Le diabète de type 2, l’hypertension artérielle ou encore l’obésité sont des termes devenus d’actualité, lesquels, regroupés sous le terme de syndrome métabolique, font l’objet d’une recrudescence sans précédent à travers le globe. Face à cette hausse volontiers qualifiée d’épidémie, de nombreuses études tant expérimentales que cliniques, ont mis en évidence la corrélation entre un retard de croissance intra-utérin (RCIU) et la survenue du syndrome métabolique. Ces observations ont donné naissance au concept de « programmation fœtale » couramment utilisé sous l’acronyme DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease). Afin de rétablir une croissance staturo-pondérale idéale, le néonatologiste a couramment recours à des laits enrichis pour les nouveau-nés RCIU. A l’aide d’un modèle animal de dénutrition maternelle périnatale, le modèle Food-Restricted 50% (FR50), nous avons tenté de mettre en évidence l’impact de la nutrition maternelle sur la lactation ainsi que sur les programmations métaboliques de la descendance mâle à l’âge adulte. Ce modèle est connu pour induire un RCIU chez la descendance dénutrie grâce à une restriction calorique de 50% pendant la dernière semaine de gestation jusqu’au sevrage de la portée. Nous avons émis l’hypothèse dans un premier temps qu’une modification de la trajectoire de croissance postnatale pourrait être délétère à long terme et sensibiliser la descendance RCIU au développement d’un syndrome métabolique à l’âge adulte ; et dans un second temps que la dénutrition maternelle modifie la composition du lait en termes de qualité et/ou de quantité. Ainsi, par la combinaison d’approches pluridisciplinaires, nous avons montré que le rattrapage de croissance des ratons RCIU allaités par une ratte contrôle semble être bénéfique à long terme sur la tension artérielle, l’activité locomotrice, l’intolérance au glucose, l’hyperleptinémie et d’autres paramètres morphométriques et métaboliques. A l’inverse, les ratons normotrophes allaités par une mère dénutrie présentent pour la plupart des paramètres étudiés, un phénotype similaire à celui des FR50. En regard de la composition du lait, nous avons mis en évidence une réduction des concentrations de leptine et de sérotransférrine dans le lait FR50, ainsi qu’une altération des profils glucidiques et lipidiques. L’ensemble de ces données suggèrent que la dénutrition maternelle impacte fortement le capital santé de sa descendance mais qu’une alimentation saine pendant la lactation, via la restauration d’une cinétique de croissance optimale, semble nettement atténuer la sensibilité qu’ont les nouveau-nés RCIU à développer un syndrome métabolique. / Type 2 diabetes, hypertension or obesity are terms become relevant, which are grouped under the term metabolic syndrome, are subject to an unprecedented upsurge across the globe. Faced with this increase readily called an epidemic, many experimental and clinical studies have shown a correlation between intrauterine growth restriction (IUGR) and the occurrence of metabolic syndrome. These observations have led to the concept of \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"fetal programming\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" commonly named by the acronym DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease). To restore an ideal height and weight growth, the neonatologist commonly used in enriched milk for newborns IUGR. Using an animal model of maternal perinatal undernutrition, the Food- Restricted 50 % (FR50) model, we have tried to highlight the impact of maternal nutrition on lactation and on metabolic programming of adult male offspring. This model is known to induce IUGR in undernourished offspring through caloric restriction of 50% during the last week of gestation until weaning of the litter. We hypothesized initially that a change in the trajectory of postnatal growth could be detrimental in the long term and raise the IUGR offspring development of metabolic syndrome in adulthood, and in a second time maternal undernutrition alters milk composition in terms of quality and / or quantity. Thus, by combining multidisciplinary approaches, we have shown that catch-up growth of IUGR rat pups nursed by a control rat appears to be beneficial in the long -term for blood pressure, locomotor activity, glucose intolerance, hyperleptinemia and other morphometric and metabolic parameters. In contrast, normotrophes pups nursed by a malnourished mother present for most of the parameters studied, a similar phenotype to which of FR50. In view of the composition of milk, we have demonstrated a reduction in leptin concentrations and serotransferrin in FR50 milk, and altered carbohydrate and lipid profiles. Taken together, these data suggest that maternal undernutrition strongly impacts the health capital of his descendants, but a healthy diet during lactation, via the restoration of optimal growth kinetics , seems much less sensitivity IUGR infants to develop metabolic syndrome.

Un substitut fiable est nécessaire après résection circonférentielle étendue de la trachée. La transplantation trachéale (TT) s’est heurtée à l’impossibilité d’une revascularisation directe et au rejet. Ayant démontré chez l’animal la faisabilité du remplacement trachéal (RT) par allogreffe aortique (AA) sans immunosuppression, nous avons conduit une étude clinique à partir de 2005. Six patients atteints de cancer étaient inclus (27% des cas de la littérature) ; actuellement 3 sont en vie et en rémission (suivi moyen 81 mois). Cependant, contrairement à l’animal, nous n’avons pas observé chez l’homme de régénération trachéale des greffons, probable conséquence de leur ischémie initiale. Pour résoudre ce problème, nous avons conduit 5 séries d’investigations sur modèle lagomorphe : Etude de l’efficacité de l’enveloppement fascial (EF) sur la néo angiogenèse de l’AA. EF appliqué à un greffon composite (AA entourée d’anneaux cartilagineux allogéniques). RT avec ce greffon.Quarante neuf lapins étaient donneurs et 74 étaient receveurs de sexe opposé. Il n’y avait pas d’immunosuppression. Lors des EF, les greffons étaient enveloppés dans un lambeau de fascia latéro-thoracique, puis implantés sous la peau. Lors des RT et TT en 2 temps, la résection de la trachée du receveur était suivie d’une rotation au cou du greffon enveloppé, qui était suturé à la trachée native. Lors des RT en 1 temps, le greffon était directement interposé après résection de la trachée du receveur. Les lapins ont été suivis jusqu’au décès ou sacrifiés. Les études microscopiques, la détection des chromosomes X et Y (FISH) et des cellules en apoptose (APOSTAIN) ont permis d’étudier la revascularisation, la viabilité et le rejet des greffons.L’EF de l’AA (n=19) a permis de construire un nouvel organe tubulé et revascularisé. La FISH a démontré la migration de cellules de l’hôte au sein de l’AA, et la persistance de cellules du donneur, témoignant d’une ischémie minimale après EF. Mais ce greffon n’avait pas la rigidité requise pour un RT.• L’EF du greffon composite (n=9) a permis de construire un substitut trachéal rigide, à la structure cartilagineuse préservée. • Après RT avec greffon composite (n=10) les lapins sont décédés d’obstruction de la voie aérienne. Sept greffons sur 10 avaient une rigidité satisfaisante par calcification des cartilages, mais tous présentaient des lésions ischémiques (résultats insuffisants pour une application clinique).• Après EF, les segments d’ATDC (n=13) étaient viables. L’infiltration inflammatoire était minime, sans lymphocyte. L’apoptose observée évoquait une réaction de rejet à minima.• Après TT par longs segments d’ATDC (n=7), 6 lapins sont décédés de sténose par prolifération endoluminale fibroblastique de J3 à J48. Après TT par segments courts (n=7), 3 lapins sont décédés et 4, sacrifiés de J33 à J220, présentaient une perméabilité et une morphologie normale du greffon. Tous les greffons, présentaient des signes de néo angiogenèse. L’infiltration inflammatoire était variable, sans lymphocyte. Les cartilages se calcifiaient, de 90% à 100% après 30 jours. Enfin, la régénération épithéliale était observée dès J20. [...] / After extended circumferential resection of the trachea, a reliable substitute is needed. Tracheal transplantation (TT) failed because of impossibility for direct revascularization, and rejection. On the other hand, our animal studies have demonstrated the feasibility of tracheal replacement (TR) with aortic allografts (AA). Since 2005, we performed this procedure in 6 cancer patients (accounting for 27% of cases in the available literature), and 3 are alive with no evidence of disease (mean follow-up: 81 months). The graft of patients did not display, however, cartilage regeneration as shown in animal models, possibly due to critical ischemia prior to neoangiogenesis. To solve this issue, investigations were conducted in rabbit models: • Study of the efficacy of the lateral thoracic fascial flap wrap (FW) for neoangiogenesis of AA. FW applied to a composite graft (AA with external cartilage-ring support). Staged TR using the composite graft.FW applied to segments of tracheal allograft, epithelium-denuded and cryopreserved to reduce immunologic reaction. Staged, and then direct TT using these tracheal segments.Forty-nine rabbits were used as donors and 74 sex-mismatched as recipients. No immunosuppressive therapy was given. During FW, grafts were wrapped using a lateral thoracic fascial flap, and then implanted under the skin of the chest wall. During staged TR or TT, tracheal resection was followed by rotation of the flap-wrapped graft to the neck, and anastomosis to the native trachea. During direct TT, the allograft segment was interposed between the stumps of the resected trachea.Rabbits were followed-up to death or sacrifice. Microscopic examination, FISH analysis for detection of both X and Y chromosomes, and detecting apoptotic cells (APOSTAIN), were used to study the morphology, revascularization, viability, and determine rejection. The FW applied to AA (n=19) ensured the construction of a novel well-vascularized tube-shaped organ. FISH analysis showed migration of recipient cells into the AA, and persistence of normal cells from the donor suggestive of minimal ischemia. This construct, however, did not show stiffness sufficient to ensure TR. • The 9 animals in which FW was applied to composite graft showed a rigid tracheal substitute with preserved histological structure of cartilages.• The 10 rabbits undergoing TR with this composite graft died of central airway obstruction. Despite severe ischemic lesions, satisfactory graft stiffness was shown in 7 out of 10 animals, due to cartilage calcifications. The results did not allow, however, the use of the construct in the clinical setting.• The 13 animals in which FW was applied to epithelium-denuded-cryopreserved tracheal segments maintained viability. The inflammatory reaction was minimal, with no lymphocytes. Apoptosis events were suggestive of minimal immunological response.• The results of TT using long segments of epithelium-denuded-cryopreserved allografts were disappointing, since 6 rabbits sustained a graft stenosis because of intraluminal fibroblastic proliferation. Of 7 rabbits undergoing TT with short segments, 4 were euthanized between 33 and 220 days. They showed patency and satisfactory strain abilities of their graft due to cartilage calcification deposits; and microscopically, neoangiogenesis, non-specific inflammatory infiltrate with no lymphocytes and satisfactory epithelial cell ingrowths from day 20 [...]

La néosporose bovine est une maladie infectieuse causée par le parasite protozoaire Neospora caninum dont la principale manifestation clinique est l’avortement. Les moyens de lutte contre la néosporose sont aujourd’hui limités et aucun traitement prophylactique n’est efficace, rendant indispensable le developpement d’un vaccin. Dans le cadre de cette thèse, des modèles de néosporose murine et ovine ont, dans un premier temps, été développés et ont permis de reproduire efficacement l’infection avec des signes cliniques identiques à ceux observés chez l’hôte naturel. Dans un second temps, la souche vaccinale Neo Ncmic1-3 KO (NeoKO) développée par VitamFero a été caractérisée. La souche a démontré une forte atténuation de sa virulence in vivo tout en conservant son pouvoir immunogène lui permettant d’induire des réponses immunitaires cellulaires de type TH1 après injection chez la souris. Enfin, cette souche vaccinale a démontré une efficacité de plus de 80% à prévenir la transmission verticale de N.caninum dans un modèle de néosporose murine congénitale exogène et à prévenir les avortements infectieux (efficacité de 70%) dans un modèle ovin de néosporose exogène. / Bovine neosporosis is an infectious disease caused by the protozoan parasite Neospora caninum. The main clinical manifestation is abortion. Means of fighting against neosporosis are limited and no prophylactic treatment is effective. Consequently, the development of a new vaccine is essential. In the first part of this thesis, murine and ovine models of neosporosis have been developed. These animal models reproduce the infection with clinical signs similar to those observed in natural hosts. Secondly, Neo Ncmic1-3 KO (NeoKO) strain developed by VitamFero was characterized. A significant attenuation of virulence was observed in mice retaining immunogenicity and ability to induce a specific Th1 immune response. Finally, this vaccine strain protects from vertical transmission of N.caninum with a rate of 80% in congenital murine model of exogenous neosporosis and protects against infectious abortion of neosporosis with a rate of 80% in ovine model of exogenous neosporosis.

Chez les mammifères, il est connu que l'oviducte est un organe responsable du transport et de l'entreposage des gamètes. Parallèlement, il fournit un milieu propice à la maturation, la fécondation et au développement précoce de l'embryon. La prostaglandine E2 (PGE2) joue plusieurs rôles au niveau de la reproduction femelle tant au niveau de l'ovulation, de la lutéinisation, de la fécondation et de la parturition. Toutefois ses actions demeurent méconnues au niveau de l'oviducte. Les enzymes impliquées dans la production de PGE2 à partir de l'acide arachidonique sont les cyclooxygénases (COX) et les prostaglandines E synthétases (PGES). Deux COX et trois PGES ont été identifiées chez la vache. Nous avons donc étudié les enzymes de biosynthèse de PGE2 le long de l'oviducte bovin pendant son cycle oestral. Nos résultats montrent un patron d'expression spécifique des différentes enzymes impliquées dans la production de PGE2.

La maladie d'Alzheimer (MA) est la forme de démence la plus commune. Cette maladie neurodegenerative reliée à l'âge est caractérisée par des pertes de mémoire ainsi qu'une diminution des facultés de planification et de pensée. À ce jour, aucun traitement efficace n'est disponible pour ralentir ou arrêter l'évolution de la maladie. Selon la théorie de la cascade amyloïde, cette maladie, d'apparition héréditaire ou spontanée, serait causée par une accumulation de protéines bêta-amyloïde (Aβ) dans le cerveau des patients. La présence d'oligomères Aβ solubles serait hautement associée à l'accumulation d'enchevêtrements neurofîbrillaires ainsi qu'à une réaction inflammatoire importante. Les microglies sont reconnues comme les cellules immunitaires du cerveau. Pendant la MA, ces cellules sont reconnues pour produire des cytokines pro-inflammatoires et des molécules nocives pour les neurones. Ces cellules seraient cependant très importantes pour l'élimination de l'Aβ par phagocytose et pourrait alors être bénéfiques en empêchant l'évolution de la MA. Une meilleure compréhension des molécules impliquées dans l'activation des cellules microgliales contre les protéines Ap pourrait permettre le développement de nouveaux traitements contre la MA. Nous avons donc démontré que les cellules microgliales exprimaient le Toll-like receptor 2 (TLR2) en réponse à l'Aβ. De plus, plusieurs évidences démontrent aussi que ces récepteurs seraient très importants pour l'élimination de l'Aβ. Nous avons ici utilisé un modèle murin de MA pour démontrer l'importance du récepteur TLR2 ainsi que de la voie de signalisation intracellulaire dépendante de la protéine adaptatrice MyD88 dans l'évolution de la MA. L'importance de l'expression de ces protéines dans les cellules microgliales infiltrant le cerveau chez l'adulte a aussi été démontrée par la production de souris chimériques et par les techniques de thérapie génique, c'est-à-dire par la transduction de cellules de la moelle osseuse par un vecteur lentiviral. Ces résultats ont été obtenus dans le but de connaître davantage l'activation microgliale et l'élimination de l'Aβ du cerveau. Dans un avenir rapproché, ces connaissances nous permettront de moduler le système immunitaire des patients atteints de cette maladie dans le but d'arrêter ou du moins de ralentir sa progression.

Des études cliniques concluent que les oestrogènes induisent des effets modulateurs dans le cerveau et des études expérimentales faites par notre laboratoire démontrent que le 17β-oestradiol a des effets bénéfiques dans des modèles animaux du Parkinson. La recherche est en cours pour trouver des nouveaux composés oestrogéniques comme agents neuroprotecteurs au cerveau pour prévenir ou combattre la maladie de Parkinson. Une perte de la dopamine (DA) striatale observée suite a une lésion avec la neurotoxine l-méthyl-4-phényl-l, 2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP) chez la souris, le 17β-oestradiol prévient cette perte et cet effet neuroprotecteur peut impliquer les récepteurs oestrogéniques alpha et beta (ERα et ERβ). Les mécanismes impliqués devraient être davantage étudiés et font l'objet de cette thèse. Les résultats de cette recherche montrent que l'absence des ERs induit des changements dans les niveaux des stéroïdes sanguins, des transporteurs dopaminergiques et par conséquence la susceptibilité des neurones au MPTP. La réponse au traitement avec le 17β-oestradiol, montre une spécificité dans diverses régions du cerveau. Les souris invalidées pour le ERα (ERKOα) avaient des niveaux élevés d'androgènes et le MPTP cause une diminution de la tyrosine hydroxylase chez les deux groupes ERKOs, les souris ERKOα sont plus sensibles au MPTP que les souris invalidées pour le ERβ (ERKOβ) comparativement aux souris sauvages. Donc, un rôle important des ERα et plus modéré des ERβ est observé au cerveau des souris mâles suite à une lésion au MPTP. Ceci se manifeste sur les concentrations de la DA et aussi sur les transporteurs (DAT et VMAT2) comme marqueurs de l'intégrité des terminaisons dopaminergiques nigro-striatales pré-synaptiques. De plus, les ERs induisent des effets neuroprotecteurs dans le cortex, le striatum et l'hippocampe en modulant les niveaux des récepteurs glutamatergiques NMDA NR1/NR2B et les récepteurs dopaminergiques DI et D2. Par conséquent, une répercussion se manifeste au niveau post-synaptique dans les voies de signalisation PDK/Akt et MAPK/ERK où seulement les souris ERKOβ avaient une augmentation de la signalisation Akt/GSK3β, ERK1/ERK2 avec la lésion au MPTP. Ces résultats démontrent que ces deux récepteurs oestrogéniques sont impliqués dans l'effet neuroprotecteur des oestrogènes.

La métastase est la cause principale de décès chez les individus atteints de tumeurs solides. Lors d'un criblage pan-génomique d’ARN interférence, 22 gènes candidats suppresseurs de métastase ont été identifiés (Gobeil et al., 2008). Parmi ceux-ci, le gène de la cathepsine O (Ctso) et celui de l’actine alpha des muscles lisses (Acta2), ont été choisis pour être caractérisés. Les résultats obtenus en faisant des études de perte de fonction par ARN interférence et de gain de fonction via une expression ectopique, suggèrent que Ctso et Acta2 sont impliqués dans l’adhésion et la migration et potentiellement dans la survie/croissance cellulaire ainsi que dans l’invasion des cellules tumorales. De plus, mes résultats démontrent que la protéine Ctso est secrétée par des cellules de mélanome murin, suggérant une fonction extracellulaire. Bien que ces résultats tendent à démonter l’implication de Ctso et Acta2 dans la métastase, d’autres études doivent être accomplies pour approfondir leur rôle.

Les gènes Hox codent pour des facteurs de transcription essentiels durant l’embryogénèse. Les études antérieures menées chez les femelles Hoxa5-/- ont démontré une désorganisation de la morphologie de leurs glandes mammaires se reflétant par une incapacité à allaiter leur progéniture. Ce travail consistait à déterminer le rôle du gène Hoxa5 dans la composition du stroma mammaire de femelles à quatre et dix mois et au 12.5ème jour de gestation. Pour cela cinq gènes ont été analysés, soient le collagène, la fibronectine, la décorine, le lumican et UCP-1 (Uncoupling protein 1). Les transcrits et protéines de ces gènes étaient modulés dans les glandes mammaires Hoxa5-/-. Il a été démontré que la fonction du gène Hoxa5 est nécessaire à quatre et à dix mois au cours du cycle œstral pour l’établissement et le maintien de l’intégrité du stroma mammaire, et au 12.5ème jour de gestation pour la différenciation terminale des structures épithéliales. / Hox genes encode transcriptional factors essential for embryogenesis. Previous studies on Hoxa5 mutant female mice have demonstrated a disorganization of the mammary gland morphology causing incapacity to feed the pups. This study consists to determine the implication of Hoxa5 gene in mammary stroma composition by using four and ten month old female mice as well as 12.5 days pregnant mice. Our investigation consists in analyzing the expression of five proteins: collagen, fibronectin, decorin, lumican, and UCP-1 (Uncoupling protein-1). Both transcript and protein genes’ levels were modulated in mammary gland of Hoxa5-/- mice. I have shown that Hoxa5 gene expression in mammary gland is necessary to establish and maintain stroma integrity during oestrus cycle in four and ten month old mice and for the terminal differentiation of mammary gland epithelial structures at 12.5 days of gestation.

La séparation maternelle néonatale (SMN) est une forme de stress qui dérègle le fonctionnement normal de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS) résultant en une élévation chronique du niveau de corticostérone (CORT) plasmatique du rat adulte. Cette élévation est spécifique au sexe et elle est exprimée uniquement chez le rat mâle. La SMN mène à d'autres conditions physiologiques comme l'augmentation du chemoréflexe à l'hypoxie par des mécanismes qui demeurent, à ce jour, inconnus. Ce mémoire vise à tester l'hypothèse selon laquelle, chez des rats normaux, l'augmentation chronique des niveaux de CORT plasmatique augmente la réponse ventilatoire à une hypoxic modérée (12% O2). Nos résultats indiquent qu'une élévation chronique de CORT augmente significativement la réponse ventilatoire du rat adulte. Tout en appuyant notre hypothèse, ces résultats suggèrent que l'augmentation chronique de CORT contribue au phénotype respiratoire observé auprès des rats SMN. / Early life exposure to a stressor such as neonatal maternal separation (NMS) disrupts the normal functioning of the hypothalamo-pituitary-adrenal axis (HPA) and results in chronic elevation of plasma corticosterone (CORT) levels in the adult rat. This elevation is sex-specific and occurs in males only. NMS alone has several functional outcomes including an increase in the hypoxic ventilatory response through mechanisms that remain unknown. In the study presented in this thesis, we hypothesized that chronic increase of CORT alone can amplify the ventilatory response to moderate hypoxia (12% O2) in normal adult rats. Results indicate that a chronic elevation of CORT does increase the ventilatory response to hypoxia. Hence, this suggests that chronic CORT elevation can contribute to the respiratory phenotype observed in NMS rats.

Le rôle des macrophages dans le développement des gliomes, des tumeurs attaquant le système nerveux central, est controversé. Nous avons étudié le développement des gliomes chez des souris transgéniques permettant la déplétion spécifique des macrophages par l'administration d'un pro-médicament. Nos résultats indiquent qu'une réduction de la densité de macrophages augmente la croissance tumorale. Selon le modèle, leur activité est apparue dépendante ou non du recrutement des lymphocytes T. Nous avons ensuite émis l'hypothèse que les anti-inflammatoires pourraient favoriser le développement des gliomes. Au contraire, nous avons observé que l'administration de dexaméthasone à des souris implantées avec des cellules gliomales diminuait la progression des tumeurs. Nous avons établi que cet agent affectait le profil d'expression génique des cellules endothéliales en diminuant notamment l'expression de l'angiopoiétine-2, un facteur pro-angiogénique. L'utilisation d'un anticorps synthétique inhibant l'Angpt2 est apparue plus efficace que la dexaméthasone pour réduire la croissance des gliomes. Les inhibiteurs de l'Angpt-2 pourraient donc représenter des outils intéressants pour le traitement des gliomes.