Les travaux de la thèse se sont articulés autour de la synthèse totale d’un composé naturel isolé à partir de la plante Scorzoneraradiata, la RCZ. Lors d’un criblage sur un panel de kinases, dont la kinase DYRK1A, les résultats ont montré la très grande sélectivité de ce composé avec une action d’inhibition sur DYRK1A (IC50 = 220 nM). De nombreuses études disponibles dans la littérature ont établi le lien entre la dérégulation de la protéine DYRK1A avec le syndrome de Down (trisomie 21) et certaines maladies neurodégénératives tel que la maladie d’Alzheimer. En vue de l’obtention de ce composé prometteur présentant un squelette dihydrostilbène porteur d’une fonction cétone et d’un groupement osidique. Trois voies d’approche ont été successivement mises en œuvre. Le groupement cétone est construit par le biais d’une réaction de Sonogashira suivit par une hydratation en présence d’un sel mercurique. La réaction de Wittig permet l’assemblage du squelette stilbène. Lors de la première approche, un isomère de position du composé final avec un pouvoir inhibiteur divisé par dix par rapport à RCZ a été obtenu. L’utilisation de différents groupements protecteurs a permis l’obtention du composé final RCZ en seulement 15 étapes. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives dans le développement d’analogues par des pharmacomodulations en se basant sur les informations fournies par le co-cristal de RCZ avec la protéine DYRK2. / This thesis focuses on the synthesis of RCZ, a natural compound isolated from the plant Scorzonera radiata. During a high-throughput screening, this compound has demonstrated, on a large panel of kinases, a high and unusual degree of selectivity against the kinase DYRK1A. On a structural point of view, the compound is a glycosylated dihydrostlibene, which also bears two phenols and an acetyl group. Recently, a link between the deregulation of the kinase DYRK1A with Down syndrom and some neurodegenerative diseases such as Alzheimer disease has been established. In order to perform the synthesis of this compound, three approaches were undertaken. In these approaches, the acetyl group was built through a Sonogashira coupling followed by a mercury salt catalyzed hydration of the acetylenic group. Also, the stilbene scaffold was always obtained by Wittig condensdation. In the first approach, an isomer was obtained with approximately a ten times less potent inhibitory activity against DYRK1A than RCZ. By the use of different protective groups the final compound RCZ was successfully obtained. In conclusion, a total and efficient synthesis of RCZ has been constructed in 15 steps. This work opens future perspective in the design of new inhibitors based on the determination of the crystal structure of the RCZ-DYRK2 complex.

Les fonctions cardiovasculaires doivent répondre à des stimulations physiologiques importantes et différentes lors de l'exercice physique, de l'exposition à la haute altitude ou de tests de stimulation spécifiques du système nerveux autonome. Nous avons dans ce travail de thèse, étudié les modulations autonomiques consécutives à l'exercice (entraînements / compétition ou réentraînement), à l'hypoxie ou à des tests de stimulation adrénergiques afin de faire le lien avec la fatigue et/ou la limitation à l'effort. Le suivi de coureurs à pieds séniors nous a permis d'observer une majoration de l'activité sympathique ainsi qu'une diminution du tonus parasympathique sous l'effet de l'entraînement, et plus encore de la compétition. Dans un second temps, nous avons analysé les réponses adaptatives de sujets exposés à une hypoxie brutale par le biais de tests d'orthostatisme, et mis en évidence une dysautonomie transitoire les deux premiers jours d'exposition à l'altitude, suivie d'un retour vers des valeurs basales le quatrième jour. Notre troisième protocole a montré que les fibromyalgiques présentent une qualité de vie et une capacité d'exercice altérées ainsi que des réponses autonomiques à l'orthostatisme émoussées comparées à des sujets témoins. Cependant, un entraînement en endurance de 12 semaines à intensité modérée, semble bénéfique sur la qualité de vie des patientes, et améliore les paramètres d'exercice et de modulation de l'activité du système nerveux. Enfin, nous avons confirmé que les sujets trisomiques présentaient une capacité d'exercice ainsi qu'une fonction cardio-respiratoire altérées par rapport à des sujets contrôles appariés en âge. Les tests de stimulations du système nerveux autonome montrent aussi une dysautonomie marquée, avec des réponses autonomiques émoussées qui peuvent être mises en lien avec une capacité d'effort limitée et/ou l'apparition d'une fatigue précoce à l'effort chez les trisomiques 21. Notre travail, par l'analyse de la variabilité cardiaque, a donc permis de mettre en évidence des altérations de l'activité autonomique qui peuvent être durables ou transitoires, selon l'environnement, selon le niveau d'activité ou l'existence de pathologies. / Cardiovascular functions have to answer to important physiological stimulations during physical activity, high altitude exposure, or specific stimulation tests of the autonomic nervous system. In this thesis work, we studied autonomic modulations after exercise (training/competition or retraining), hypoxia or adrenergic stimulation tests in order to link them with fatigue and/or effort limitation. Senior runners' follow-up allowed us to observe an increase in sympathetic activity and also a decrease in parasympathetic tone with training and particularly competition. In a second time, we analyzed the adaptive responses of subjects exposed to rough hypoxia through orthostatic tests and we highlighted a transitional dysautonomia during the first two days of altitude exposure followed by a return to basal values on the fourth day. Our third protocol has demonstrated that fibromyalgic patients show altered life quality and exercise capacity and also blunted autonomic responses to orthostatism compared to control subjects. However, twelve weeks of endurance training in moderate intensity seems to be beneficial on patients' life quality and improves exercise parameters and modulation of the activity of the nervous system. Finally, we have confirmed that subjects with Down syndrome showed altered exercise capacity and cardio-respiratory function in comparison to aged matched control subjects. Stimulation tests of the autonomic nervous system also show a marked dysautonomia with blunted autonomic responses, which can be linked to a limited effort capacity and/or to the appearance of an early fatigue to exercise in subjects with Down syndrome. Our work, thanks to cardiac variability analysis highlighted alterations in autonomic activity, which could be lasting or transient, depending on the environment, the activity level or the existence of pathologies.

La trisomie 21 (T21) résulte de la présence d’une extra-copie du chromosome 21 (Chr21). Parmi les gènes candidats impliqués dans les déficits cognitifs liés à la T21, DYRK1A est un des plus pertinents. Des études ont montré une corrélation entre l’augmentation de son activité kinase avec les déficits mnésiques observés dans les modèles murins de T21. Afin de comprendre les mécanismes sous-jacents aux altérations cognitives causées par son surdosage, nous avons utilisé des modèles murins sur-exprimant DYRK1A seule ou en plus d’autres gènes orthologues au Chr21, ainsi que des inhibiteurs spécifiques de DYRK1A (Leucettines) synthétisés par ManRos Therapeutics. Ici sont présentées les conséquences d’un traitement chronique avec ces Leucettines sur la cognition de ces animaux. Des analyses du phosphoprotéome de ces souris traitées ou non avec une des Leucettines, la L41, a mis en lumière des cibles et mécanismes biologiques impliqués dans les perturbations mnésiques de ces animaux. Enfin, ce projet a surtout permis de mettre en évidence un nouvel inhibiteur plus sélectif pour DYRK1A comme candidat-médicament pour l’amélioration des fonctions cognitives des porteurs de la T21. / Down Syndrome (DS), is due to the presence of an extra copy of chromosome 21 (Ch21). Among the candidates implicated in DS intellectual disabilities, DYRK1A is one of the most relevant. Several studies have shown a correlation between an increase of its kinase activity and the intellectual defects observed in DS models. In order to understand the mechanisms underlying the impact of DYRK1A overdosage on cognitive alterations, we used several trisomic mouse models expressing DYRK1A alone or with additional Hsa21 orthologous genes and specific DYRK1A inhibitors (Leucettines) from ManRos Therapeutics. We will present here the consequence of the Leucettines treatment following repetitive administration to several DS mouse models on the behavior and cognition. Further analysis of the phosphoproteome of DS mouse models treated or not with one of the Leucettine, the L41, unravels a few targets and pathways which are involved in the cognitive alterations observed in these trisomic mice. These results support the potential of more selective DYRK1A inhibitor as a therapeutic approach to improve cognitive functions in DS patients.

Gliomas are brain tumors arising from neuroglia. In most cases astrocytic or oligodendroglial component is the main element of the tumor. Non-random chromosomal abberations are found in tumor cells as was revealed previously. The aim of this study was a fluorescence in-situ hybridisation analysis (FISH) of tissue samples obtained during neurosurgical procedures, determine the frequence of selected chromosomal abberations, further correlation with morphological and clinical data and statistical analysis of the results. During six years 264 tissue samples were gained in which FISH with defined probes was performed. The acquired results were compared with histological analysis and selected clinical data (age, Karnofsky score, extent of resection, overall survival). The whole series was divided into 7 groups by tumor type for further statistical analysis. In every group median and mean survival time was calculated, Kaplan-Meier analysis was focused on influence of selected parameters to overall survival. In some categories Cox regression model was created to achieve a hazard ratio of selected parameters. In WHO Grade II and III tumors the risk of malignant progression and tumor upgrading is significantly higher in comparison with samples where specific abberations were not found (EGFR amplification, CDKN2A and...

Malgré les avancées technologiques, l’écriture manuscrite continue d’être une habileté hautement sollicitée dans le cadre scolaire et constitue en partie les bases d’une intégration et d’une participation à une vie communautaire réussie. A ce jour, l’étude de l’écriture manuscrite chez des personnes porteuses de trisomie 21 (T21) reste un domaine peu abordé par la communauté scientifique. L’objectif de cette recherche est d’étudier les habiletés d’écriture chez des enfants et adultes T21 comparativement à la population typique de même âge de développement et âge chronologique. Une tâche de copie de texte et l’écriture de lettres isolées sur une tablette graphique mettent en évidence une similarité des capacités d’écriture entre le groupe T21 et le groupe d’enfants typiques de même âge de développement. Différents facteurs individuels influençant l’écriture sont également mis en évidence parmi la coordination de la motricité fine et le contrôle visuo-moteur dans la population T21. Enfin, la présentation de lettres selon différentes modalités induit une amélioration de la fluidité et de la trajectoire d’écriture lors d’une présentation visuelle du tracé et d’instructions verbales. L’ensemble des résultats va dans le sens de l’hypothèse d’un retard de développement ne mettant pas en évidence de déficit spécifique dans la population T21. Nos résultats suggèrent de s’intéresser à l’impact de rééducations ciblées sur la coordination motrice fine et l’intégration visuo-motrice et d’un entraînement visuel et verbal pour tenter d’améliorer la trace écrite ainsi que l’exécution des mouvements d’écriture chez les personnes T21. / Despite technological advances, handwriting continues to be a highly solicited skill in the school setting and constitutes, in part, the basis of successful integration and participation in community life. To this day, the study of handwriting in people with Down syndrome (DS) remains a field of study that is not well addressed by the scientific community. The objective of the current research is therefore to study writing skills in children and adults with DS compared to mental-age-matched and chronological-age-matched typically developing population. A task of copying text and writing single cursive letters on a graphics tablet reveal similar handwriting capacities between the DS group and the group of typical children of the same developmental age. Different individual factors influencing writing are also highlighted among fine motor skill and visuo-motor control in the DS population. Finally, letters presentation in different modalities shows evidence of improvement of letter writing in fluidity and trajectory through visualization of tracing and verbal instructions. Overall, the results are consistent with the hypothesis of a developmental delay and do not underline in the DS population. Our results encourage further investigation into the impact of tasks that lend themselves to fine motor skill and visuo-motor control and also training on the trajectory of writing with the aid of visual and verbal cues in order to attempt to improvement of quality and speed of writing as well as movement execution involved in writing in persons with DS.

La Trisomie 21 ou Syndrome de Down, est due à la présence surnuméraire du chromosome 21 humain (Hsa21), le surdosage génétique qui en résulte provoque différents phénotypes. Cette pathologie est la première cause de retard mental. Notre étude vise à savoir si l’aneuploïdie d’un intervalle génétique, encore non étudié, entraîne des modifications dans la mise en place des processus à l’origine des facultés cognitives. Cet intervalle, entre les gènes Cstb et Prmt2 est porté par le chromosome murin 10 (MMU10) au sein d’une portion homologue à la partie télomérique du Hsa21. Pour cela de nouveaux modèles murins ont été créés, Ms4Yah est monosomique et Ts3Yah est trisomique pour cet intervalle. Le but est donc de caractériser les conséquences de l’aneuploïdie sur le fonctionnement des neurones permettant l’encodage des informations, appelé plasticité synaptique à long terme. Nous avons enregistré ce phénomène au niveau de la communication entre le cortex et le striatum, structures impliquées dans les processus mnémoniques, grâce à la technique électrophysiologique de patch clamp en configuration cellule entière. Ces enregistrements sont faits in vitro sur tranches de cerveaux de souris. Les propriétés électrophysiologiques des NETMs ont été caractérisées. La plasticité synaptique corticostriatale à long terme de type glutamatergique a été étudiée avec des protocoles de stimulation spécifiques, appliqués au niveau cortical. Des protocoles de conditionnement à haute et à basse fréquence ont été utilisés. Nous avons observé que l’aneuploïdie portée par les modèles avait une influence sur la mise en place de la plasticité synaptique corticostriatale à long terme qui est différente en fonction du dosage génétique. Ms4Yah met en place une DLT suite au protocole SHF de même que Ts3Yah. Lorsque le protocole SBF est utilisé Ms4Yah met en place une forme de plasticité à court terme contrairement à Ts3Yah qui présente une DLT. L’intervalle étudié ici jouerait donc un rôle dans le phénotype de la Trisomie 21. Certains gènes de l’intervalle semblent être de bons candidats pour expliquer les phénomènes observés, notamment S100b, Pcbp3 et Trmp2. / Trisomy 21 or Down syndrome is due to a third copy of human chromosome 21 (Hsa21) in the genome, this leads to a global genetic overexpression which results on multiple behavioral phenotypes. This pathology is the first and most common cause of mental retardation. Our study aims to understand whether an aneuploidy of a non-studied genetic interval, included in Hsa21, causes changes in processes mediating intellectual abilities. This interval, between Ctsb and Prmt2, is located on murine chromosome 10 (MMU10) within an homologous portion of the Hsa21 telomeric part. Thus, new mouse models have been engineered, Ms4Yah is monosomic and Ts3Yah trisomic for Cstb-Prmt2 interval. Hence, the aim of this project is to characterized aneuploidy consequences on neuronal functions which lead to information encoding, named long term synaptic plasticity. We have recorded this phenomenon within cortex-striatum neuronal connexion, which is involved in mnemonic processes, using whole-cell patch-clamp electrophysiological technique. Records were made in vitro on mouse horizontal brain slice. We characterized METMs electrophysiological properties. Then, glutamatergic corticostriatal long term synaptic plasticity was studied with specific stimulation protocols applied on the cortex. High and low frequency conditioning protocols were used. We observed that aneuploidy of the models influenced corticostriatal long term synaptic plasticity setting which is different according to the genetic dosage. Ms4Yah showed LTD after HFS protocol like Ts3Yah. But when SBF was applied, Ms4Yah shows a short term plasticity form, conversely Ts3Yah shows anew a LTD. The studied interval may play here a role in phenotype of Trisomy 21. Some of the genes comprised in the Ctsb-Prmt2 interval seemed to be good candidates to explain observed phenotypes, namely S100b, Pcbp3 and Trmp2.

Gliomas are brain tumors arising from neuroglia. In most cases astrocytic or oligodendroglial component is the main element of the tumor. Non-random chromosomal abberations are found in tumor cells as was revealed previously. The aim of this study was a fluorescence in-situ hybridisation analysis (FISH) of tissue samples obtained during neurosurgical procedures, determine the frequence of selected chromosomal abberations, further correlation with morphological and clinical data and statistical analysis of the results. During six years 264 tissue samples were gained in which FISH with defined probes was performed. The acquired results were compared with histological analysis and selected clinical data (age, Karnofsky score, extent of resection, overall survival). The whole series was divided into 7 groups by tumor type for further statistical analysis. In every group median and mean survival time was calculated, Kaplan-Meier analysis was focused on influence of selected parameters to overall survival. In some categories Cox regression model was created to achieve a hazard ratio of selected parameters. In WHO Grade II and III tumors the risk of malignant progression and tumor upgrading is significantly higher in comparison with samples where specific abberations were not found (EGFR amplification, CDKN2A and...

La trisomie 21 (t21) est l'anomalie génétique la plus fréquente à l'origine d'une déficience intellectuelle. Bien que la recherche concernant le stéréotype social de la t21 soit limitée, les personnes porteuses de t21, et particulièrement les enfants, semblent être associées à des traits de personnalité tels que « affectueux » et « heureux », les caractéristiques positives l'emportant sur les négatives comme « retardé ». Cependant, ce stéréotype positif coexiste avec des attitudes ambivalentes notamment à propos de l'intégration scolaire de ces enfants. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier ce stéréotype au niveau implicite ainsi que l'impact des caractéristiques faciales sur le stéréotype au niveau explicite et implicite. Nos résultats confirment d'une part, un stéréotype social positif explicite dans des échantillons d'étudiants, d'adultes non étudiant et de professionnels du handicap intellectuel. Les visages d'enfants présentant plus de traits faciaux associés à la t21 sont associés à un stéréotype moins positif que ceux en présentant moins. D'autre part, nous mettons en évidence un stéréotype négatif au niveau implicite, même chez les professionnels du handicap. Nous étudions l'influence des variables individuelles sexe, familiarité avec la t21 et théories implicites de l'intelligence sur le stéréotype explicite et implicite. Puis, nous montrons une relation négative entre la typicalité des visages et le jugement sur l'intelligence alors que nous n'observons pas de relation significative entre la typicalité des visages et le niveau cognitif. Nous discutons l'implication de ces résultats sur l'étude du stéréotype et sur les personnes stigmatisées. / Trisomy 21 (t21) or Down syndrome is the most frequent genetic disorder associated with intellectual disability. Although research on the social stereotype toward t21 is very limited, it seems that persons with t21 are typically viewed as “affectionate” and “happy”; with positive personality traits prevailing over the negative ones (e.g., “mentally retarded”). However, this positive stereotype coexists with ambivalent attitudes. The main objective of this study was to investigate the stereotype at the implicit level and the impact of t21 facial features on the stereotype of t21 at the both explicit and implicit levels. Our results confirm, on one hand, a positive social stereotype explicit in samples of young adult students, non-student adults and professional caregivers working with intellectually disabled persons. The positive bias typically found in explicit judgments of children with t21 is smaller for those whose facial features are highly characteristic of this disorder, compared to their counterparts with less distinctive features and to typically developing children. On the other hand, we also show that this bias can coexist with negative evaluations at the implicit level, even among professional caregivers but to a lesser extent. We study the influence of individual variables sex, familiarity with the t21 and implicit theories of intelligence on explicit and implicit stereotypes. Finally, we show a negative relationship between t21 typicality of faces and the judgment of the intelligence as we do not observe a significant relationship between typicality and the cognitive level. We discuss the implications of these results.

Les fonctions cardiovasculaires doivent répondre à des stimulations physiologiques importantes et différentes lors de l'exercice physique, de l'exposition à la haute altitude ou de tests de stimulation spécifiques du système nerveux autonome. Nous avons dans ce travail de thèse, étudié les modulations autonomiques consécutives à l'exercice (entraînements / compétition ou réentraînement), à l'hypoxie ou à des tests de stimulation adrénergiques afin de faire le lien avec la fatigue et/ou la limitation à l'effort. Le suivi de coureurs à pieds séniors nous a permis d'observer une majoration de l'activité sympathique ainsi qu'une diminution du tonus parasympathique sous l'effet de l'entraînement, et plus encore de la compétition. Dans un second temps, nous avons analysé les réponses adaptatives de sujets exposés à une hypoxie brutale par le biais de tests d'orthostatisme, et mis en évidence une dysautonomie transitoire les deux premiers jours d'exposition à l'altitude, suivie d'un retour vers des valeurs basales le quatrième jour. Notre troisième protocole a montré que les fibromyalgiques présentent une qualité de vie et une capacité d'exercice altérées ainsi que des réponses autonomiques à l'orthostatisme émoussées comparées à des sujets témoins. Cependant, un entraînement en endurance de 12 semaines à intensité modérée, semble bénéfique sur la qualité de vie des patientes, et améliore les paramètres d'exercice et de modulation de l'activité du système nerveux. Enfin, nous avons confirmé que les sujets trisomiques présentaient une capacité d'exercice ainsi qu'une fonction cardio-respiratoire altérées par rapport à des sujets contrôles appariés en âge. Les tests de stimulations du système nerveux autonome montrent aussi une dysautonomie marquée, avec des réponses autonomiques émoussées qui peuvent être mises en lien avec une capacité d'effort limitée et/ou l'apparition d'une fatigue précoce à l'effort chez les trisomiques 21. Notre travail, par l'analyse de la variabilité cardiaque, a donc permis de mettre en évidence des altérations de l'activité autonomique qui peuvent être durables ou transitoires, selon l'environnement, selon le niveau d'activité ou l'existence de pathologies.

La trisomie 21 est la première cause de retard mental, phénotype majeur de la maladie. Elle est due à la présence d’un chromosome 21 supplémentaire. De nombreux gènes sont présents sur ce chromosome mais quelques-uns ont été proposés comme candidats pour les phénotypes neurocognitifs associés à la maladie, notamment le gène Dyrk1a. Il code pour une sérine-thréonine kinase, DYRK1A, à rôle majeur dans le développement cérébral et l’activité synaptique. Le cortex préfrontal sous-tend un ensemble de fonctions cognitives supérieures dont les fonctions exécutives et est impliqué dans la régulation du comportement émotionnel et de l’humeur, composantes largement affectées dans la trisomie 21. Ce travail de thèse a permis de caractériser des défauts majeurs de la transmission et la plasticité synaptique glutamatergique au sein du cortex préfrontal de deux modèles murins différents de trisomie 21: le modèle mBACtgDyrk1a surexprimant le gène murin Dyrk1a et le modèle Ts65Dn surexprimant 130 gènes de l’analogue murin du chromosome 21 dont Dyrk1a. Un autre versant de l’étude a concerné l’utilisation d’un composé inhibiteur de l’activité DYRK1A ou d’autres cibles cellulaires pour corriger les altérations préfrontales observées, constituant ainsi de nouvelles pistes thérapeutiques pour les phénotypes neurocognitifs associés à la trisomie 21. / Down syndrome is the major cause of mental retardation, the main phenotype of the pathology. It is due to an extra chromosome 21. Many genes have been proposed as candidates for the neurocognitive phenotypes of Down syndrome, notably Dyrk1a. It encodes the serine-threonine kinase DYRK1A which is involved in brain development and synaptic functions. The prefrontal cortex mediates higher cognitive functions, such as executive functions and emotional regulation. This study highlighted major deficits in prefrontal cortex glutamatergic transmission and plasticity of two mouse models for Down syndrome: the overexpressing Dyrk1a mBACtgDyrk1a model and the Ts65Dn model, overexpressing around 130 murine orthologous genes of HSAS21 chromosome. Another aspect of this study was the development of new effective therapeutic strategy for Down syndrome neurocognitive phenotypes based on DYRK1A or other cellular targets activity inhibition.