impact de la pathologie Tau a alors été évalué in vivo dans un modèle de souris transgéniques (THY-Tau22). Nos résultats indiquent que dans les neurones hippocampiques soumis à un stress hyperthermique et possédant une pathologie de Tau précoce, il y a la perte de la fonction protectrice de Tau vis-à-vis de l’intégrité des acides nucléiques. Par ailleurs, nous avons observé qu’une augmentation de ROS jouait le rôle d’agent inducteur in vivo dans la formation de petits oligomères de Tau dans le cytoplasme et le noyau de neurones hippocampiques. De façon intéressante nous avons observé une corrélation entre les neurones possédant des dommages aux acides nucléiques et la formation de petits oligomères de Tau. Ces résultats mettent en lumière l’existence d’une fenêtre temporelle critique où une augmentation du stress oxydant induit conjointement l’oligomérisation de Tau et la formation de dommages aux acides nucléiques dans des neurones présentant une pathologie précoce. Ceci suggère que des formes oligomériques de Tau seraient impliqués dans l’altération des acides nucléiques.Les phospholipides peuvent également servir d’agent inducteur pour l’oligomérisation de Tau. Ils sont retrouvés dans les membranes. Les radeaux lipidiques sont des microdomaines de la membrane plasmique riches en sphingolipides et en cholestérol qui pourraient servir de point de nucléation pour l’oligomérisation de Tau. Avant de pouvoir répondre à cette question, le troisième objectif a été d’étudier l’état de phosphorylation de Tau associée aux radeaux lipidiques. Nos résultats indiquent que dans le cortex de patients atteints de la MA, la protéine Tau associée aux radeaux lipidiques est hyperphosphorylée et oligomérisée. / Tau protein is involved in neurodegenerative diseases called tauopathies. The most frequent tauopathies is Alzheimer's disease (AD). This dementia is characterized, in the early phases, by an increase of oxidative stress in the brain of patients. The accumulation of reactive oxygen species (ROS) in neurons leads to the appearance of damage to genomic DNA. Neurons do not divide, so unrepaired DNA damage will have important consequences on neuronal functioning. However, mechanisms involved in DNA damage accumulation in AD have not been deciphered.AD is also characterized by the presence of hyper and abnormally phosphorylation of Tau protein. Pathological Tau forms aggregates and leads to the formation of neurofibrillary tangles. However, mechanisms involved in the intracellular aggregation of Tau in AD brains remain unknown. Nevertheless, it is now admitted that, much more than insoluble aggregates of Tau, small oligomers are the toxic form of Tau.Tau protein is mainly known for its MAP (Microtubule Associated Protein) function. However, in physiological condition, it can also be located at the plasmic membrane level and in neurons nucleus and therefore may have others functions. A new function of Tau was revealed in the laboratory. It was shown that Tau plays an essential role in neuronal genomic DNA protection in stress condition. This study was performed in primary neuronal cultures of embryonic mice neurons. The first objective of this thesis was to challenge the DNA protective function of Tau in vivo. To answer this question, we designed a murine model of hyperthermic stress which leads to the formation of ROS. Using this model, we showed that Tau is able to protect in vivo the genomic DNA of hippocampal neurons of mice submitted to hyperthermic stress. We also highlighted the fact that Tau deficiency alters the integrity of cytoplasmic and nuclear ARN suggesting that Tau could play a role in quality control of RNA. Our second objective was to study if Tau pathology has a deleterious impact on its DNA protective function. The impact of Tau pathology has been analyzed in the transgenic mouse model THY-Tau 22 mice. Our results indicate that an increase of ROS induces the loss of the nucleic acid protective function of Tau selectively in early stages of Tau pathology. We also observed that hyperthermic stress plays an inducing role in vivo in the formation of small Tau oligomers in the nuclei and the cytoplasm of hippocampal neurons. Interestingly, we observed a correlation between nucleic acid damage and the formation of Tau oligomers suggesting that oligomers would be the toxic forms of Tau involved in the alteration of nucleic acid integrity. These results bring to light the existence of a critical time window where an increase of ROS induces both Tau oligomerization and nucleic acid damage in neurons displaying early Tau pathology.Phospholipids, which are principally found in membranes, can be an inducing agent for Tau oligomerization. Lipid rafts are microdomains of the plasmic membrane, which are rich in sphingolipids, and cholesterol. A hypothesis is that lipid rafts could be a nucleation point for Tau oligomerisation. Before being able to answer this question, the third objectif was to study the phosphorylation and conformational state of Tau associated with rafts in physiological and pathological conditions. Our results indicate that in the cortex of AD patients, Tau associated to lipid rafts is hyperphosphorylated, abnormally conformed and oligomerized.

L’isoforme B de l’inositol 1,4,5-trisphosphate 3-kinase (Itpkb) génère de l’inositol 1,3,4,5-tetrakisphosphate (IP4) à partir d’inositol 1,4,5-trisphosphate. Une étude microarray de 2006 a montré que le taux d’ARNm d’Itpkb était augmenté dans le cerveau de patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA). La MA est la forme la plus courante de démence et est caractérisée par deux types de lésions histopathologiques :les dégénérescences neurofibrillaires intracellulaires, composées d’agrégats de protéines tau hyperphosphorylées, et les plaques séniles, composées d’agrégats de peptides Aβ extracellulaires et entourées de neurites dystrophiques. Durant ce travail, nous avons étudié l’expression et la fonction d’Itpkb dans le cerveau normal et le cerveau de patients atteints de la MA. Premièrement, nous avons montré qu’Itpkb était exprimée de manière physiologique dans les neurones et dans les astrocytes. Nous avons confirmé la surexpression d’Itpkb au niveau protéique dans le cerveau de patients atteints de la MA. L’immunoréactivité anti-Itpkb était surtout localisée au niveau des neurites dystrophiques entourant les plaques amyloïdes. Des résultats identiques furent obtenus sur un modèle murin de la forme familiale de la MA, le modèle 5xFAD, reproduisant la pathologie amyloïde. La surexpression d’Itpkb dans des cellules Neuro-2a (cellules murines de neuroblastome) mène à une induction d’apoptose, à une activité β-sécrétase augmentée et à une surproduction de peptides Aβ. L’inhibition in vitro des Mitogen-activated kinase kinases 1/2 abolit complètement la surproduction de peptides Aβ. Des analyses complémentaires ont permis de montrer que le site catalytique ainsi que la partie N-terminale (responsable du targeting membranaire) de la protéine Itpkb étaient nécessaire à l’augmentation de production des peptides Aβ. Chez des animaux transgéniques pour Itpkb, la surexpression neuronale de la protéine Itpkb n’est pas suffisante pour induire la formation de plaques amyloïdes ou pour induire une hyperphosphorylation de tau. Cependant, ces souris transgéniques développent une astrogiose marquée et présentent des neurites dégénératifs au niveau de l’hippocampe. Chez des souris transgéniques 5xFAD surexprimant Itpkb dans les neurones, l’activation des Extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK 1/2) et l’activité β-sécrétase sont drastiquement augmentés, ce qui exacerbe la pathologie Alzheimer, confirmée par une astrogliose plus importante chez ces animaux, une surproduction de peptides Aβ 40 et une hyperphosphorylation de tau. Aucun impact sur la pathologie Alzheimer ne fut observé lorsqu’un mutant catalytique inactif d’Itpkb fut surexprimé. En conclusion, nos résultats soutiennent que la voie de signalisation Itpkb / IP4 / ERK 1/2 est une voie régulatrice de l’apoptose neuronale, du processing du précurseur de la protéine amyloïde et de la phosphorylation de tau au cours de la maladie d’Alzheimer. Nos résultats ouvrent également des perspectives thérapeutiques pour les patients Alzheimer arborant une surexpression corticale d’Itpkb, chez qui Itpkb pourrait être une cible permettant de diminuer la pathologie amyloide. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les analyses génomiques ont permis d’identifier des gènes et des protéinesimpliqués dans la maladie d’Alzheimer (MA). Au laboratoire, des approchesdifférentes ont mis en évidence deux gènes différentiellement exprimés dans lamaladie : le gène IL-33, retrouvé comme étant sous-exprimé chez les patientsatteints de MA, et le gène BIN1, identifié par des approches de GWAS et retrouvécomme étant sur-exprimés dans le cerveau des patients.Nous avons observé que la protéine IL-33 avait un impact sur le métabolismedu précurseur du peptide amyloïde (APP) de par sa fonction de facteur de régulationtranscriptionnelle. Nous avons alors cherché à identifier les gènes modulés par IL-33ainsi que des sites potentiels de fixation de la protéine sur l’ADN par des analyses àhaut débit. Il a été observé qu’IL-33 avait une forte implication dans la transcriptiondes gènes et pouvait agir directement sur l’ADN de par son impact sur les histones.De plus, IL-33 augmenterait l’expression de la préséniline 2, ce qui expliquerait alorsson impact sur le métabolisme de l’APP.Nous avons identifié un polymorphisme fonctionnel dans la région régulatricedu gène BIN1 associé à la maladie et pouvant expliquer la variation de sonexpression retrouvée dans le cerveau des patients. Nous avons également retrouvéune interaction de la protéine BIN1 avec Tau. BIN1 est alors le premier déterminantgénétique de la MA retrouvé comme étant associé à Tau et pourrait expliquer le lienentre la pathologie amyloïde et la pathologie Tau.Nos analyses nous ont donc permis, à partir des résultats d’analysesgénomiques, de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans laphysiopathologie de la MA. / Genomic analyses allowed to identify genes and proteins involved inAlzheimer’s Disease (AD). In the laboratory, genetic and transcriptomic approachesrevealed two genes differentially expressed in AD: IL-33 gene, found to be underexpressedin AD cases brain, and BIN1 gene, found by GWAS analyses and overexpressedin brains of AD cases.As regards to IL-33, we observed that this protein have an impact on amyloidprecursor protein (APP) metabolism by its transcriptional regulation properties. So,we tried to identify the genes modulated by IL-33 using transcriptomic high-troughputanalyses and we identified IL-33 DNA binding sites by ChIP-on-chip approaches. Weobserved that IL-33 was involved in gene transcription and could act directly on DNAby interaction with histones. We also observed that IL-33 increase the expression ofpresenilin 2, which can explain its effect on APP metabolism.As regards to BIN1, we identified one functional polymorphism in regulatoryregion of this gene associated with AD and allowed to explain the expressionvariation of BIN1 in AD brains. We also found an interaction of BIN1 with Tau. So,BIN1 would be the first genetic risk factor for AD linked to the “Tau pathway” andcould explain the link between amyloid pathology and Tau pathology.The analyses performed in the laboratory allowed to, from genomic analysesresults, a better understanding of mechanisms involved in AD physiopathology.

Dans cette thèse nous avons étudié le stade débutant de la maladie d'Alzheimer par deux approches distinctes. D'un point de vue fondamental, nous avons étudié le rôle des oligomères d'Aß dans un modèle d'injection intracérébrale de ces espèces solubles chez la souris sauvage. Nous avons notamment montré que ces injections engendraient chez l'animal des désordres mnésiques aigus et réversibles qui s'apparentent à la maladie d'Alzheimer. Nous avons aussi mis en évidence une diminution d'expression d'une protéine post-synaptique (PSD95), une augmentation de la phosphorylation de la protéine Tau et une hyperactivation neuronale induites par ces injections, Ces modifications histo-fonctionnelles généralisées concordent avec le profil de dissémination diffus des solutions peptidiques injectées comme en atteste la mise en évidence de peptide Aß dans des régions distantes du site d'injection en immunohistochimie mais aussi en spectrométrie de masse. D'un point de vue clinique nous avons étudié la valeur du Rappel Libre/Rappel Indicé 16 items (RLRI16), un test de mémoire épisodique, au sein d'une cohorte de patients consultant pour une plainte mnésique ayant participé à un essai thérapeutique multicentrique national. Dans cette cohorte, le RLRI16 s'est avéré être le meilleur prédicteur de la survenue d'une démence d'Alzheimer probable dans les 5 ans qui ont suivi son administration. Le grand nombre de participants, la durée de l'étude et le mode de recrutement (par les généralistes) nous ont permis de proposer des valeurs seuils qui pourront aider le clinicien dans sa pratique quotidienne et permettront de définir des critères d'inclusion dans de nouveaux essais thérapeutiques. / We studied the early phase of Alzheimer’s disease with two approaches, experimental and clinical. Firstly, experimentally, we injected Aβ oligomers in the brain of wild type mice. We showed that these soluble species elicited memory impairment reminiscent of those found in AD although in our case they were both acute and reversible. We also evidenced a decrease in the expression of a postsynaptic protein (PSD95), an increase in the phosphorylation of Tau and a neuronal hyperactivity one week after these injections. These histo-functional changes were observed throughout the brain. The diffusion of the Aß injectate shown by immunohistochemistry and by mass spectrometry imaging was widespread. Clinically, we confirmed the usefulness of a memory test, the Free and Cued Selective Reminding Test (FCSRT) to predict the risk of dementia of the Alzheimer’s type (DAt) up to 5 years prior to its onset. This was made possible by the study of a cohort of patients who consulted for memory complaints and were then included in a multicentric national clinical trial conducted in France. In this cohort, the FCSRT proved to be the best predictor of the further conversion to a DAt. The large number of participants, length of the follow-up and recruitment type (mainly by the general practitioners) allowed us to derive thresholds to be used by clinicians in their daily practice or as inclusion criteria in new clinical trials.

Les patients atteints de la MA souffrent d'altérations métaboliques et synaptiques précoces. Via la glycolyse et le cycle de Krebs, le métabolisme du glucose permet la production d'ATP, essentielle à l'activité et la plasticité synaptique. Contrairement aux neurones, les astrocytes utilisent majoritairement la glycolyse pour métaboliser le glucose. En plus de la production d'énergie, la glycolyse fournit les précurseurs indispensables à la synthèse de biomolécules comme la L-sérine. Cet acide aminé est produit à partir du glucose par la déviation du 3-phosphoglycérate (3PG), un intermédiaire glycolytique, via l'enzyme 3-phosphoglycérate déshydrogénase (PHGDH), exprimée spécifiquement dans les astrocytes. La L-sérine est le précurseur de la D-sérine, le principal co-agoniste des NMDAR nécessaires à l'activité et la plasticité synaptique.Nous avons utilisé des souris 3xTg-AD, un modèle développant une MA progressive, afin d'étudier si une altération de la production de L-/D-sérine pouvait contribuer à des déficits synaptiques.A 6 mois, lorsque les souris 3xTg-AD ne possèdent pas encore de plaques amyloïdes dans l'hippocampe, nous avons observé in vivo une diminution du métabolisme du glucose, de la concentration de L-sérine et des déficits synaptiques (LTP). L'expression locale de la PHGDH est aussi altérée. L'application de D-sérine restaure complètement les déficits de LTP chez les souris 3xTg-AD.Ces données supportent l'hypothèse qu'un déficit de production de L-sérine par les astrocytes médié par une diminution du flux glycolytique serait responsable de l'altération synaptique observée dans l'hippocampe des souris 3xTg-AD. / An early alteration of both cerebral glucose metabolism and synaptic activity has been consistently described in Alzheimer's disease (AD) patients. Metabolism of glucose via glycolysis and the citric acid cycle produces ATP that is essential for synaptic activity and plasticity. In the brain, glucose is predominantly processed glycolytically into astrocytes and not by neurons. Beyond ATP production, a major function of aerobic glycolysis is to provide precursors to support macromolecular synthesis. L-serine, generated from glucose through diversion of the glycolytic intermediate 3-phosphoglycerate (3PG) into the phosphorylated pathway, is only produced in astrocytes by 3-phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH), selectively expressed in those glial cells. L-serine is the precursor of D-serine, the main co-agonist of synaptic NMDAR, required for synaptic activity and plasticity. We used 3xTg-AD mice, which develop a progressive pathology, to investigate whether a defective production of L-/D-serine contributes to early synaptic deficits in AD. We found that 3xTg-AD mice display early in vivo alterations of glucose metabolism, synaptic deficits (LTP) in the CA1 region and also lower concentration of L-serine. The local expression of PHGDH was significantly altered. Exogenous D-serine completely rescued LTP in 3xTg-AD mice. These data support the hypothesis that a deficit of L-serine synthesis by astrocytes likely mediated by a decreased glycolytic flux may be responsible for the synaptic alteration mediated by NMDAR in the hippocampus of 3xTg-AD mice.

La maladie d’Alzheimer (MA) est la pathologie neurodégénérative entraînant une démence la plus fréquente. Elle touche plus de 3% des plus de 65 ans. Les lésions cérébrales qui la constituent sont les dépôts de substance β amyloïde (Aβ) et les dégénérescences neurofibrillaires responsables de la mort neuronale, en particulier dans le cortex et l’hippocampe. Ces lésions s’accompagnent d’une réaction inflammatoire centrale qui participe au processus de neurodégénérescence. Les modèles murins d’endotoxémie reproduisent une réaction inflammatoire du système nerveux central comme observé chez l’homme. Nous avons utilisé un modèle murin d’endotoxémie par injections périphériques de LPS et mis en évidence une activation microgliale, une augmentation de la production d’Aβ et de l’expression de BACE1 ainsi qu’une altération du métabolisme dans l’hippocampe des animaux en réponse au LPS. Ces réactions sont contrôlées par la kinase de stress PKR (double-stranded RNA-dependant protein kinase) dont l’invalidation exerce in vivo un effet neuroprotecteur. La production d’Aβ serait régulée dans ce modèle par l’activation PKR-dépendante du facteur de transcription STAT3, responsable du contrôle transcriptionnel de BACE1. L’activation de PKR a été retrouvée à plusieurs niveaux du processus dégénératif associé à la MA et a été identifiée comme un potentiel biomarqueur diagnostique et pronostique de la maladie. Nos résultats confirment le rôle de PKR dans la pathogénèse de la MA et l’intérêt de l’inhibition de PKR pour la recherche thérapeutique. / Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disease leading to dementia. More than 3% of those over 65 years are affected. Pathological features of AD are β amyloid (Aβ) deposition and neurofibrillary tangles resulting in neuronal death, specifically in cortex and hippocampus. Brain inflammation is associated and involved in the neurodegeneration process. Murine models of endotoxemia show inflammation in the central nervous system as observed in humans. Using a model of endotoxemia by peripheral LPS injections in mice, we observed an activation of microglia, an increase of Aβ production and BACE1 expression and a decreased metabolism in the hippampus of LPS treated animals. These reactions are controlled by the stress kinase PKR (double stranded RNA-dependent protein kinase) whose invalidation exerts a neuroprotective effect in vivo. Aβ production in this model would be regulated by the PKR-dependent activation of the transcription factor STAT3, responsible for transcriptional control of BACE1. Activation of PKR is involved at several levels of the degenerative process associated with AD and has been identified as a potential diagnostic and prognostic biomarker of AD. These results confirm the role of PKR in the pathogenesis of AD and the interest of PKR down-regulation for therapeutic research.

Le langage demeure préservé des effets du vieillissement mais précocement atteint dans la Maladie d'Alzheimer (MA). Le discours, en mobilisant l'ensemble des fonctions cognitives, pourrait mettre en évidence davantage de difficultés. Ce travail vise à analyser des productions de patients et de participants âgés typiques en lien avec les changements cognitifs et cérébraux. Une étude s'est intéressée à la production de discours portant sur des événements personnellement vécus. Une deuxième visait à comparer ce type de discours à un discours sur support imagé. Les résultats montrent que les difficultés rencontrées lors d'un discours d'événements vécus seraient corrélées à l'atteinte mnésique des patients. A l'inverse, elles seraient associées à l'atteinte exécutive et lexicale dans un discours imagé. Une dernière étude s'est focalisée sur la variabilité existant chez les participants âgés "typiques". Une analyse en cluster a montré quatre profils de locuteurs, dont un profil "hors-sujet" qui pourrait refléter une zone ambiguë entre vieillissement normal et pathologique. Ce travail pointe des marqueurs de MA prodromale, en lien avec les modifications cognitives et cérébrales. Certaines difficultés seraient liées à une atteinte mnésique ou exécutive indépendamment de l'altération langagière. / Language is the most preserved cognitive function from the effects of aging. Unlike typical aging, Alzheimer's disease (AD) is characterized by an early impairment. Analysis of discourse may reveal more difficulties than other tests since it mobilizes a large set of cognitive functions. This work aims to analyze various discourses in AD patients and participants with typical aging, in relation to various cognitive tests as well as neuroimaging data. One study focused on a memory-based discourse. A second study compared a memory-based and in a picture-based discourse. Patients' difficulties were correlated on one hand with memory impairment in the memory-based discourse and on the second hand with lexical-executive impairment in the picture-based discourse. A final study focused on discourse variability in the general aging population. A cluster analysis revealed four profiles of speakers. Among them, an "off-topic" profile could reflect a grey zone between normal and pathological aging. This work allowed us to shed light on deficit markers and compensatory strategies in prodromal AD, in relation with cognitive and cerebral changes. In particular, many difficulties may actually be related to memory or executive impairment, regardless of a language alteration.

L’émergence de nouvelles technologies basées sur la microfluidique de gouttes offre l’espoir de développer des immuno-essais complexes consommant peu d’échantillon. Cette thèse est dédiée d’une part au développement d’une plateforme d’analyse qui consiste au fractionnement d’un mélange de peptides amyloïdes par focalisation isoélectrique (IEF) pour ensuite procéder à l’immuno-détection en gouttes des différentes fractions. Une méthode d’IEF en capillaire a été développée et a permis la séparation des peptides Aβ 1-40, Aβ 2-40 et Aβ 5-40 ainsi que leur collecte dans des solutions individuelles. Ces solutions de collectes ont été analysées par Elisa sur particules magnétiques. L’immuno-essais a permis de déterminer la distribution des peptides dans les différentes collectes. Ces analyses ont d’abord été réalisées en « batch » où les particules magnétiques sont en suspension dans une solution non-confinée. Ensuite, un dispositif permettant de réaliser des immuno-essais en gouttes a été utilisé. Cette plateforme a été adaptée et optimisée pour le dosage des peptides Aβ 1-40 et Aβ 1-42 standard en vue de doser ces peptides dans le LCR et d’étendre l’analyse aux autres peptides (Aβ 2-40 et Aβ 5-40). D’autre part, une partie de la thèse a été dédiée à un travail sur micro-puce en vue de la conception d’un microsystème d’analyse totale intégrant en ligne les trois étapes majeures (séparation, compartimentalisation, immuno-détection en gouttes) de la plateforme d’analyse recherchée. Pour cette partie nous avons choisi le THV Dyneon qui a déjà servi au transport de bio-molécules en gouttes. Une première étude a consisté pour la première fois à réaliser des séparations électrocinétiques de protéines et de fluorophores hydrophobes dans les puces en THV Dyneon en utilisant deux modes de séparation (ECZ et NACE, respectivement). Ceci a permis de démontrer que ce nouveau matériau constitue un candidat prometteur pour le futur microsystème couplant séparation et compartimentalisation en gouttes. Une dernière étude a consisté au développement d’une méthode de marquage des peptides amyloïdes par un nouvel agent fluorescent, le Chromeo P540, particulièrement adapté pour des analyses IEF. Cet agent de marquage permettra de détecter les peptides durant la conception de l’interface de couplage (IEF/gouttes). / Emerging droplet-based microfluidic platform provide new opportunities to develop complex immunoassay with low sample consumption. This manuscript is dedicated on the development of an analytical platform for isoelectric focusing of amyloid peptides followed by their detection by immunoassay droplet-based microfluidic platform. A capillary isoeletric focusing method was developed first and allowed separation and collection of Aβ 1-40, Aβ 2-40 and Aβ 5-40 peptides in individual solutions. The fractions collected were analyzed off-line by Elisa on magnetic beads in batch-wise. This immune-detection allows the determination of peptide distribution in the different fractions collected. Then, we used a droplet-based microfluidic platform for immunoassay on magnetic beads. This platform was adapted and optimized to quantify standard Aβ 1-40 and Aβ 1-42 peptides. The next step will rely on the quantification of amyloid peptides on cerebrospinal fluid. In parallel, a study dedicated on microchip analyses to design a total-analysis-system has been performed. The final purpose is to integrate on-line three main steps; separation, compartmentalization and immune-detection in droplet. For this study, THV Dyneon has been chosen since this material was also used for the droplet-based microfluidic platform. A first study demonstrated for the first time electrokinetic separation, of biomolecules (proteins) and hydrophobic dyes in Dyneon THV chip using two separations modes (CZE and NACE respectively). This work highlighted the THV Dyneon micro-chip versatility. We can concluded that this new material is promising for further development dedicated to micro system combining separation and compartmentalization in droplet. A last work aimed to develop a labeling method for amyloid peptides with a new dye, the Chromeo P540, which is adapted for isoeletric focusing (IEF) analysis. This dye will allow peptides monitoring during the development of IEF/droplet interface.