Les macrophages (MΦ) du système nerveux central forment la microglie, qui contrôle son homéostasie. Plusieurs modèles de "fate mapping" ont montré que la microglie provenait du Sac vitellin (SV). Celui-ci produit les MΦ en deux vagues indépendantes. Dans la première, des progéniteurs restreints génèrent des MΦ primitifs, alors que dans la seconde, des progéniteurs érythro-myéloïdes produisent des MΦ définitifs. Les progéniteures primitifs et définitifs ont les mêmes phenotype et voie de différenciation. Leurs spécificités et leurs contributions aux étapes ultérieures du développement sont donc encore incomprises. Nous montrons que l'expression du facteur de transcription Lyl-1 discrimine les populations de MΦ primitifs et définitifs. Les MΦ primitifs Lyl-1+ fournissent la microglie de l'embryon. De plus, l'invalidation de Lyl-1 disruption conduit à une production accrue de MΦ primitive dans le SV précoce, puis à une réduction du contingent microglial à deux stades spécifiques du développement. Lyl-1 est spécifiquement exprimé par la microglie et aucun autre type cellulaire nerveux. Son inactivation conduit à des modifications comportementales typiques de l'anxiété sociale. Nous identifions donc Lyl-1 comme un marqueur des MΦ primitifs du SV qui donnent naissance à la microglie de l'embryon. Nous montrons également que Lyl-1 contrôle l'expansion et la différenciation de la microglie, et est ainsi impliqué dans la régulation des processus du neuro-développement. / Microglia are tissue macrophages (MΦ) of the central nervous system that control tissue homeostasis. Different fate mapping models have shown that microglia originates from the yolk sac (YS). Macrophages production in the YS occurs in two independent waves. In the first, primitive MΦ originate from restricted progenitors, while in the second, definitive MΦ are produced by erythro-myeloid progenitors. Because primitive and definitive MΦ progenitors share the same phenotype and differentiation pathway, their specific features and contribution to further developmental steps are still poorly understood. We here show that the expression of thee transcription factor Lyl-1 discriminates primitive and definitive MΦ populations. YS-derived Lyl-1+ primitive MΦ contribute to embryonic microglia. Moreover, Lyl-1 disruption results in an increased production of primitive MΦ progenitors in the early YS. It also leads to the reduction of the microglia pool at two specific development stages. Lyl-1 is specifically expressed in microglia, but not other brain cells and its inactivation leads to behavioral changes typical for social anxiety disorders. Thus, we identify Lyl-1 as a marker for YS primitive MΦ that will give rise to the entire microglia. We show that Lyl-1 controls microglia expansion and differentiation and is involved in the regulation of neurodevelopmental processes.

Les modèles animaux ont largement contribué à notre compréhension de l’immunologie humaine et des mécanismes pathologiques associés au développement des maladies. Cependant, les modèles murins ne permettent pas de reproduire toute la complexité des pathologies humaines. Les souris à système immunitaire humain (HIS), par leur capacité à récapituler l’hématopoïèse humaine et à être infectées par des pathogènes humains, constituent une solution de choix pour combler ce fossé inter-espèce. Après greffe de cellules souches hématopoïétiques humaines, des souris hôtes sévèrement immunodéprimées permettent un haut niveau de développement du système hémato-lymphoïde humain tout au long de leur vie. Cependant, certains types cellulaires, comme les cellules lymphoïdes innées, ne parviennent pas à se différencier et à fonctionner normalement dans les modèles murins HIS actuels. Ici, nous décrivons le développement d’un modèle souris HIS original, nommé BRGSF, montrant une amélioration de la maturation, de la fonction et de l’homéostasie des cellules natural killer (NK) humaines et des autres ILCs. De plus, en récapitulant les différentes étapes du développement des ILCs humaines, ce modèle souris BRGSF nous a permis d’identifier pour la première fois un précurseur d’ILC (ILCP) présent à la fois dans notre modèle HIS ainsi que dans le sang périphérique et plusieurs organes lymphoïdes et non-lymphoïdes humains. Cette population circulante d’ILCPs pourrait constituer un substrat pour la production d’ILCs matures dans les tissus périphériques en réponse à des stress environnementaux, inflammatoires et/ou infectieux. Dans une seconde partie de ce travail de thèse, nous avons utilisé ces souris BRGS afin de tester l’efficacité de deux immunothérapies reposant sur les lymphocytes innés pour le traitement d’un carcinome colorectal exprimant EGFR et muté pour KRAS. La première approche a consisté en la co-administration des cellules NK dérivées de sang de cordon ombilical et d'anticorps monoclonal cetuximab afin de promouvoir le mécanisme de cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC) contre la tumeur. La seconde stratégie a reposé sur l’injection de nanobodies VHH combinant l’inhibition de l’EGFR et l’activation spécifique du récepteur Vγ9Vδ2 des cellules T effectrices. Les résultats de cette étude soulignent l’importance des modèles murins HIS pour la compréhension du développement des lymphocytes innés humains et pour mieux les mettre à profit dans les thérapies anti-tumeurs / Animal models have extensively contributed to our understanding of human immunobiology and to uncover the underlying pathological mechanisms occurring in the development of the disease. However, mouse models do not always reproduce the genetic complexity inherent in human disease conditions. Human immune system (HIS) mouse models that are susceptible to human pathogens and can recapitulate human hematopoiesis provide one means to bridge the interspecies gap. Severely immunodeficient host mice support life-long, high level human hematolymphoid development after engraftment with human hematopoietic stem cells (HSC). However, the differentiation and function of some blood cell types, including innate lymphoid cells (ILCs), is poorly characterized in current HIS mice. Here we describe the development of a novel HIS mouse model, named BRGSF, which demonstrate enhanced maturation, function and homeostasis of human natural killer (NK) cells and other ILCs. Furthermore, the BRGSF-based HIS mouse model recapitulated the developmental stages of human ILCs. We could identify for the first time an ILC precursor (ILCP) population that is present both in HIS mice and in human peripheral blood as well as in several lymphoid and non-lymphoid human tissues. This circulating human ILCP population may provide a substrate to generate mature ILCs in tissues in response to environmental stressors, inflammation and infection. In a second part of the thesis we used BRGS immunodeficient mice to assess two innate lymphocyte-based immunotherapeutic approaches for treating EGFR-expressing KRAS-mutated colorectal carcinoma in vivo. The first model used a combination of umbilical cord blood (UCB)-derived NK cells and the monoclonal antibody cetuximab to promote antibody dependent cell cytotoxicity (ADCC) against the tumors. In a second model, we evaluated the therapeutic suitability of novel bispecific VHH constructs that combine inhibition of the EGFR with the target-specific activation of effector Vγ9Vδ2-T cells. These studies highlight the utility for HIS-based mouse models to understand human innate lymphocyte development and to harness these potent effectors for anti-tumor therapies.

L'étude des mécanismes moléculaires de la carcinogenèse hépatique a montré l'implication de la RhoGTPase, Rnd3/RhoE. La protéine Rnd3 est sous-exprimée dans le carcinome hépatocellulaire et la diminution de son expression engendre, in vitro, une augmentation de l'invasion des hépatocytes tumoraux. Sur la base de ces travaux, ce projet de thèse s'est décomposé en deux axes. Le premier axe a été d'étudier le rôle de Rnd3 dans la carcinogenèse ainsi que dans la physiologie hépatique in vivo. Ce projet a débuté par la génération d'un modèle murin présentant un KO conditionnel ethépato-spécifique de Rnd3 {KORnd3). L'utilisation de plusieurs stratégies s'est révélée nécessairepour obtenir une extinction protéique de Rnd3 dans la majorité des hépatocytes chez les souris KO. Après hépatectomie des deux tiers, les premiers résultats montrent un retard de régénération hépatique chez les souris KORnd3. En ce qui concerne la carcinogenèse hépatique, nous avons mis en place un modèle de carcinogène chimique en utilisant le diéthylnitrosamine et un modèle de carcinogénèse spontanée chez les animaux KORnd3Hep. Le deuxième axe a porté sur l'étude des invadosomes, structures d'actine impliquées dans l'invasion cellulaire. Nous avons établi une signature minimum pour les invadosomes, impliquant la GTPase Cdc42 et la protéine d'échafaudage TksS. Nos résultats suggèrent également une implication de Rnd3 dans la fonction de dégradation des invadosomes. Ce travail de thèse a ainsi permis d'apporter de nouveaux outils et de nouvellespistes quant à l'implication de Rnd3 dans la physiopathologie hépatique et dans l'invasion cellulaire. / The study of the molecular mechanisms involved in hepatic carcinogenesis revealed the significant down-regulation of the RhoGTPase Rnd3/RhoE in hepatocellular carcinoma as compared to non- tumor liver. Rnd3 down-regulation provides an invasive advantage to tumor hepatocytes suggesting that RND3 might represent a metastasis suppressor gene in hepatocellular carcinoma. This PhD work was divided in two axes. We first studied the role of Rnd3 in the mouse liver using carcinogenesis and liver regeneration protocols. We thus generated conditional and liver specific Rnd3 KO mice (KORnd3Hep). The first results obtained after partial hepatectomy suggest a delay in liver regeneration for the KORnd3Hep mice. We also developed a carcinogenesis strategy in KORnd3Hep mice using diethylnitrosamine treatment. The second axis focused on invadosomes, which are actin-based structures involved in cell invasion. We have determined a minimal and universal molecular signaturefor functional invadosomes, which involves the RhoGTPase Cdc42 and the adaptor protein TksS. We also highlighted the role of Rnd3 in invadosome degradation. ln conclusion, this work provides new tools and new insights on Rnd3 function in hepatic physiopathology and cellular invasion.

Depuis quelques années, une biopsie testiculaire suivie d’une congélation du tissu testiculaire est proposée aux enfants atteints de cancer avant introduction d’un traitement gonadotoxique. Cette procédure de préservation de la fertilité est proposée avec l’espoir qu’une méthode de restauration de la fertilité soit développée. Le tissu testiculaire décongelé pourrait ainsi être utilisé afin d’effectuer une maturation in vitro, évitant la réintroduction de cellules tumorales, pour produire des spermatozoïdes. Ce travail de thèse a consisté, dans un premier temps, à évaluer la mise en place de la méthylation de l’ADN au sein du tissu testiculaire prépubère de souris au cours de la spermatogenèse in vitro. La culture de tissu testiculaire frais ou décongelé de souris prépubère permet le maintien des niveaux d’expression des ADN méthyltransférases 1 et 3a dans les spermatogonies et les spermatocytes. De plus, la méthylation de l’ADN est retrouvée jusque dans les spermatozoïdes produits in vitro. Par la suite, la qualité nucléaire des spermatozoïdes ainsi obtenus a été analysée. La culture de tissu testiculaire n’a pas d’impact sur le taux d’aneuploïdie, la condensation de la chromatine et la fragmentation de l’ADN spermatique. Cependant, la congélation suivie par la culture organotypique augmente la proportion de spermatozoïdes avec un ADN oxydé. Enfin, la fonctionnalité des spermatozoïdes produits in vitro a été analysée par micro-injection ovocytaire et la dynamique de différentes marques épigénétiques a été étudiée au cours du développement préimplantatoire. Les taux de développement embryonnaire sont diminués par l’utilisation de spermatozoïdes produits in vitro. Les niveaux des histones H3K4me3, H3K27me3 et H3K9ac sont peu modifiés dans les embryons issus de spermatozoïdes générés in vitro alors que la méthylation et déméthylation de l’ADN sont plus impactées. La production de spermatozoïdes après culture de tissu prépubère frais ou décongelé dans le modèle murin a permis de mettre en évidence que cette procédure n’est pas sans impact sur l’embryon précoce bien que la qualité des spermatozoïdes produits soit peu altérée. / In recent years, testicular biopsy followed by the freezing of testicular tissue has been proposed to children with cancer before the introduction of a gonadotoxic treatment. This fertility preservation procedure is offered with the hope that a fertility restoration method will be developed. The thawed testicular tissue could thus be used to perform in vitro maturation, avoiding the reintroduction of tumor cells, to produce spermatozoa. This thesis work first consisted in assessing the establishment of DNA methylation in mouse prepubertal testicular tissue during in vitro spermatogenesis. The culture of fresh or thawed mouse testicular testicular tissue allows the expression levels of DNA methyltransferases 1 and 3a to be maintained in spermatogonia and spermatocytes. In addition, DNA methylation is found even in in vitro produced spermatozoa. The nuclear quality of these spermatozoa was then analyzed. The culture of testicular tissue has no impact on sperm aneuploidy rate, chromatin condensation and DNA fragmentation. However, freezing followed by organotypic culture increases the proportion of spermatozoa with oxidized DNA. Finally, the functionality of in vitro produced spermatozoa was analyzed by oocyte microinjection and the dynamics of different epigenetic marks was studied during preimplantation development. Embryo developmental rates are decreased when using in vitro produced spermatozoa. The levels of H3K4me3, H3K27me3 and H3K9ac are slightly modified in embryos derived from spermatozoa generated in vitro whereas DNA methylation and demethylation are more affected. The production of spermatozoa after culture of fresh or thawed prepubertal tissue in the mouse model has shown that this procedure is not without impact on the early embryo, although the quality of the spermatozoa produced is relatively unaltered.

L’hypophyse est une glande endocrine responsable de la régulation de nombreux processus physiologiques, notamment la reproduction, par la sécrétion des gonadotrophines, la FSH et la LH. Ces hormones sont des glycoprotéines dimériques composées d'une sous-unité α commune (CGA) et de sous-unités β uniques (LHβ et FSHβ), qui confèrent une spécificité biologique. La synthèse de la FSH et la LH au niveau des cellules gonadotropes dépend entre autres de l’expression génique de gènes clés tels que Fshb et Lhb, dont la transcription est régulée par différents facteurs. La GnRH, produite par l’hypothalamus, en est la principale régulatrice, mais d’autres facteurs tels que les activines, qui signalent via des protéines nommées SMAD, participent à cette régulation. L'activité de la voie SMAD peut être modifiée par des interactions avec la voie Hippo dans plusieurs tissus et types de cellules, mais l’implication de la voie Hippo dans la régulation de la synthèse des gonadotrophines n'a jamais été investiguée. La voie de signalisation Hippo est une cascade de kinases qui contrôle l'activité des corégulateurs transcriptionnels fonctionnellement redondants YAP et TAZ. Afin d’élucider les rôles de YAP/TAZ dans la synthèse et la sécrétion de gonadotrophines, nous avons utilisé une approche de ciblage génique conditionnel (cKO) afin de causer la délétion de Yap/Taz spécifiquement dans les cellules gonadotropes. Nous avons constaté que cette délétion entraînait une augmentation de la sécrétion de la FSH et la LH chez les souris mâles, ainsi qu'une légère augmentation de la densité des spermatozoïdes. Les souris femelles cKO avaient des taux plus élevés de la LH sérique (mais pas de la FSH), qui étaient associés à un phénotype d'hyperfertilité caractérisé par des taux d'ovulation plus élevés et des portées plus nombreuses. Étonnamment, la perte de YAP/TAZ dans les gonadotropes n'a pas semblé affecter les gènes clés liés à la synthèse des gonadotrophines, mais la sécrétion de la LH basale et induite par la GnRH a augmenté dans les cellules hypophysaires de souris cKO cultivées in vitro. Les mêmes résultats ont été obtenus dans la lignée LβT2, une lignée de cellules gonadotropes immortalisées lorsque l’action de YAP/TAZ fut inhibée pharmacologiquement. Ensemble, ces résultats indiquent que YAP/TAZ suppriment la sécrétion des gonadotrophines (en particulier de la LH) dans les cellules gonadotropes et révèlent donc un tout nouveau rôle de la voie Hippo dans la reproduction chez mammifères. / The pituitary gland is responsible for regulating many physiological processes. Through the secretion of gonadotropins FSH and LH, the pituitary is considered a major regulator of reproduction. These hormones are dimeric glycoproteins composed of a common α subunit (CGA) and unique β subunits (LHβ and FSHβ), which confer biological specificity. The synthesis of FSH and LH at pituitary gonadotrope cells depends mostly on the expression of key genes as Fshb and Lhb. GnRH, produced by the hypothalamus, is the primary regulator, but other factors such as activins, which signal through proteins called SMADs, participate in this regulation. The activity of the SMAD pathway can be altered by crosstalk with the Hippo pathway in several tissues and cell types, but whether the Hippo pathway is involved in regulating gonadotropin synthesis has not been determined. The core Hippo signaling pathway consists of a kinase cascade that regulates the activity of the functionally redundant transcriptional co-regulators YAP and TAZ. To elucidate the roles of YAP/TAZ in gonadotropin synthesis and secretion, we decided to use a conditional gene targeting approach (cKO), which allowed us to promote the depletion of Yap/Taz specifically in the gonadotrope cells. Such conditional deletion resulted in increased circulating levels of FSH and LH in male mice, along with a slight sperm density increase. cKO female mice had augmented circulating LH (but not FSH) levels, which were associated with a hyperfertility phenotype characterized by higher ovulation rates and larger litter sizes. Surprisingly, the loss of YAP/TAZ in gonadotropes did not appear to affect key gonadotropin synthesis-related genes, but both basal and GnRH-induced LH secretion was increased in pituitary cells from cKO mice cultured in vitro. Similar results were obtained using pharmacological inhibition of YAP/TAZ in LβT2 gonadotrope-like cells in vitro. Together, these results indicate that YAP/TAZ suppress gonadotropin release (particularly LH) in gonadotrope cells and reveal a completely novel role of the Hippo pathway in mammalian reproduction.

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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Au cours des dernières décennies, la prévalence des maladies neurodégénératives, dont la sclérose latérale amyotrophique (SLA), a augmenté au point d'être considérées comme des maladies épidémiques ayant un énorme impact socio-économique. La SLA est une maladie mortelle des motoneurones caractérisée par la dégénérescence des motoneurones supérieurs et inférieurs. Après des années de recherche, les mécanismes pathologiques demeurent peu clairs. À ce jour, il n'existe aucun traitement efficace pour prévenir, guérir ou arrêter la progression de la maladie. La neuroinflammation et l'activation chronique des cellules microgliales sont l'une des principales caractéristiques de la pathologie de la SLA. Alors que le profil moléculaire de la microglie associée à la maladie (DAM) a été bien caractérisé au niveau de l'ARN, le profil protéomique de la maladie n'est pas bien élucidé. Dans le chapitre 2 de cette thèse, nous avons réalisé une caractérisation fonctionnelle ainsi que des analyses du protéome des DAMs aux différents stades de la maladie dans le modèle SOD1[exposant G93A]. Les analyses fonctionnelles des DAMs dérivées de la moelle épinière lombaire de souris SLA symptomatiques ont révélé: i) un indice mitotique remarquablement élevé; ii) une diminution significative de la capacité phagocytaire par rapport aux microglies de type sauvage; et iii) une réponse attétuée aux stimulateurs de l'immunité innée in vitro et in vivo. L'analyse du protéome a révélé le développement de deux signatures moléculaires distinctes aux stades précoce et avancé de la maladie. Malgré qu'aux stades précoces de la maladie, nous avons identifié plusieurs protéines impliquées dans les fonctions immunitaires de la microglie telles que GPNMB et HMBOX1, aux stades avancés de la maladie, la signature protéique des cellules DAM a été caractérisée par une forte régulation à la hausse de plusieurs protéines non conventionnelles, notamment Rootletin, les protéines des voûtes majeures (MVP) et STK38. L'expression de la GPNMB et de la Rootletin a également été validée dans les tissus humains de la maladie. Il est important de noter que les principales fonctions biologiques associées aux cellules DAM, en particulier celles des stades avancés, n'étaient pas liées à l'immunité/réponse immunitaire, mais plutôt au métabolisme de l'ARN. L'ensemble de nos résultats suggère qu'au fil du temps, les microglies activées de façon chronique dans la SLA développent des signatures protéiques non conventionnelles et perdent progressivement leur identité immunitaire pour finalement se transformer en cellules immunitaires inefficaces. De plus en plus de preuves mettent en évidence le rôle critique du système immunitaire périphérique (SIP) dans la régulation de la pathogenèse de la SLA. Par conséquent, dans le chapitre 3 de cette thèse, nous avons évalué le rôle du SIP dans la régulation de la pathogenèse de la SLA. L'étude du rôle du SIP peut améliorer les stratégies thérapeutiques et la découverte de biomarqueurs. En utilisant un modèle in-vivo appelé «EDTA-TRAP» pour l'analyse de l'état traductionel dynamique des ribosomes au niveau des monocytes/macrophages. Avec des ARNm à l'entrée des ribosomes et des peptides nouvellement synthétisés à la sortie, nous avons observé un arrêt de la traduction et une dissociation marquée des profils d'ARNm et de protéines des monocytes/macrophages. Les ARNm fortement régulés sont impliqués dans les réponses immunitaires innées et enrichis en termes d'infections virales et bactériennes, alors que les peptides régulés n'étaient impliqués que dans les fonctions du cytosquelette. Nous avons détecté une augmentation des niveaux de pSRSF3 dans les PBMCs et le plasma des souris SOD1[exposant G93A]. De plus pSRSF3 montre une localisation cellulaire cytoplasmique. Dans ce contexte, nous avons pointé la protéine de liaison à l'ARN SRSF3 en tant que régulateur principal de la traduction. L'administration intrapéritonéale hebdomadaire des oligos antisens de type Morpholino anti-SRSF3 initiée à un stade avancé de la maladie chez les souris transgéniques SOD1[exposant G93A] a ralenti la progression de la maladie, diminué la perte de poids corporel et prolongé la survie des souris SLA. De façon remarquable, le blocage de SRSF3 dans les monocytes humains en culture a restauré leurs propriétés phagocytaires. Dans l'ensemble, nos résultats présentent de nouvelles cibles possibles pour immunomoduler et reprogrammer la machine inflammatoire plutôt que de la supprimer. De plus, nous avons proposé le SRSF3 comme nouveau biomarqueur potentiel, qui pourrait être utilisé pour la stratification de la maladie SLA. / In the last decades neurodegenerative diseases, including Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), have increased their prevalence until the point of being considered as epidemic diseases with enormous socio-economic impact. ALS is a fatal motoneuron disease characterized by the degeneration of upper and inner motoneurons. After years of research, the pathological mechanisms remain poorly understood. To date, there are no effective treatments to prevent, cure or stop the progression. Neuroinflammation and chronic activation of microglial cells are one of the prominent features of ALS pathology. While the molecular profile of disease-associated microglia (DAM) has been well characterized at the RNA level, the disease-related changes in proteome remain elusive. In chapter 2 of this thesis, we performed a functional characterization together with proteome analyses of DAMs at the different stages of disease in the in the SOD1[superscript G93A] model. Functional analyses of DAMs derived from the lumbar spinal cord of symptomatic ALS mice revealed: i) remarkably high mitotic index ii) a significant decrease in the phagocytic capacity when compared to age-matched wild-type microglia and iii) diminished response to innate immune challenges in vitro and in vivo. Proteome analysis revealed development of two distinct molecular signature at early and advanced stages of disease. While at early stages of the disease, we identified several proteins implicated in microglia immune functions such as GPNMB, Hmbox1, at advanced stages of disease DAM signature at protein levels was characterized with a robust upregulation of several unconventional proteins including Rootletin, major vaults proteins, STK38. Furthermore, we validated the expression of GPNMB and Rootletin in human disease. Importantly, the top associated biological functions of DAMs, in advanced disease, were not related to immunity/immune response, as the top biological functions were linked to RNA metabolism. Together, our results suggest that, over time, chronically activated microglia in ALS develop unconventional protein signatures and gradually lose their immune identity ultimately turning into functionally inefficient immune cells. Increasing evidence pinpoints the critical role of the peripheral immune system (PIS) in regulating the pathogenesis of ALS disease. Therefore, in chapter 3 of this thesis, we evaluated the role of the PIS in regulating the pathogenesis of ALS disease. Investigating the role of the PIS may improve therapeutic strategies and biomarker discovery. Using an in-vivo model system EDTA-TRAP for analysis of the dynamic translational state of monocyte/macrophage ribosomes. With mRNAs as input and newly synthesized peptides as output we observed a shut-down of the translation and a marked dissociation of monocyte/macrophage mRNA and protein profiles. The highly upregulated mRNAs are involving in innate immune responses and enriched in viral and bacterial infection terms while the upregulated peptides were only involving in cytoskeletal functions. We detected increase levels of pSRSF3 in PBMCs and plasma of SOD1[superscript G93A] mice and it showed a cytoplasmic accumulation. In this context, we targeted the RNA binding protein SRSF3 as a master regulator of translation. Weekly intraperitoneal delivery of anti-SRSF3-morpholinos initiated at late symptomatic disease in SOD[superscript G93A] transgenic mice slowed down the disease progression, decreased the body weight loss, and extend the survival of the ALS-model treated mice. Remarkably, targeting SRSF3 in human cultured monocytes restored their phagocytic properties. Taken together, our results present a new possible targets to immunomodulate and re-programmate the inflammatory machine rather than suppress it. Additionally, we proposed SRSF3 as a new potential biomarker, that could be used for ALS disease stratification.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2023 / Les microglies, les cellules immunitaires résidentes du cerveau, sont sensibles aux changements de leur environnement local. Des facteurs environnementaux notamment liés au mode de vie, tels que le sommeil et le stress chronique, peuvent influencer les fonctions microgliales, leur permettant ainsi de répondre à ces facteurs en modulant leur surveillance et leurs interactions dynamiques avec les circuits neuronaux. Cependant, les mécanismes par lesquels la microglie répond à ceux-ci restent méconnus, en particulier chez les femmes. Comme la microglie présente des différences entre les sexes et que les femmes sont plus touchées que les hommes par les conséquences d'un mauvais sommeil ou d'un stress chronique, il est important de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent l'implication de la microglie dans la régulation du sommeil et dans la réponse au stress chronique chez les femmes. Le sommeil est essentiel pour maintenir une bonne santé physique et mentale, il est donc étroitement régulé par de multiples processus. Bien que la plupart des études portant sur la régulation du sommeil ont été menées d'un point de vue neuronal, les cellules gliales ont gagné en intérêt ces dernières années. Il a été démontré que les astrocytes y jouent un rôle important, mais on en sait encore peu sur la microglie. Nous avons donc d'abord voulu déterminer l'implication de la microglie dans la régulation du cycle veille-sommeil en déplétant la microglie chez des souris femelles. Nous avons observé que les souris partiellement déplétées en microglie passaient plus de temps en sommeil lent (NREM) et avaient un nombre accru d'épisodes de sommeil NREM. Ces changements ont été partiellement recouvré par la repopulation microgliale. Nous avons également étudié la transmission synaptique excitatrice dans le cortex moteur primaire, une région impliquée dans la génération des ondes du sommeil, où nous avons observé une altération de celle-ci dépendant de la phase causée par la déplétion microgliale. Nos résultats montrent donc que la microglie est impliquée dans la régulation du sommeil chez les femelles, potentiellement par la modulation de la plasticité synaptique. Ces résultats renforcent l'implication potentielle de la microglie dans le développement et/ou la progression des troubles du sommeil. Outre les troubles du sommeil, le stress chronique est un facteur de risque environnemental important. Si le stress aigu peut être bénéfique à l'organisme pour répondre à certaines situations, il est néfaste lorsqu'il devient chronique, augmentant le risque de développer des maladies métaboliques et des troubles neuropsychiatriques. Le stress chronique coordonne la réponse de l'organisme par la sécrétion de nombreuses hormones, dont les glucocorticoïdes. Dans le cerveau, les récepteurs aux glucocorticoïdes (GR) sont exprimés par différents types de cellules, notamment par la microglie qui régulent les processus inflammatoires induits par le stress. Nous avons donc voulu déterminer dans cette deuxième partie le rôle de la signalisation glucocorticoïde microgliale dans la réponse au stress chronique. Nous avons généré un modèle de souris dans lequel la microglie est déplétée en GR et l'avons exposé à un hébergement contrôle ou à un stress léger chronique imprévisible (UCMS). Bien que la déplétion microgliale des GR n'ait pas empêché la capacité des souris à répondre au stress, elle a affecté les mécanismes microgliaux et neuronaux de l'hippocampe qui sous-tendent l'adaptation au stress. Suivant le UCMS, les souris de type sauvage présentaient une plus grande arborisation microgliale, alors qu'aucune différence n'a été observée chez les souris sans GR microgliaux dans le *stratum radiatum* de l'hippocampe, une des régions les plus affectées par l'exposition au stress chronique. De plus, les microglies dépourvues de GR (par rapport aux souris témoins de type sauvage) ont montré une réduction des niveaux d'expression des gènes pro-inflammatoires et une augmentation des gènes neuroprotecteurs et anti-inflammatoires. Ce phénomène était accompagné d'une diminution de la potentialisation à long terme et du rapport des impulsions appariées dans l'hippocampe. Enfin, l'absence de GR microgliaux a augmenté la neurogénèse, indépendamment de l'exposition au stress. Ces résultats montrent donc que les GR sont impliqués dans la réponse microgliale au stress chronique et contribuent à la modulation par la microglie des fonctions de l'hippocampe chez les femelles. Ces observations mettent en évidence de nouveaux mécanismes microgliaux impliqués dans la régulation du sommeil et dans la réponse au stress chronique. Ces bases mécanistiques pourraient être utilisées pour modulerles fonctions microgliales et atténuer les symptômes ou prévenir des troubles plus sévères causés par le stress chronique ainsi que par des troubles du sommeil chez les femmes. / Microglia, the brain's resident immune cells, are sensitive to changes in their local environment. Lifestyle or environmental factors, such as sleep and chronic stress, can influence microglial functions, allowing these cells to respond by modulating their surveillance and dynamic interactions with neuronal circuits. However, the mechanisms by which microglia respond to these factors remain unclear, particularly in females. As microglia present sex differences, and women are more affected than men by the consequences of poor sleep quality and chronic stress, it is important to provide a better understanding of the mechanisms underlying microglial involvement in the regulation of sleep and response to chronic stress in females. Sleep is a physiological state essential to maintain proper physical and mental health, which is tightly regulated through multiple processes. While most studies investigating sleep regulation have been conducted from a neuronal point of view, glial cells have gained more interest in recent years. Astrocytes, a type of glial cell, have been shown to be important players in sleep regulation, but less is known about microglia. We first aimed to determine the role of microglia in the regulation of the sleep-wake cycle by depleting microglia in female mice. We observed that mice partially depleted of microglia spent longer periods of time in non-rapid eye movement (NREM) sleep and had an increased number of NREM episodes. These changes were partially normalized by microglial repopulation. We also investigated synaptic transmission in the primary motor cortex, a region involved in the generation of sleep oscillations, where we observed that microglial depletion altered excitatory synaptic transmission in a phase-dependent manner. Our results show that microglia are involved in sleep regulation in females, potentially through the modulation of synaptic plasticity. These findings further strengthen the role of microglia in the development and/or progression of sleep disorders. Chronic stress, alongside sleep disturbances, is an important environmental risk factor. While an acute stress response can be beneficial for the organism to respond to certain situations, it can be detrimental to physical and mental health when it becomes chronic, increasing the risk of developing metabolic diseases and neuropsychiatric disorders. Chronic stress leads to the secretion of numerous hormones, including glucocorticoids by the adrenal glands. In the brain, glucocorticoid receptors (GR) are expressed by various cell types including microglia, which regulate stress-induced inflammatory processes. Therefore, we aimed to determine in the second part of the thesis the role of microglial glucocorticoid signaling in response to chronic stress. We generated a mouse model in which microglia were depleted of glucocorticoid receptors (GR) and the mice were exposed either to a control housing condition or to stressors (unpredictable chronic mild stress; UCMS). Although microglial GR depletion did not prevent stress-induced anxiety-like behaviours and anhedonia, it affected hippocampal microglial and neural mechanisms underlying the adaptation to stress. Indeed, following UCMS, wild-type mice had an increased microglial arborization area, while no difference was observed in the microglial GR-depleted mice in the hippocampal *stratum radiatum*, one of the main regions affected by chronic stress. Furthermore, microglial GR-depleted mice (versus wild-type controls) showed reduced expression of pro-inflammatory genes and increased expression of microglial homeostatic and anti-inflammatory genes in the hippocampus. This phenomenon was accompanied by a reduction of hippocampal *cornu ammonis* 1 (CA1) long-term potentiation and paired-pulse ratio. Lastly, microglial GR deficiency increased the formation of newborn neurons in the dentate gyrus subgranular zone independently of stress exposure. Overall, these results showed that GR are involved in the microglial response to chronic stress and in microglial modulation of hippocampal functions in female mice. Altogether, our observations highlight novel microglia-mediated mechanisms involved in the response to chronic stress and in the regulation of sleep. These mechanistic foundations could be used to modulate microglial functions and alleviate symptoms or prevent more severe disorders caused by chronic stress, as well as sleep disturbances, in females.

**PROBLÉMATIQUE.** Les impacts de la nutrition sur la santé cardiovasculaire et métabolique sont bien connus, mais ceux sur la santé pulmonaire demeurent peu étudiés. Les souris sous diète déficiente en méthionine et en choline (MCD), deux nutriments essentiels, présentent des niveaux sériques de phosphatidylcholine diminués, des fonctions pulmonaires altérées et des anomalies hépatiques. **OBJECTIFS.** Investiguer les effets d'une supplémentation en lécithine de jaune d'œuf riche en phosphatidylcholine chez les souris sous diète MCD et chez les souris sous diète contrôle. **MÉTHODES.** Des souris ont reçu la diète MCD pendant deux semaines puis sont retournées sur une diète contrôle ou ont poursuivi la diète MCD et ont reçu un gavage quotidien de lécithine de jaune d'œuf pendant quatre jours. Des souris sous diète contrôle ont reçu un gavage quotidien de lécithine ou de véhicule pendant quatre jours. Les fonctions pulmonaires ont été mesurées avec le FlexiVent. La phosphatidylcholine a été dosée dans le sérum et dans le liquide du lavage bronchoalvéolaire. Le cholestérol total et l'activité de l'ALT ont été mesurés dans le sérum et les triglycérides hépatiques ont été dosés. **RÉSULTATS.** La supplémentation en lécithine a rétabli les niveaux sériques de phosphatidylcholine et de cholestérol total, prévenu les dommages hépatocellulaires et renversé l'accumulation de triglycérides hépatiques, mais n'a pas rétabli les fonctions pulmonaires des souris sous diète MCD. En l'absence de carence nutritionnelle, la supplémentation en lécithine a entrainé une diminution du poids du foie et des changements sur les fonctions pulmonaires. **CONCLUSIONS.** Les effets de la carence nutritionnelle en méthionine et en choline sur le foie sont renversés par la supplémentation en lécithine, mais pas ses effets sur le poumon. Le rôle de la méthionine et de la choline sur la santé pulmonaire mérite davantage d'investigation, particulièrement en raison de la faible consommation de choline dans la population générale. / **BACKGROUND.** The impacts of nutrition on cardiovascular and metabolic health are well known, but those on pulmonary health remain understudied. Mice fed a methionine-choline deficient (MCD) diet, two essential nutrients, show decreased serum phosphatidylcholine levels, impaired lung functions and liver abnormalities. **OBJECTIVES.** To investigate the effects of phosphatidylcholine-rich egg yolk lecithin supplementation in mice fed a MCD diet and in mice fed a control diet. **METHODS.** Mice were fed a MCD diet for two weeks prior to being switched to a control diet or continued to be fed the MCD diet and received a daily gavage of egg yolk lecithin for four days. Mice fed the control diet received daily gavage of lecithin or vehicle for four days. Lung functions were measured using the FlexiVent. Phosphatidylcholine was quantified in serum and in bronchoalveolar lavage fluid. Total cholesterol and ALT activity were quantified in serum and hepatic triglycerides were measured. **RESULTS.** Lecithin supplementation restored serum phosphatidylcholine and total cholesterol levels, prevented liver damage, and reversed hepatic triglyceride accumulation, but did not restore lung functions in mice fed the MCD diet. In the absence of nutritional deficiency, lecithin supplementation led to a decrease in liver weight and changes in lung function. **CONCLUSIONS.** The effects of methionine and choline nutritional deficiency on the liver are reversed by lecithin supplementation, but not its effects on the lung. This suggests that methionine and choline are critical nutrients in the lung and, since choline intake is insufficient in the general population, their impact on pulmonary health and disease requires further investigation.