Η Νόσος του Πάρκινσον (ΝΠ) χαρακτηρίζεται κυρίως από εκλεκτική και βαθμιαία εκφύλιση των ντοπαμινεργικών νευρώνων της μέλαινας ουσίας (SNPc) του μεσεγκεφάλου. Ο "weaver" μυς αποτελεί ένα ιδανικό μοντέλο για τη μελέτη της Νόσου του Πάρκινσον δεδομένου ότι η εκφύλιση του μοντέλου "weaver" είναι προοδευτική, ξεκινάει την 7η μέρα μετά τη γέννηση, είναι δραματική μέχρι την 21η μέρα όπου το 50% των ντοπαμινεργικών νευρώνων έχει ήδη πεθάνει και στην ηλικία των 2 μηνών φτάνει στο 65%. Στη νόσο του Πάρκινσον, η εκφύλιση της μελαινοραβδωτής οδού, έχει ως αποτέλεσμα να χάνεται ο έλεγχος της εύρυθμης λειτουργίας των δύο νευρικών οδών εξόδου της πληροφορίας από τα βασικά γάγγλια, της "άμεσης" και της "έμμεσης" οδού. Το αποτέλεσμα είναι υπέρμετρη δραστηριότητα της "έμμεσης" οδού που οδηγεί στις κινητικές δυσλειτουργίες της νόσου (βραδυκινησία, τρόμος σε ηρεμία, ακαμψία, αστάθεια θέσης). Πρώτος στόχος της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνηθεί κάτω από ντοπαμινεργική απονεύρωση στο μυ "weaver" η μεταγωγή σήματος των Α2A υποδοχέων αδενοσίνης (A2ARs), οι οποίοι αλληλεπιδρούν ανταγωνιστικά με τους D2 υποδοχείς ντοπαμίνης στους νευρώνες της "έμμεσης" οδού. Για το λόγο αυτό μελετήσαμε μετά από διέργεση των Α2A υποδοχέων, την "in vivo" φωσφορυλίωση της DΑRΡΡ-32 στη θέση Τh34, κεντρικό μόριο στο μονοπάτι μεταγωγής σήματος των Α2A υποδοχέων. Επιπλέον μελετήθηκε εάν κάτω από τη ντοπαμινεργική απονεύρωση οι Α2Α υποδοχείς αλλάζουν μονοπάτι μεταβίβασης σήματος. Οπότε μελετήσαμε την εμπλοκή της οδού των MAP-κινασών με την ανίχνευση της φωσφορυλίωσης των ERK1/2 κινασών. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν, αυξημένα βασικά επίπεδα των φωσφορυλιωμένων DARPP-32 στη θέση Thr34 και ERK1/2 πιθανώς, ως ένα φαινόμενο προσαρμογής στο ντοπαμινεργικό νευροεκφυλισμό. Η διέγερση των Α2Α υποδοχέων οδηγεί σε περαιτέρω αύξηση των επίπεδων φωσφορυλίωσης της DARPP-32 αυξάνοντας περαιτέρω τη δραστηριότητα της "έμμεσης" οδού και επιδεινώνοντας τα συμπτώματα της νόσου. Η διέγερση των Α2Α υποδοχέων ρυθμίζει αρνητικά την αυξημένη φωσφορυλίωση των ERK1/2 κινασών ενώ οι ανταγωνιστές των Α2Α υποδοχέων έχουν ακριβώς αντίθετη δράση. Αυτό το αποτέλεσμα ενδεχομένως να έχει κλινική σημασία δεδομένου ότι, ο αποκλεισμός των υποδοχέων Α2Α με χρήση ειδικών ανταγωνιστών χρησιμοποιείται ήδη σε κλινικές δοκιμές για τη μείωση των συμπτωμάτων της νόσου. Σύμφωνα με τα δικά μας αποτελέσματα όμως η χρήση ανταγωνιστών των Α2Α υποδοχέων αυξάνει τη φωσφορυλίωση των ERK1/2 κινασών, η ενεργοποίηση των οποίων έχει συνδεθεί με τις δυσκινησίες που προκαλούνται από τη χρόνια χορήγηση της L-Dopa. Για το λόγο αυτό η ρύθμιση της ενεργοποίησης των ERK1/2 κινασών μέσω των Α2Α υποδοχέων κάτω από τη ντοπαμινεργική απονεύρωση πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει θεραπευτική αγωγή για τη ΝΠ, δεύτερος στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της νευροπροστατευτικής δράσης βασικά των "Νευροστεροειδών" αλλά και άλλων ήπιων παραγόντων, μεμονωμένα και σε συνδυασμό, στο μοντέλο "weaver". Η χορήγηση των φαρμακευτικων παραγόντων εφαρμόστηκε πριν την έναρξη της εκφύλισης, από την 1η μετεμβρυϊκή ημέρα (Ρ1) και καθ’ όλη τη διάρκεια που αυτή εξελίσσεται με καταιγιστικό ρυθμό, μέχρι την 21η μέρα της γέννησης, (Ρ21) που η εκφύλιση αγγίζει το 50%. Για την εκτίμηση της νευροπροστατευτικής δράσης μετρήθηκε με ανοσοϊστοχημεία ο αριθμός των ντοπαμινεργικών κυττάρων της μέλαινας ουσίας που επιβίωσαν. Μελετήθηκαν ακόμα, η έκφραση της τυροσίνης της υδροξυλάσης (TH) και η έκφραση του μεταφορέα της ντοπαμίνης (DAT) των τελικών απολήξεων των ντοπαμιμνεργικών ινών στο ραβδωτό σώμα. Η "in vivo" χρόνια χορήγηση (Ρ1-Ρ21) των "Νευροστεροειδών" DHEA, BNN-50 και του συνδυασμού BNN-50 και NAC οδήγησε σε σημαντική επιβίωση των κυττάρων της μέλαινας ουσίας στο "weaver" μυ. Επιπλέον η χορήγηση του BNN-50 καθώς και του συνδυασμού BNN-50/NAC παρέχουν προστασία και στους τελικούς ντοπαμινεργικούς νευράξονες στο ραβδωτό σώμα, υποδεικνύοντας ότι διέσωσαν τις λειτουργικές ντοπαμινεργικές απολήξεις. Τέλος, τρίτος στόχος ήταν να διερευνηθεί ο μηχανισμός μέσω του οποίου πραγματοποιείται η "in vivo" νευροπροστατευτική δράση των "Νευροστεροειδών". Διερευνήσαμε λοιπόν την έκφραση των TrkA υποδοχέων στα κύτταρα της μέλαινας ουσίας των φυσιολογικών και "weaver" μυών. Ο αντιαποπτωτικός μηχανισμός δεν φαίνεται να πραγματοποιείται μέσω του TrkA υποδοχέα όπως έχει δειχθεί σε "in vitro" πειράματα σε PC12 κυτταρικές σειρές. Ο TrkA υποδοχέας δεν ανιχνεύεται στους ντοπαμινεργικούς νευρώνες της μέλαινας ουσίας ούτε των φυσιολογικών, ούτε των "weaver" μυών, ούτε υπάρχει επαγωγή του μετά τη χρόνια χορήγηση των φαρμάκων. Οπότε ο μοριακός μηχανισμός μέσω του οποίου ασκείται η νευροπροστατευτική δράση των DHEA-S και BNN-50 στους ντοπαμινεργικούς νευρώνες "in vivo" πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω. Με βάση το γεγονός ότι η χορήγηση του BNN-50 και του συνδυασμού BNN-50 και NAC παρέχει πλήρη νευροπροστασία, ο παρόν συνδυασμός θα μπορούσε μελλοντικά να προταθεί ως προληπτικό νευροπροστατευτικό σχήμα για τη ΝΠ. / Parkinson's disease (PD) is mainly characterized by selective and progressive degeneration of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SNPc) of the midbrain. The "weaver" mouse is an ideal model for the study of Parkinson's disease since the degeneration of dopaminergic neurons is progressive, starting at day 7 after the birth, continuing until day 21 where 50% of dopaminergic neurons has already died and reaching 65% at the age of 2 months. In Parkinson disease, degeneration of the nigrostriatal pathway, leads to an impairement of the operational control of the two neuronal output pathways from the basal ganglia, the "direct" and "indirect". The result is excessive activity of the "indirect" pathway leading to motor dissabilities like (bradykinesia, tremor at rest, rigidity and postural instability). The first objective of this study was to investigate, under dopaminergic denervation in the "weaver" mice, the signal transduction of A2A adenosine receptor (A2ARs), which are colocalized and interact competitively with D2 dopamine receptors on the neurons of the "indirect" pathway. For this reason, we studied after stimulation of A2A receptors, the "in vivo" phosphorylation of DARRR-32 at Th34, a central molecule in the signaling pathway of A2A receptors. Moreover, we studied whether under dopamine denervation, A2A receptors switch on an other transduction pathway. Thus, we examined the involvement of MAP-kinases pathway by detecting the phosphorylation state of ERK1/2 kinases. Our results show elevated basal levels of phosphorylated DARPP-32 at position Thr34 and ERK1/2, probably as an adjustment mechanism on the dopaminergic neurodegeneration. Stimulation of A2A receptors leads to a robust increase of DARPP-32 phosphorylation levels, which would further increase the activity of "indirect" pathway worsening thus the PD symptoms. Stimulation of A2A receptors negatively regulates the increased phosphorylation levels of ERK1/2 kinases, while A2A receptor antagonists have the opposite effect. This effect is likely to have clinical importance since A2A receptor blockade is already used in clinical trials, to ameliorate the symptoms of the disease. However, according to our results, the use of A2A receptors’ antagonists increase the phosphorylation state of ERK1/2 kinases, the activation of which is connected with dyskinesias induced by chronic administration of L-Dopa. For this reason, the regulation of ERK1/2 kinases activity through A2A receptors under dopamine denervation, must be further investigated. Since there is no curative treatment for PD, the second objective of this study was to investigate the neuroprotective effect basically of "Neurosteroids" and other mild pharmaceutical agents, individually and in combination, on the "weaver" model. The pharmaceutical substrates were applied prior to the degeneration, on the first postnatal day until day 21 of birth when the degeneration reaches 50%. In order to evaluate the neuroprotective effect, we measured by immunohistochemistry, the number of dopaminergic neurons in the substantia nigra that survived. We also studied the expression of tyrosine hydroxylase (TH) and the expression of the dopamine transporter (DAT) on the terminals of dopaminergic fibers in the striatum. Chronic "in vivo" administration (P1-P21) of the "neurosteroids" DHEA, BNN-50 and the combination BNN-50, and NAC resulted to a significant survival of the dopaminergic cells in the substantia nigra of the "weaver" mice. The administration of BNN-50 and the combination BNN-50/NAC provided also protection to the final dopaminergic axons in the striatum, suggesting that they rescued functional dopaminergic terminals. Finally, the third objective was to investigate the mechanism by which the "in vivo" neuroprotective action of "neurosteroids" takes place. Therefore we investigated the expression of TrkA receptor on the cells of the substantia nigra of normal and "weaver" mice. The antiapoptotic mechanism does not seem to be mediated through the TrkA receptor as it has been shown "in vitro" experiments using PC12 cells. The TrkA receptor was not detected on the dopaminergic neurons of the substantia nigra nor of the normal or of the "weaver" mice and its expression was not induced after chronic administration of the neurosteroids. Thus, the molecular mechanism through which the dopaminergic neuroprotective effect of DHEA-S and BNN-50 is mediated "in vivo", must be further investigated Based on the fact that administration of BNN-50 and the combination BNN-50, and NAC provides complete neuroprotection, the present combination could be proposed in future as a neuroprotective agent for PD..

La maladie de Parkinson est une effroyable pathologie affectant plus de 130 000 canadiens. C'est la deuxième maladie neurodégénérative, après la maladie d'Alzheimer. Des études récentes montrent que de plus en plus d'indices semblent converger vers le stress oxydant comme un des facteurs responsables des processus complexes de cette neurodégénerescence. Certains antioxydants aptes à combattre ce stress oxydant pourraient s'avérer d'excellents neuroprotecteurs. De nombreuses études sur la capacité antioxydante de plusieurs stéroïdes de plantes et de diverses hormones dans des conditions de stress oxydant ont déjà été réalisées. Cependant, aucune étude de ce genre n'a été réalisée sur les brassinostéroïdes (BRs), des phytostérols présents dans plusieurs végétaux. L'étude du potentiel neuroprotecteur de ces molécules est pourtant fort intéressant car, d'une part, ce sont des stéroïdes de plantes dont certains membres sont déjà reconnus pour posséder l'activité recherchée et, d'autre part, parce qu'il serait possible de les intégrer à un régime alimentaire sain, étant donné qu'on les retrouve dans plusieurs végétaux du Québec. Un problème important se pose toutefois lorsque l'on veut étudier ces molécules, soit la question de leur obtention. L'extraction des brassinostéroïdes à partir de sources végétales est laborieuse et les quantités extraites sont souvent très faibles. Alors, la solution s'avère la synthèse. Au sein du laboratoire du Pr Benoit Daoust, M. Boisvert a été le premier à travailler sur ce projet. Il a réussi à synthétiser une variété de BRs de la famille des 29 carbones et leurs précurseurs. Ces derniers étaient aptes à contrer le stress oxydant causé par le MPP+ (in vitro), une toxine reproduisant la neurodégénérescence caractéristique de la maladie de Parkinson. Ces résultats préliminaires encourageants, nous ont poussés à entreprendre la synthèse d'une plus grande variété de brassinostéroïdes. Nous espérons que la synthèse d'un plus grand nombre de brassinostéroïdes et que l'utilisation de tests biologiques plus poussés nous permettront de déterminer avec certitude si les brassinostéroïdes pourront un jour être utilisés dans la prévention de la maladie de Parkinson. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : brassinostéroïdes, neuroprotection, synthèse asymétrique, maladie de Parkinson, chimie des stéroïdes.

Endogenous peptides modulate a wide range of physiological conditions in the central and peripheral nervous systems, but have not been harnessed to perform similar functions in pharmaceutical roles due to their ease of degradation and difficulty in introducing into the neurovascular unit. We report herein advances that evidence the wide applicability that glycosylation provides as a pathway for improving the drug-like properties of peptides. This is demonstrated by utilizing novel sugar-amino acids to modify the potent mu opioid receptor agonist DAMGO to provide antinociception, and serine glycosides to modify secretin family peptides for neuroprotection and angiotensin-(1-7) to both reduce cognitive impedance following myocardial infarction and as a treatment for peripheral neuropathy. Evidence is presented via a series of in vitro and in vivo models and assays, and demonstrates the advantageous effects of glycosylation through increased persistence in serum, greatly improved blood-brain barrier penetration, and the tolerance of receptor interactions to the addition of a carbohydrate.

The voltage-gated K+ channel Kv2.1 has been intimately linked with neuronal apoptosis. After ischemic, oxidative, or inflammatory insults, Kv2.1 mediates a pronounced, delayed enhancement of K+ efflux, generating an optimal intracellular environment for caspase and nuclease activity, key components of programmed cell death. This apoptosis-enabling mechanism is initiated via Zn2+-dependent dual phosphorylation of Kv2.1, increasing the interaction between the channel's intracellular C-terminus domain and the SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor activating protein receptor) protein syntaxin 1A. Subsequently, an upregulation of de novo channel insertion into the plasma membrane leads to the critical enhancement of K+ efflux in damaged neurons. Here, we investigated whether a strategy designed to interfere with the cell death-facilitating properties of Kv2.1, specifically its interaction with syntaxin 1A, could lead to neuroprotection following ischemic injury in vivo. The minimal syntaxin 1A-binding sequence of Kv2.1 C terminus (C1aB) was first identified via a far-Western peptide screen and used to create a protherapeutic product by conjugating C1aB to a cell-penetrating domain. The resulting peptide (TAT-C1aB) suppressed enhanced whole-cell K+ currents produced by a mutated form of Kv2.1 mimicking apoptosis in a mammalian expression system, and protected cortical neurons from slow excitotoxic injury in vitro, without influencing NMDA-induced intracellular calcium responses. Importantly, intraperitoneal administration of TAT-C1aB in mice following transient middle cerebral artery occlusion significantly reduced ischemic stroke damage and improved neurological outcome. These results provide strong evidence that targeting the proapoptotic function of Kv2.1 is an effective and highly promising neuroprotective strategy.

L’effet neuroprotecteur des agents anesthésiques est maintenant établi depuis plus de 30ans. Cependant, les mécanismes impliqués restent imparfaitement élucidés. A cours de cetravail nous avons étudié deux volets de leur protection :La première partie porte sur l’implication de la transmission glutaminergique dans leurseffets neuroprotecteurs directs, c'est-à-dire lorsqu’ils sont utilisés au cours d’une l’ischémiecérébrale. Nous avons étudié deux agents anesthésiques de classe distincte: le propofol et lesévoflurane sur des co-cultures de neurones et d’astrocytes corticaux de rat soumis à uneprivation en oxygène et en glucose transitoire (POG). Nous avons ainsi observé que laprésence de propofol ou de sévoflurane pendant la POG prévenait la mort neuronale,l’accumulation de glutamate extracellulaire et la diminution de la capture du glutamateinduites par l’ischémie. Nous avons également montré que cette restauration partielle del’activité de capture du glutamate impliquait des transporteurs distincts entre le propofol et lesévoflurane.La deuxième partie a porté sur la neuroprotection obtenue par un préconditionnement (PC)pharmacologique liée à l’utilisation avant l’ischémie d’agents anesthésique volatils. Nousavons tout d’abord confirmé in vitro l’existence d’une telle protection avec le sévoflurane etmis en évidence le rôle primordial, au cours de cette protection, des canaux potassiques ATPdépendantset des radicaux libres. Puis sur un modèle in vivo d’occlusion transitoire del’artère cérébrale moyenne, le PC par sévoflurane a induit une neuroprotection supérieure àcelle obtenue avec l’utilisation de sévoflurane uniquement pendant l’ischémie. Cependantcette protection est transitoire et ne perdure pas dans le temps. Le sévoflurane ne fait queretarder, sans l’empêcher, la mort neuronale liée à l’apoptose. Il offre cependant une fenêtrethérapeutique intéressante. / The neuroprotective effect of anesthetic agents is now established for over 30 years.However, the mechanisms involved remains to be fully explored. This work focuses on twoneuroprotective strategies:The first part is on the involvement of glutamatergic transmission in their directneuroprotective effects. We studied the effect of two separate classes of anesthetic agents:propofol and sevoflurane on co-cultures of cortical neurons and astrocytes from rats subjectedto a transient oxygen and glucose deprivation (OGD) mimicking cerebral ischemia. Weobserved that the presence of propofol or sevoflurane during OGD prevented neuronal death,accumulation of extracellular glutamate and decreased uptake of glutamate induced byischemia. We also demonstrated that this partial restoration of glutamate uptake mediated bypropofol and sevoflurane involved differential transporters.The second part deals with the neuroprotection achieved by pharmacologicalpreconditioning with regard to the use of volatile anesthetic agents before ischemia. We firstconfirmed in vitro the existence of such protection with sevoflurane. We also highlighted therole of ATP-dependent potassium channels and reactive oxygen species in sevofluranepreconditioning-induced neuroprotection. Then, using an in vivo model of focal transientischemia, we showed that sevoflurane preconditioning significantly improved functionaloutcome and reduced infarct volume. However, this protection was transient. Sevofluraneonly delayed the neuronal death associated with apoptosis but offers an interesting therapeuticwindow.

Les pathologies du SNC associent neurodégénérescence, troubles de la transmission et des processus neuroinflammatoires : réaction gliale et recrutement de cellules immunes. Les cellules immunes peuvent participer aux processus de souffrance neuronale et inhiber les processus de réparation comme la neurogenèse, mais peuvent également exercer des rôles neuroprotecteurs. Notre équipe a décrit que la molécule RAE-1, connue pour son rôle de ligand du récepteur activateur NKG2D exprimé par les NK, est exprimée constitutivement dans la SVZ, la zone de neurogenèse adulte qui génère des neuroblastes qui migrent vers le bulbe olfactif. De plus, RAE-1 est exprimée par les neurosphères issues de la SVZ et exerce un rôle non immun sur la prolifération cellulaire.L'objectif était de comprendre le rôle de RAE-1 et des NK en situation pathologique. J'ai étudié, en particulier, le modèle de lésion chimique des neurones olfactifs après injection de dichlobenil qui induit une mort neuronale suivie d'une réparation des réseaux neuronaux dans le bulbe olfactif. Ce modèle, connu des neurobiologistes, n'avait jamais été étudié sur le plan neuroinflammatoire. Nous avons caractérisé dans le bulbe olfactif, en RT-qPCR et cytométrie en flux multicouleur : la cinétique des processus de dé-afférentation, de ré-afférentation, de réaction gliale et le recrutement de cellules immunes. Je décris également l'induction de RAE-1 dans le bulbe olfactif, qui n'est pas liée à la présence d'une neurogenèse locale mais qui corrèle avec la prolifération microgliale et l'expression du M-CSF. Ces processus sont modifiés après un traitement à la minocycline et la déplétion des NK. Avec des modèles de culture in vitro, j'ai identifié RAE-1 comme un marqueur et un acteur de la microglie proliférative qui exerce, contrairement à la microglie non proliférative, des effets neuroprotecteurs. / CNS pathologies are characterized by neurodegeneration, neurotransmission impairment and neuroinflammation including glial reactivity and immune cells recruitment. Neuroinflammation induces neuronal loss and impairs neurogenesis but can also exerts neuroprotective effects. Our team has recently demonstrated that RAE-1 is constitutively expressed in the adult subventricular zone (SVZ), the main neurogenic niche where resident neural stem cells generate neuroblasts which migrate in chains to the olfactory bulbs, where they differentiate into interneurons. We also have reported in vitro that RAE-1 is a marker of proliferating neural stem/progenitor cells and plays a non-immune role in cell proliferation. The main objective was to understand the role of RAE-1 and NK cells in pathological condition. We mainly studied a model of chemical ablation of olfactory neurons using dichlobenil which induced neuronal loss followed by an olfactory neuronal network recovery. Neuroinflammatory processes have never been studied in this model, used by neurobiologists. Using RT-qPCR and multicolor flow cytometry, I characterized the processes of deafferentation, reafferentation, astroglia and microglia activation and the recruitment of immune cells. Moreover, RAE-1 expression was induced in the olfactory bulbs. This expression correlated with the increase of microglial cell proliferation markers and M-CSF expression. These neuroinflammatory processes were altered after NK cells depletion and minocyline treatments. Using in vitro culture models, I showed that RAE-1 is a marker and an actor of microglia proliferation. Moreover, proliferative microglia but not non proliferative cells exerts a neuroprotective effect.

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative héréditaire, incurable.Elle est due à une mutation dans le gène HD codant l'huntingtine (htt). Cette mutation setraduit dans la protéine par une augmentation de l'expansion polyglutamine (polyGln) qui larend toxique. Bien que la htt soit ubiquitaire dans le système nerveux central, ladégénérescence touche préférentiellement le striatum. Un patron d'expression de gènesspécifiques du striatum pourrait expliquer cette vulnérabilité préférentielle. Nous avons étudiéles effets "modificateurs" de 5 gènes préférentiellement exprimés dans le striatum vis-à-visde la toxicité de la htt mutée par une approche lentivirale chez la souris. Nous avonscaractérisé les effets de ces marqueurs striataux sur la toxicité induite par la htt mutée pardifférentes approches histologiques. Les "modificateurs" de la MH ont été étudiés plus endétail. Nous avons examiné leur localisation et les mécanismes sous-jacents à leurs effetsneuroprotecteurs. Outre une meilleure compréhension du striatum, cette étude a permis ladécouverte de candidat neuroprotecteur qui pourrait permettre de développer de nouvellesthérapies. / Huntington's disease (HD) is an incurable inherited neurodegenerative disease. HD iscaused by a mutation in the HD gene coding huntingtin (htt). This mutation leads to anexpanded polyglutamine tract (polyQ) in the protein which is toxic to neurons. Although thehtt is ubiquitously expressed in the central nervous system, the first area which degeneratesis the striatum. A pattern of genes selectively expressed into the striatum may confer itsvulnerability to mutated htt. We have studied the modifying effects of five newly identifiedstriatal markers against the toxicity induced by mutated htt using lentiviral strategy in miceand histological approaches. For one of these markers, Double Cortin Kinase Like 3(DCLK3), we have further determined their cellular localization and the potential mechanismsunderlying their neuroprotector effects. The present work led to a better understanding of thefunction of the newly identified markers in the striatum and their potential roles in thepreferential vulnerability of the striatum in HD.

La maladie de Huntington (MH) est une affection neurodégénérative héréditaire dont la mutation conduit à une expansion anormale d’un segment polyglutamine dans la protéine Huntingtine (Htt). La Htt mutée, bien qu’ubiquitaire dans le cerveau, conduit à une neurodégénérescence préférentielle du striatum. Cette atteinte pourrait en partie s’expliquer par la présence de produits de gènes sélectivement exprimés dans le striatum. Le laboratoire étudie depuis plusieurs années l’implication potentielle de marqueurs moléculaires du striatum dans la vulnérabilité des neurones de cette structure cérébrale vis-à-vis de la Htt mutée. Durant ma thèse, j’ai étudié plus spécifiquement trois de ces marqueurs du striatum: l’ARN long intergénique non-codant Abhd11os et les protéines µ-crystalline (CRYM) et doublecortin-like kinase 3 (DCLK3). Une étude préliminaire avait montré l’effet neuroprotecteur de ces marqueurs du striatum contre la toxicité induite par un fragment court de la Htt mutée dans un modèle murin aigu de la MH. J’ai donc étudié plus en détails les caractéristiques de ces "modificateurs" de la MH, ainsi que les mécanismes moléculaires potentiels permettant d’expliquer leur effet neuroprotecteur dans un contexte de la MH. J’ai également mené une expérience de thérapie génique en surexprimant le marqueur striatal DCLK3 dans un modèle transgénique de la MH. Cette étude nous a permis de valider le haut potentiel thérapeutique de cette protéine.L’élucidation précise des mécanismes d’action de ces modificateurs de la MH reste encore à résoudre, mais plusieurs pistes sont maintenant possiblement envisagées par rapport à leurs caractéristiques moléculaires. Outre la découverte de candidats neuroprotecteurs qui pourrait permettre de développer de nouvelles cibles thérapeutiques, cette étude a permis d’envisager de nouvelles hypothèses permettant d’expliquer la vulnérabilité striatale dans la MH et de donner une vue d’ensemble des voies sur lesquelles il serait possible d’agir pour induire des effets neuroprotecteurs dans ce contexte. / Huntington’s disease (HD) is a neurodegenerative disorder caused by the mutation of huntingtin (Htt) gene, which leads to an abnormal polyglutamine expansion in the Htt protein.Whereas mutant Htt (mHtt) is ubiquitously expressed in the brain, it preferentially affects the striatum. Our hypothesis is that genes products selectively expressed in the striatum could be involved in the high vulnerability of the striatum. From this hypothesis, numerous teams studied “markers of the striatum”, that are genes product enriched in the striatum whose expression are up- or down-regulated in HD compared to healthy condition.During my thesis, I studied three of these striatal markers: the long intergenic non-coding RNA Abhd11os, and the two proteins µ-crystallin (CRYM) and doublecortin-like kinase 3 (DCLK3). A preliminary study from the laboratory has shown that these three markers have neuroprotective effects against a toxic fragment of mHtt in vivo. So, the aims of my thesis were to further characterize these three ill-defined disease modifiers and to better understand the putative molecular mechanisms underlying their neuroprotective effects against mHtt.I also conducted a translational study on DCLK3, whose results validate the high therapeutic potential of this protein.The elucidation of the mechanisms underlying the neuroprotective effects of these disease modifiers against mHtt toxicity will require further studies, but new trails can be envisioned, according to their characteristics. My study has enlightened new therapeutic targets and more globally gives an overview of molecular mechanisms to modulate to induce neuroprotective effects in this context, leading to new hypothesis explaining striatal vulnerability in HD.

La maladie de Parkinson est l’une des plus répandue dans le monde. Des analyses post mortem ont mis en évidences des inclusions dans les cerveaux des patients, composées d’α-synucléine. Plusieurs études ont visé à identifier des composés capables d’inhiber l’agrégation de cette protéine, étant donné que cette agrégation est liée à sa toxicité. Néanmoins, de nombreux composés restent encore à être identifiés afin de mettre en évidence des structures moléculaires actives partagées qui pourrait mener à la synthèse d’un principe actif. Les stilbènes sont des composés phénoliques démontrant régulièrement des activités biologiques intéressantes pour la santé. Dans cette étude, nous étudions le comportement anti-agrégatif des stilbènes monomériques (resvératrol, picéatannol) et oligomèriques (ampélopsine, viniférine, et isohopeaphénol). Les résultats présentés mettent en évidence la capacité des stilbènes à inhiber l’agrégation de l’α-synucléine et fournissent des éléments pour comprendre ce mécanisme. / Parkinson’s disease is one of the most spread neurodegenerative diseases in the world. Post mortem analyses have put in evidence small inclusion bodies in patient’s brain, composed of α-synuclein fibrils. Several studies attempted then to identify compounds that could inhibit α-synuclein aggregation, as its aggregation is linked to its toxicity. Still, numerous active compounds need to be identified in order to put on relief shared active structures that could lead to a potent drug design. Stilbenes are phenolic compounds that often display interesting health-related biological activities. In this study, the anti-aggregative behavior of stilbenes monomers (resveratrol, piceatannol) and oligomers such as ampelopsin and isohopeaphenol was assessed. The results put on evidence stilbene propensity to inhibit α-synuclein aggregation and provide an insight into their inhibition mechanisms.

L’arrêt cardio circulatoire et le traumatisme crânien sont responsables de lésions cérébrales dont les conséquences médico économiques sont un réel enjeu de santé publique. Malgré des espoirs importants lors des travaux expérimentaux, la majorité des traitements neuroprotecteurs se sont révélés être des échecs lors du passage à la clinique humaine. Riche d’une expérience clinique vieille de plusieurs millénaires, la Médecine Chinoise Traditionnelle a démontré son efficacité en clinique sur des patients victimes d’accidents vasculaires cérébraux. Le MLC 601, et sa formule simplifiée le MLC901, produits issus de celle-ci, ont déjà été étudiés dans un travail expérimental réalisé sur un modèle d'ischémie focale dans le laboratoire d’accueil. L’effet pléiotrope du produit avait alors été souligné. L’objet de notre travail a été d’étudier les effets neuroprotecteurs et neurorégénérateurs du MLC901 sur 2 autres modèles expérimentaux de lésions cérébrales : l’ischémie globale, mimant les conséquences cérébrales d’un arrêt cardiaque et le traumatisme crânien par percussion liquidienne latérale. Nous insistons, dans ce travail, sur l’effet neuroprotecteur du produit agissant sur les mécanismes de nécrose, d’apoptose et de stress oxydant se mettant en place après la lésion initiale. Nous retrouvons également une action neurorégénérative avec une stimulation de la neurogenèse induite par la lésion. L’ensemble de ces mécanismes cellulaires mis en place est associé à une amélioration de la récupération des fonctions neurologiques des animaux mis en évidence par l'utilisation de tests comportementaux moteurs et cognitifs. Nous démontrons donc dans ce travail, l’effet neuroprotecteur et neurorégénérateur du MLC901 sur deux modèles expérimentaux de « cérébro lésion », l’un ischémique et l’autre traumatique. / Cardiac arrest and traumatic brain injury are a socio economic health problem. Despite lot of hopes on neuroprotective therapies, few confirmed promising experimental results in clinical studies. Traditional Chinese Medicine has been used for several centuries. Despite lot of clinical investigations, few data are available on mechanisms involved in their effects. Interesting results have been published in stroke patients, and experimental studies using MLC601 and MLC901 have been conducted in mouse focal ischemia models. The multiple mechanisms of action, neuroprotective and neuroregenerative, of these treatments have been highlighted. The purpose of our study was to analyse the neuroprotective and neuroregenerative actions of MLC901 on rat global ischemia and traumatic brain injury models. In these models, we confirmed the neuroprotective action on necrosis, apoptosis and oxidative stress and the neuroregenerative action by the way of neurogenesis activation. These cellular actions are associated with functional recovery in the two models. We confirmed in these two experimental models, the neuroprotective and neuroregenerative effects of MLC901 on post ischemic or post traumatic brain injuries. This approach is essential for Traditional Chinese Medicine to be accepted by occidental one.