L’autisme est un trouble envahissant du développement défini uniquement sur des critères comportementaux et l’âge d’apparition. Le X fragile est une pathologie d’origine monogénique dont 15-25% des patients présente le diagnostique complet de l’autisme et dont de nombreux symptômes chevauchent avec l’autisme. Une souris Fmr1 KO a été créée et validée comme modèle pour le X fragile. A l’instar de la variabilité des phénotypes du X fragile chez l’humain, les données préliminaires montrent que la mutation nulle Fmr1 chez la souris interagit avec l'arrière fond génétique. Les travaux présentés visaient à déterminer les caractéristiques autistiques exprimées par les souris Fmr1 KO, ainsi que l’interaction de la mutation nulle avec le fond génétique (souches C57BL/6J, FVB.129P2tm1Cgr /J et leurs hybrides). Les résultats de ces travaux montrent notamment que les souris Fmr1 KO présentent un évitement initial d’approche sociale, des altérations principalement qualitatives des vocalisations, de l’hyperactivité et une augmentation de l’activité diurne. La mutation interagit avec le fond génétique et les résultats actuels indiquent que les KO de fond FVB.129P2tm1Cgr /J ont le phénotype le plus marqué. / Autism is a pervasive developmental disorder defined by behavioural criteria and age of onset. Fragile X is a disorder due to the silencing of the Fmr1 gene. About 15-25% of Fragile X patients are diagnosed as autistic and many symptoms overlap between the two disorders. A mouse Fmr1 KO was created and validated as a model for Fragile X Syndrome. Preliminary data also show that the null mutation interacts with the genetic background. The work presented in this thesis aimed to determine the autistic features expressed in Fmr1 KO mice, as well as the influence of the genetic background (C57BL/6J and FVB.129P2tm1Cgr/J strains, and their reciprocal hybrids) on the expression of the Fmr1 mutation. Our results show an initial inhibition of social approach in Fmr1 KO mice and a qualitative alteration of ultrasonic vocalizations in isolated pups, as well as an increase in activity, especially during the diurnal period. The Fmr1 mutation interacts with the genetic background and the results indicate that KO on the FVB.129P2tm1Cgr/J background show the most marked phenotype.

Les Malformations Artérioveineuses sont des lésions vasculaires évolutives. Elles peuvent avoir des conséquences neurologiques lourdes liées au risque hémorragique élevé qui est leur mode de révélation le plus fréquent. Le développement de meilleurs outils d’imagerie a beaucoup amélioré le diagnostic de ces lésions et a permis une meilleure compréhension de leur interaction avec le tissu cérébral. Néanmoins, Leur 4eme dimension et leur évolution restent encore obscures.Par ailleurs, les traitements actuels (embolisation, microchirurgie, chirurgie stéréotaxique) sont associés à des risques de morbidité et mortalité importants.Pour ces raisons, nous avons travaillé sur un traitement potentiel peu invasif: des agents antiangiogéniques. Un modèle porcin simplifié a été élaboré consistant en l’occlusion unilatérale de l’artère carotide primitive et externe par voie endovasculaire. Ce modèle a présenté des preuves d’angiogénèse et des modifications anatomopathologiques proches de celles des MAVc humaines. Le Bevacizumab, un anticorps monoclonal pour le VEGF, a été administré in situ sur ce modèle. Les résultats ont montré que l’agent antiangiogénique altère l’angiogénèse sur les specimens histologiques. L’épaisseur de la paroi des vaissaux a été stabilisée après l’injection de Bevacizumab mais le volume des retia est demeuré identique montrant que le volume dépend de l’angiogénèse mais probablement également du flux / Brain arteriovenous malformations are dynamic, evolving vascular lesions. They present high morbidity rates due to hemorrhagic presentation that is the most frequent symptom at onset and potentially high mortality rates .Up to date imaging techniques has greatly facilitated the diagnosis of these lesions and the better understanding of their relation to adjacent brain tissue. However, it remains still a challenge to define their four dimensional nature and its consequences, a fact that can actually optimize their treatment. Embolization, surgery and stereotactic radiosurgery that are currently used in the treatment of AVMs carry also significant morbi-mortality risks. For this reason, a potential minimally invasive treatment with antiangiogenic agents was tested. A swine model was firstly created using the animal’s rete mirabile and performing an endovascular occlusion of one common and external carotid artery. This simplified model presented evidence of angiogenesis and histologic findings that are also observed in human AVMs compared to a control group. Secondly, Bevacizumab that is a monoclonal antibody to vascular endothelial growth factor, was in situ administered on this model. The results showed that the antiangiogenic agent tampered angiogenesis on histologic samples by stabilizing the wall thickness of the arteries but it did not have any effect on volume that is probably depending on flow and not only on angiogenesis.

La fonction du ventricule droit est un déterminant majeur de la capacité fonctionnelle et du pronostic dans l’hypertension pulmonaire. La survenue dans ce contexte d’une insuffisance cardiaque droite requérant un support inotrope est associée à un taux de mortalité supérieur à 40%. Les déterminants cellulaires et moléculaires du découplage entre le coeur droit et la circulation artérielle pulmonaire sont méconnus, d’autant qu’il existe une grande hétérogénéité fonctionnelle parmi les patients soumis au même niveau de résistances vasculaires pulmonaires.Dans une première étude expérimentale, nous avons mis évidence à partir d’un modèle porcin d’hypertension pulmonaire chronique que les indices fonctionnels systoliques du ventricule droit mesurés en échocardiographie sont davantage corrélés au couplage ventriculo-artériel qu’à la performance contractile propre du ventricule droit. La réponse du ventricule droit à l’exercice ou à un stress pharmacologique a été peu documentée jusqu’à présent dans l’hypertension pulmonaire. Apartir de notre modèle porcin, nous avons montré que l’altération de la réserve contractile du ventricule droit est fortement associée au découplage ventriculo-artériel. La réserve contractile pourrait être un marqueur sensible et précoce de dysfonction ventriculaire droite. Dans une troisième étude, nous montrons la relation forte entre le couplage ventriculo-artériel et la plasticitéhémodynamique, fonctionnelle et moléculaire du ventricule droit dans un contexte de surcharge de pression chronique. Les variations d’expression de l’isoforme β de la chaîne légère de la myosine cardiaque pourraient déterminer l’efficacité du travail cardiaque droit. Nous avons par ailleurs constaté expérimentalement chez le rat que le remodelage géométrique et fonctionnel du ventricule droit en condition de surcharge barométrique chronique est associé à une infiltration macrophagique dumuscle cardiaque droit.Nos résultats physiopathologiques pourraient permettre une meilleure stratification des patients souffrant d’hypertension pulmonaire chronique. Ces mécanismes pourraient par ailleurs constituer autant de cibles thérapeutiques pour optimiser la fonction cardiaque droite lorsque la postcharge du ventricule droit n’est pas complètement corrigée, d’autant que les thérapies vaso-actives pulmonaires usuelles auraient des effets directs controversés sur le remodelage du ventricule droit. / Right ventricular function is a major determinant of functional capacity and prognosis in pulmonary hypertension. Right heart failure related to pulmonary hypertension is associated with a mortality rate up to 40% when inotrope support is necessary. Cellular and molecular determinants of right ventricular-pulmonary arterial coupling are misunderstood, while a wide functional range is remarkable among patients sharing the same degree of pulmonary vascular resistance.In a first experimental study, we showed from a porcine model of chronic pulmonary hypertension that usual non-invasive indices of right ventricular function are rather associated with ventricular-arterial coupling than with contractility. Right ventricular response to exercise or to pharmacological stress has been poorly reported in pulmonary hypertension. In our piglet model, we showed that impairment of right ventricular contractile reserve is strongly associated with ventricular-arterial uncoupling. Rightventricular reserve might be a sensitive marker of early ventricular dysfunction. In a third study, we highlighted that a strong relationship between ventricular-arterial coupling and functional and molecular plasticity of the pressure overloaded right ventricle. Gene expression of the beta-myosin heavy chain may be related to right heart efficiency. We also oberved experimentally in rats that structural and functional remodeling of the pressure overloaded right ventricle is associated withmacrophagic infiltration in the myocardium.Our pathophysiologic results could improve patient’s stratification in chronic pulmonary hypertension.These mechanisms may represent innovative targeted therapies to improve right ventricular function despite persistent elevated afterload.

La douleur neuropathique est un syndrome secondaire à une maladie ou à une lésion affectant le système nerveux somatosensoriel. Environ 30% des patients souffrant de douleurs neuropathiques présentent des troubles de l’humeur. Les causes biologiques de ces comorbidités ne sont pas clairement établies. Grâce à l’utilisation d’un modèle murin de douleur neuropathique, nous avons cherché à comprendre l’apparition des conséquences émotionnelles de cette douleur. Pour cela, nous avons cherché à identifier des régions cérébrales impliquées dans les différentes composantes et conséquences de la douleur ainsi que les modifications moléculaires y prenant place. Nous avons mis en évidence une ségrégation corticale de la douleur avec l’intégration de la composante sensorielle par le cortex insulaire postérieur d’une part et l’intégration de la composante aversive et des conséquences émotionnelles par le cortex cingulaire antérieur d’autre part. Nous avons ensuite montré l’implication de la protéine MKP-1 dans l’expression des comportements de type anxiodépressif dans notre modèle. / Neuropathic pain is defined as a pain caused by a lesion or disease of the somatosensory nervous system. Around 30% of neuropathic pain patients develop mood disorders. The biologic bases of these comorbidities are not clearly established. Using a murine model of neuropathic pain, we tried to understand the emotional consequences of neuropathic pain. Thus, we identified cerebral regions involved in the different components of pain and molecular modifications taking place in these regions. We showed a cortical separation of the pain experience with on one hand the integration of the sensory component of pain in the posterior insular cortex and on the other hand the integration of the aversive component and the emotional consequences of pain in the anterior cingulate cortex (ACC). Looking at the molecular modifications in the ACC, we showed that MKP-1, a protein able to dephosphorylate the MAPK, is involved in the development of pain-related mood disorders in our model of neuropathic pain.

La dépression majeure (DM) est une pathologie complexe et hétérogène associée avec des altérations du réseau cérébral, une dérégulation de l’axe hypothalamus-pituitaire-surrénales et avec des déficits de la neurogenèse adulte hippocampique (NHA). De nombreuses évidences pointent sur l’implication de la NHA dans les troubles de l’humeur et les troubles anxieux, ce qui a conduit à la formulation de l’ « hypothèse neurogénique », laquelle postule que des neurones néo-formés dans l’hippocampe du sujet adulte sont impliqués dans l’étiologie et dans l’efficacité du traitement de la DM. L’objectif de cette étude a été de déterminer le rôle des neurones formés à l’âge adulte après que les animaux aient été exposés à un stress ainsi que les mécanismes sous-jacents. Nos résultats suggèrent que l’augmentation de la neurogenèse est suffisante pour estomper les effets d’un stress chronique au niveau comportemental et hormonal, et donc pour induire un effet de type antidépresseur, comportementalement et physiologiquement. Les effets surviennent sans doute via le noyau du lit de la strie terminale antéro-dorsale. / Major depressive disorder (MDD) is a complex and heterogeneous disorder hypothesized to be associated with alterations in brain circuitry, dysregulations of the hypothalamic–pituitary–adrenal axis and impairments in adult hippocampal neurogenesis (AHN). Multiple lines of evidence point to the involvement of AHN in mood and anxiety disorders, leading to the formation of the “neurogenesis hypothesis”, which postulates that adult-born hippocampal neurons are involved in the etiology and treatment efficacy of MDD. The purpose of this study was to determine the role of adult-born neurons after the onset of stress exposure and the mechanism that underlies the observed results. Our results suggest that increasing neurogenesis is sufficient to buffer against the effects of chronic stress on certain behavioral and endocrine levels and thus to display antidepressant-like effects, both behaviorally and physiologically. Adult-born neurons might have exerted some of their effects via the anteromedial division of the bed nucleus of the stria terminalis (BSTMA).

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Cryptococcus neoformans var. grubii est responsable de la majeure partie des infections au Cryptococcus chez les individus infectés au VIH-1. Cryptococcus gattii infecte généralement les personnes immunocompétentes. Afin de comprendre les mécanismes responsables de la susceptibilité différentielle de ces espèces lors de l’infection au VIH-1, nous avons établi et caractérisé un modèle novateur de la cryptococcose chez des souris transgéniques (Tg) CD4C/HIVMutA exprimant des gènes du VIH-1, et qui développent une maladie similaire au SIDA. Les objectifs sont de démontrer une différence significative au niveau de la survie, de la réponse inflammatoire et du recrutement cellulaire pulmonaire en fonction de la présence du transgène et de l’espèce de Cryptococcus inoculée. Des analyses de survie, d’histopathologie et de cytométrie en flux sur les populations cellulaires pulmonaires ont été effectuées. Les souris Tg infectées avec C. neoformans H99 ou C23 ont démontré une survie réduite et une augmentation de la dissémination comparativement aux souris non-Tg, contrairement aux souris Tg infectées au C. gattii R265 ou R272. L’examen histopathologique des poumons de souris Tg infectées au H99 a montré une faible réponse inflammatoire, contrairement aux souris non-Tg. Pour la souche R265, il y avait une très faible réponse inflammatoire chez les deux types de souris. Enfin, l’étude des populations cellulaires du poumon a révélé chez les souris Tg une augmentation des pourcentages de macrophages interstitiels et de cellules polymorphonucléaires, ainsi qu’une diminution des lymphocytes T CD4+ et CD8+, indépendamment de l’infection au Cryptococcus. Ce modèle novateur représente donc un outil très pertinent pour l’étude de l’immunopathogenèse de la cryptococcose dans le contexte du VIH. / Cryptococcus neoformans var. grubii is the most frequent cause of AIDS-associated cyptococcosis worldwide, in sharp contrast to Cryptococcus gattii which usually infects immunocompetent individuals. To understand the mechanisms which cause differential susceptibility to these cryptococcal species in HIV infection, we established and characterized a novel model of cryptococcosis in CD4C/HIVMutA transgenic (Tg) mice expressing HIV-1 gene products and developing an AIDS-like disease. The objectives are to demonstrate significant differences in survival, inflammatory response and lung cell recruitment in Tg mice compared to non-Tg mice when inoculated with different species of Cryptococcus. Tg mice infected with C. neoformans strains H99 or C23 consistently displayed reduced survival and an increase of systemic dissemination compared to non-Tg mice, in contrast with Tg mice infected with C. gattii strains R265 or R272. Histopathologic examination of lungs of Tg mice infected with H99 showed a minimal inflammatory cell response, in contrast with the non-Tg mice infected with H99. In the case of R265, both types of mice failed to induce a strong inflammatory response. Finally, expression of the HIV-1 transgene increased the percentage of pulmonary interstitial macrophages and polymorphonuclear cells, while reducing CD4+ and CD8+ T-lymphocytes, independently of cryptococcal infection. This model therefore provides a powerful new tool to further investigate the immunopathogenesis of cryptococcosis in the specific context of HIV-infection.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les pathologies dépressives se caractérisent par des symptômes hétérogènes impliquant de nombreuses régions cérébrales. L'une d'entre elles, l'hippocampe, est le siège d'un processus physiologique, appelé neurogenèse, qui, chez l'adulte, serait impliqué dans l'étiologie de la dépression et la réponse au traitement antidépresseur.L'objectif de ce travail a été d'étudier le rôle des 4 étapes du processus de neurogenèse hippocampique dans l'action des antidépresseurs dans un modèle physiopathologique de la dépression, chez la Souris adulte.

L'endométriose concerne 8 à 10% des femmes en âge de procréer et est responsable de douleurs pelviennes chroniques et d'infertilité. Seule l'exérèse chirurgicale des lésions permet un traitement curatif de la maladie. Dans le cas de l'endométriose profonde avec atteinte rectale la chirurgie est extensive et associée à une morbidité significative. Les traitements médicaux reposent sur une hormonothérapie visant à bloquer la fonction ovarienne dont l'effet n'est que suspensif et transitoire. Il n'existe à ce jour aucun traitement ciblant les mécanismes à l'origine de la maladie. L'objectif de notre travail était d'explorer différents mécanismes potentiellement impliqués dans le développement de la maladie et d'identifier des molécules capables d'intervenir sur ces mécanismes. Dans un premier temps nous avons exploré le phénotype hyperprolifératif des cellules endométriosiques profondes et cherché un lien avec différentes voies métaboliques impliquées dans la prolifération cellulaire telles que le stress oxydant, la voie ERK et la voie Akt. Dans un deuxième temps, nous avons exploré le recrutement des cellules endométriales au sein de la cavité péritonéale au travers de l'interaction CXCR4-CXCL12. Des cultures cellulaires ont été réalisées à partir de prélèvements humains de nodules endométriosiques profonds, d'endomètre eutopique et d'endomètre sain. Des lames histologiques ont été préparées à partir de nodules endométriosiques profonds. Des prélèvements de liquide péritonéal de femmes endométriosiques et de témoins ont été congelés. La prolifération cellulaire a été étudiée par incorporation de thymidine tritiée. La production des FRO a été évaluée par spectrofluorimétrie. La voie ERK a été évaluée par western blot, ELISA et immunohistochimie. La voie Akt été évaluée par western blot et immunohistochimie. Nous avons montré un phénotype hyperprolifératif des cellules endométriosiques profondes en rapport avec une activation de la voie ERK par le biais du stress oxydant et à une activation de la voie Akt. Nous avons montré qu'un anti-oxydant (NAC), un inhibiteur de protéines kinases (A771726), un inhibiteur de Raf (sorafenib), un inhibiteur de mTOR (temsirolimus), un agoniste des cannabinoïdes (WIN 55212-2) et un anti-métabolite (5-FU) pouvaient contôler la prolifération des cellules endométriosiques profondes in vitro et la progression de nodules endométriosiques profonds implantés dans des souris Nudes. L'interaction CXCR4-CXCL12 a été étudiée par western blot, analyse de migration, cytométrie de flux et ELISA. Nous avons montré une attraction spécifique des cellules endométriosiques profondes sur-exprimant le CXCR4 par la chimiokine CXCL12 présente en quantité accrue dans le liquide péritonéal des femmes endométriosiques. En conclusion, nous avons montré que le traitement médical de l'endométriose pouvait être non hormonal et que le stress oxydant, la voie ERK et la voie Akt constituaient de nouvelles pistes thérapeutiques à évaluer dans le cadre d'essais cliniques. Nous avons également montré comment la modification constitutive des cellules de l'endomètre eutopique pouvait favoriser leur recrutement dans la cavité péritonéale.