Les neuropeptides tels que la vasopressine et l’ocytocine, hormis leurs actions périphériques bien connues, régulent de nombreuses fonctions cognitives et comportementales via une action centrale. Récemment, il a été démontré que la vasopressine régule, par le biais des récepteurs centraux V1A, V1B et OT de l’ocytocine, l’humeur, l’apprentissage et les désordres affectifs évoluant dans le système limbique. Néanmoins, les isoformes V1A et V1B restent les moins étudiées, souffrant d’un manque d’outils pharmacologiques sélectifs. Chez le rat, un modèle animal des plus utilisé en laboratoire, aucun agoniste de haute affinité sélectif du récepteur V1A n’a été caractérisé. De la même façon pour le récepteur V1B, nous manquons d’outils sélectifs permettant sa localisation dans le système nerveux central. D’où la nécessité de développer de nouvelles molécules sélectives pour répondre à ces besoins. Ceci nous a conduit, lors de ce travail de thèse, à privilégier deux axes de recherches ciblant : Le récepteur V1A.Cette partie concerne la caractérisation des propriétés pharmacologiques d’un nouveau composé, le FE 201874. Ce composé, dérivé du F-180 a été présenté comme un agoniste sélectif du récepteur V1A humain à courte durée de vie. Les résultats de cette étude ont confirmé que le FE 201874 est un très bon ligand sélectif V1B/V1A et V2/V1A vis à vis des expériences de liaison et peu sélectif OT/V1A, ce composé ayant une affinité non négligeable pour le récepteur OT. Son caractère, agoniste V1A et antagoniste OT lui confère une sélectivité complète V1A pour toute approche fonctionnelle. La validation des résultats s’est faite également par des approches ex vivo et in vivo qui ont confirmé le caractère agoniste sélectif du FE 201874. Notre étude a permis donc à la caractérisation du premier agoniste sélectif du récepteur V1A chez le rat. Ce peptide sélectif serait particulièrement utile pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques ou pour les études pharmacologiques ayant pour but de mieux comprendre les rôles centraux de ces récepteurs dans les pathologies comportementales et les pathologies liées au stress. Le récepteur V1B Cette partie concerne la caractérisation des propriétés pharmacologiques et de marquage de ligands fluorescents dérivés de la d[Leu4,Lys8]VP, le premier agoniste sélectif du récepteur V1B, en vue d’étudier la distribution centrale des récepteurs V1B chez le rat. Les résultats obtenus ont montré que les 3 analogues testés sont des agonistes sélectifs V1A/V1B et V2/V1B et peu si ce n’est pas sélectif OT/V1B. Leur capacité à marquer les récepteurs V1B en système hétérologue de culture cellulaire et en culture cellulaire primaire a également été évaluée, démontrant que ces ligands fluorescents représentent d’excellents outils pour le marquage et l’étude de la localisation des récepteurs V1B. Ces ligands ont ensuite été utilisés sur coupes fraiches de cerveau de rat pour l’étude de la distribution des récepteurs V1B centraux dans les régions impliquées dans les différents processus comportementaux. Plusieurs sites ont été détectés parmi lesquels l’hippocampe, du cortex, de l’amygdale, de l’hypothalamus le bulbe olfactif Enfin, en tenant compte de la nature agoniste de ces ligands fluorescents, l’activation de la voie MAP kinase au niveau des tranches cérébrale a été également mise en évidence. / Neuropeptides such as vasopressin and oxytocin, apart from their well-known peripheral actions, regulate many cognitive and behavioral functions via central action. Recently, it has been demonstrated that vasopressin regulates, through the central receptors V1A, V1B and OT of oxytocin, mood, learning and affective disorders evolving in the limbic system. Nevertheless, the V1A and V1B isoforms remain the least studied, suffering from a lack of selective pharmacological tools. In the rat, an animal model most used in the laboratory, no agonist of high selective affinity of the receptor V1A was characterized. In the same way for the V1B receptor, we lack selective tools allowing its localization in the central nervous system. Hence the need to develop new selective molecules to meet these needs. This led us, in this thesis, to focus on two axes of research aimed at

Parmi les différentes fonctions du système hypothalamo-neurohypophysaire, il est notamment mis en jeu dans les voies de contrôle de l'osmolalité plasmatique et il est en particulier stimulé lors d'une déshydratation de l'organisme. Ce système reçoit des afférences provenant de la périphérie, telles que celles issues du sinus carotidien, mais aussi des informations intrinsèques au système nerveux central (SNC) en provenance de certains organes circumventriculaires. Le système de contrôle de l'osmorégulation passe par ces structures et des informations telles que l'osmolalité plasmatique peuvent être rapidement intégrées pour adapter le niveau de libération de l'arginine-vasopressine (AVP), hormone anti-diurétique qui contrôle la réabsorption de l'eau au niveau du néphron. Le noyau supraoptique (NSO), où siègent les neurones magnocellulaires synthétisant l'AVP, reçoit donc de nombreuses afférences qui modulent son activité, telles que des afférences impliquant la noradrénaline (NA), majoritaires, ainsi que des afférences aminoacidergiques qui libèrent le glutamate, l'aspartate et le GABA. Notre équipe s'intéresse aux mécanismes de régulation de l'expression et de libération d'AVP par les afférences noradrénergiques. L'effet de la noradrénaline passe par une voie nitrergique (NO) pour le contrôle de l'expression de l'AVP (Grange-Messent et al, 2004). Par ailleurs, les travaux de S. Mélik-Parsadaniantz et de son équipe ont démontré que l'expression des chimiokines, notamment la chimiokine SDF1 ainsi que son récepteur CXCR4, augmentait au cours de la déshydratation (Callewaere et al., 2006). La démonstration de la présence de chimiokines dans les neurones magnocellulaires et de leur implication au cours de la déshydratation ainsi que les résultats que nous avons obtenus sur le NO suggèrent que les médiateurs inflammatoires sont des molécules de signalisation endogènes qui participent à la chaîne de signalisation mise en jeu lors de l'osmorégulation. L'objectif de la thèse est de s'intéresser au métabolisme oxydatif dans les noyaux magnocellulaires puisque, dans les processus de plasticité post-lésionnels, les modifications de l'expression des médiateurs inflammatoires sont accompagnées de modifications de ce métabolisme et de la production de radicaux libres qualifiés d'espèces réactives de l'oxygène (EROs). Notre modèle d'étude est la souris C3H/HeJ adulte soumise à une hyperosmolarité plasmatique. Ce paradigme est connu pour stimuler l'axe osmorégulateur et pour causer une augmentation de l'AVP sans provoquer de stress. Dans le cas d'une stimulation hyperosmolaire chronique, les résultats obtenus montrent que lors de l'activation de l'axe osmorégulateur, démontrée par l'expression de la protéine c-fos, la synthèse d'AVP est accompagnée d'une production d'EROs, prise en charge par la superoxyde dismutase de type 2 (SOD 2) et la catalase. Les mesures de l'osmolalité plasmatique montrent que la réponse osmorégulatrice exercée par l'AVP se met en place progressivement et qu'après 8 jours de stimulation osmotique, le système retourne au niveau contrôle montrant un nouvel équilibre allostatique. Dans le cas d'une stimulation hyperosmolaire aiguë, les EROs sont produits dès la phase précoce de l'hyperosmolarité démontrée par l'expression de c-fos, et sont pris en charge par la SOD 2 et la catalase. De plus, cette production d'EROs est indispensable à l'augmentation de synthèse d'AVP en réponse à une hyperosmolarité plasmatique, puisqu'en présence d'un antioxydant, l'acide -lipoïque (AAL) administré avant la stimulation osmotique, il y a une inhibition de la synthèse de novo d'AVP. La deuxième partie de ma thèse cherche à déterminer la place des EROs dans le contrôle exercé par les afférences noradrénergiques via le monoxyde d'azote (NO). Les résultats obtenus montrent que les souris transgéniques Tg8, qui présentent des taux élevés en NA dans le SNC, ont des niveaux de production d'EROs dans le NSO plus élevés que leurs contrôles non transgéniques, les souris C3H/HeJ, donnant une indication que la voie noradrénergique est impliquée in vivo. Afin de confirmer la place des EROs dans la voie de signalisation noradrénergique, nous avons analysé ex vivo l'effet de la NA sur des tranches d'hypothalamus maintenues en survie. Ceci nous a permis également de préciser plus avant les contributions respectives du NO et des EROs dans la voie de régulation noradrénergique de l'expression de l'AVP. Ces résultats démontrent pour la première fois l'importance des EROs comme signaux endogènes dans la voie de régulation osmotique. Il permet de faire émerger un rôle nouveau et original des EROs en tant que médiateurs physiologiques des voies de signalisation intracellulaires.

Objetivos: Este trabalho teve como objetivos avaliar in vivo os efeitos microcirculatórios e a sobrevida de animais submetidos ao choque hemorrágico tratados com vasopressina e noradrenalina associadas à reposição volêmica com solução de NaCl 0,9% . Desenho do estudo: Estudo prospectivo, randomizado, controlado, intervencionista em modelo animal. Materiais e métodos: Utilizou-se hamsters machos do tipo sírio dourado, com idade entre 6 e 8 semanas e massa corporal entre 60 e 80 gramas. Os animais foram anestesiados para colocação de uma câmara dorsal. Após 5 a 7 dias, foram re-anestesiados para implante de cânulas na carótida e na veia jugular. No dia seguinte realizou-se o experimento. Os animais sofreram choque hemorrágico por meio da retirada de 40% da volemia, definida como 7% do peso corporal, e mantidos em choque por uma hora. Após, os animais foram aleatoriamente divididos em três grupos : Grupo SF0,9% (N = 6) - recebeu solução de NaCl 0,9% em volume de duas vezes o volume de sangue retirado; Grupo VP recebeu solução de NaCl 0,9% em volume de duas vezes o volume de sangue retirado, associado à infusão contínua durante uma hora de vasopresssina (0,0001 UI/kg/min por uma hora); e Grupo Nora. recebeu solução de NaCl 0,9% em volume de duas vezes o volume de sangue retirado, associado à infusão contínua de solução de noradrenalina (2 g/kg/min por uma hora). Foram avaliados os diâmetros das arteriolas e vênulas e a densidade capilar funcional (DCF) no momento basal, após o choque e após o tratamento. Os parâmetros laboratoriais observados foram: pH, HCO-3, BEx, paO2, paCO2 e lactato durante as três fases do experimento. Após o término do tratamento, foi visualizado o rolamento e adesão de leucócitos , assim como a sobrevida dos animais durante setenta e duas horas. Resultados: A terapia com reposição volêmica por si ou associada à vasopressina ou à noradrenalina não alterou valores relativos à gasometria arterial ou lactato em relação ao choque. A terapia com vasopressina associada à reposição volêmica manteve a densidade capilar funcional após ressuscitação do choque hemorrágico, (97% do valor basal da mediana), enquanto tratamento com solução de NaCl 0,9% apenas, não obteve o mesmo resultado (70% do valor basal da mediana). A noradrenalina associada à reposição volêmica piorou a densidade capilar funcional após o tratamento (44% do valor basal da mediana). A sobrevivência em setenta e duas horas foi significativamente menor no grupo da noradrenalina do que no grupo da vasopressina (33% em relação ao grupo Vaso). Ao final do experimento não foi observada diferença estatisticamente significativa relativa à adesão ou rolamento de leucócitos. Conclusão: Durante o choque hemorrágico, o tratamento com infusão de solução de NaCl 0,9% associada à vasopressina mantém a DCF, enquanto que o tratamento com solução de NaCl 0,9% somente ou associada à noradrenalina pioram a DCF. O tratamento com vasopressina melhora a sobrevida dos animais, em comparação ao tratamento com noradrenalina. Embora a adesão leucocitária não esteja significativamente alterada entre os grupos, houve uma tendência em obtermos uma adesão menor no grupo da vasopressina. / Objectives: The goal of this work was to evaluate in vivo the microcirculatory effects and survival of animals subjected to hemorrhagic shock treated with vasopressin or noradrenalin associated to volume infusion associated with NaCl 0,9% Study design: Prospective, randomized, controlled, intervencionist study in animal model. Materials and methods: Golden Syrian hamsters were used, aging between 6 and 8 weeks with body mass ranging from 60 to 80 grams. Animals were anesthetized for dorsal chamber implant. After 5 to 7 days there was a new anesthesia for carotid artery and jugular vein catheter implantation. Next day the experiment took place. Animals suffered a hemorrhagic shock by withdrawal of 40% of blood volume, defined as 7% of body weight, and kept in shock condition for 1 hour. After, animals were randomly divided in three groups. SF0,9% group (N=6) received NaCl 0,9% two times the shed volume; VP group (N=6) received NaCl 0,9% two times the shed volume plus continuous infusion for one hour of vasopressin solution (0,0001UI/kg/min for one hour); Nora group received NaCl 0,9% two times the shed volume plus continuous infusion of noradrenalin solution (2mcg/kg/min for one hour). Arteriolar diameter, venular diameter and functional capillary density (FCD) were evaluated in baseline, after shock and after treatment. Laboratory parameters observed were: pH, HCO-3, BEx, paO2, paCO2 and lactate during all three phases of experiment. After end of treatment, leucocyte rolling and adhesion were visualized, as well as animal survival during seventy two hours. Results: Volume infusion by itself or associated with vasopressin or noradrenalin didnt altered blood gas analysis values or lactate related to hemorrhagic shock. Vasopressin therapy associated with volume infusion sustained functional capillary density after hemorrhagic shock resuscitation (97% of baseline median values), while treatment with NaCl 0,9% only, didnt obtained the same result (70% of baseline median values). Noradrenalin associated to volume infusion worsened the functional capillary density after treatment (44% of baseline median values). Survival in seventy two hours were significantly lower in noradrenalin group comparing to vasopressin group (33% relating to Vaso group). In the end of experiment wasnt observed any significantly statistical difference relative to leucocyte rolling or adhesion. Conclusion: During hemorrhagic shock, treatment with NaCl 0,9% infusion associated with vasopressin sustains FCD, while treatment with NaCl 0,9% only or associated to noradrenalin worsens FCD. Treatment with vasopressin solution improves survival comparing to noradrenalin infusion treatment. Although leucocyte adhesion wasnt significantly altered among groups, there was a trend in observe lesser adhesion in vasopressin group.

Objetivos: Este trabalho teve como objetivos avaliar in vivo os efeitos microcirculatórios e a sobrevida de animais submetidos ao choque hemorrágico tratados com vasopressina e noradrenalina associadas à reposição volêmica com solução de NaCl 0,9% . Desenho do estudo: Estudo prospectivo, randomizado, controlado, intervencionista em modelo animal. Materiais e métodos: Utilizou-se hamsters machos do tipo sírio dourado, com idade entre 6 e 8 semanas e massa corporal entre 60 e 80 gramas. Os animais foram anestesiados para colocação de uma câmara dorsal. Após 5 a 7 dias, foram re-anestesiados para implante de cânulas na carótida e na veia jugular. No dia seguinte realizou-se o experimento. Os animais sofreram choque hemorrágico por meio da retirada de 40% da volemia, definida como 7% do peso corporal, e mantidos em choque por uma hora. Após, os animais foram aleatoriamente divididos em três grupos : Grupo SF0,9% (N = 6) - recebeu solução de NaCl 0,9% em volume de duas vezes o volume de sangue retirado; Grupo VP recebeu solução de NaCl 0,9% em volume de duas vezes o volume de sangue retirado, associado à infusão contínua durante uma hora de vasopresssina (0,0001 UI/kg/min por uma hora); e Grupo Nora. recebeu solução de NaCl 0,9% em volume de duas vezes o volume de sangue retirado, associado à infusão contínua de solução de noradrenalina (2 g/kg/min por uma hora). Foram avaliados os diâmetros das arteriolas e vênulas e a densidade capilar funcional (DCF) no momento basal, após o choque e após o tratamento. Os parâmetros laboratoriais observados foram: pH, HCO-3, BEx, paO2, paCO2 e lactato durante as três fases do experimento. Após o término do tratamento, foi visualizado o rolamento e adesão de leucócitos , assim como a sobrevida dos animais durante setenta e duas horas. Resultados: A terapia com reposição volêmica por si ou associada à vasopressina ou à noradrenalina não alterou valores relativos à gasometria arterial ou lactato em relação ao choque. A terapia com vasopressina associada à reposição volêmica manteve a densidade capilar funcional após ressuscitação do choque hemorrágico, (97% do valor basal da mediana), enquanto tratamento com solução de NaCl 0,9% apenas, não obteve o mesmo resultado (70% do valor basal da mediana). A noradrenalina associada à reposição volêmica piorou a densidade capilar funcional após o tratamento (44% do valor basal da mediana). A sobrevivência em setenta e duas horas foi significativamente menor no grupo da noradrenalina do que no grupo da vasopressina (33% em relação ao grupo Vaso). Ao final do experimento não foi observada diferença estatisticamente significativa relativa à adesão ou rolamento de leucócitos. Conclusão: Durante o choque hemorrágico, o tratamento com infusão de solução de NaCl 0,9% associada à vasopressina mantém a DCF, enquanto que o tratamento com solução de NaCl 0,9% somente ou associada à noradrenalina pioram a DCF. O tratamento com vasopressina melhora a sobrevida dos animais, em comparação ao tratamento com noradrenalina. Embora a adesão leucocitária não esteja significativamente alterada entre os grupos, houve uma tendência em obtermos uma adesão menor no grupo da vasopressina. / Objectives: The goal of this work was to evaluate in vivo the microcirculatory effects and survival of animals subjected to hemorrhagic shock treated with vasopressin or noradrenalin associated to volume infusion associated with NaCl 0,9% Study design: Prospective, randomized, controlled, intervencionist study in animal model. Materials and methods: Golden Syrian hamsters were used, aging between 6 and 8 weeks with body mass ranging from 60 to 80 grams. Animals were anesthetized for dorsal chamber implant. After 5 to 7 days there was a new anesthesia for carotid artery and jugular vein catheter implantation. Next day the experiment took place. Animals suffered a hemorrhagic shock by withdrawal of 40% of blood volume, defined as 7% of body weight, and kept in shock condition for 1 hour. After, animals were randomly divided in three groups. SF0,9% group (N=6) received NaCl 0,9% two times the shed volume; VP group (N=6) received NaCl 0,9% two times the shed volume plus continuous infusion for one hour of vasopressin solution (0,0001UI/kg/min for one hour); Nora group received NaCl 0,9% two times the shed volume plus continuous infusion of noradrenalin solution (2mcg/kg/min for one hour). Arteriolar diameter, venular diameter and functional capillary density (FCD) were evaluated in baseline, after shock and after treatment. Laboratory parameters observed were: pH, HCO-3, BEx, paO2, paCO2 and lactate during all three phases of experiment. After end of treatment, leucocyte rolling and adhesion were visualized, as well as animal survival during seventy two hours. Results: Volume infusion by itself or associated with vasopressin or noradrenalin didnt altered blood gas analysis values or lactate related to hemorrhagic shock. Vasopressin therapy associated with volume infusion sustained functional capillary density after hemorrhagic shock resuscitation (97% of baseline median values), while treatment with NaCl 0,9% only, didnt obtained the same result (70% of baseline median values). Noradrenalin associated to volume infusion worsened the functional capillary density after treatment (44% of baseline median values). Survival in seventy two hours were significantly lower in noradrenalin group comparing to vasopressin group (33% relating to Vaso group). In the end of experiment wasnt observed any significantly statistical difference relative to leucocyte rolling or adhesion. Conclusion: During hemorrhagic shock, treatment with NaCl 0,9% infusion associated with vasopressin sustains FCD, while treatment with NaCl 0,9% only or associated to noradrenalin worsens FCD. Treatment with vasopressin solution improves survival comparing to noradrenalin infusion treatment. Although leucocyte adhesion wasnt significantly altered among groups, there was a trend in observe lesser adhesion in vasopressin group.

La maladie rénale chronique (MRC) est actuellement reconnue comme problème majeur de santé publique. Depuis quelques années, un plus grand intérêt est accordé en recherche à l'axe vasopressine-hydratation. Des études épidémiologiques ont identifié une association positive entre les concentrations plasmatiques de copeptine, marqueur de la sécrétion de la vasopressine, et le déclin de la fonction rénale chez des populations à risque élevé de MRC. Dans la population générale, les données sont limitées. Les études expérimentales existantes appuient une causalité dans l'association entre des concentrations élevées de vasopressine et le déclin de la fonction rénale. Tous les aspects de la relation vasopressine-fonction rénale n'ont pas été explorés. Deux d'entre eux ont été abordés dans ce projet : 1) la contribution de la vasopressine aux complications rénales du diabète de type 2 (approche expérimentale) ; 2) l'association entre la copeptine et le déclin de la fonction rénale dans la population générale en tenant compte du sexe comme facteur d'interaction potentiel (approche épidémiologique). L'antagonisme du récepteur V2 de la vasopressine ralentit la progression de la néphropathie diabétique dans un modèle murin de diabète type 2. L'analyse des données de trois cohortes européennes de la population générale a montré que des concentrations élevées de copeptine sont associées au risque de MRC de façon similaire chez les hommes et chez les femmes. Ces données constituent de nouveaux arguments en faveur d'une diminution des concentrations de vasopressine et/ou de son action sur le rein, par un antagonisme pharmacologique ou par une augmentation des apports en eau. / Chronic kidney disease (CKD) is currently recognized as a major public health problem. In the last few years, more attention has been paid to the vasopressin-hydration axis in clinical research. Epidemiological studies have identified a positive association between plasma concentrations of copeptin, a surrogate of vasopressin, and the decline of kidney function in populations at high risk of CKD. In the general population, data are limited. The likelihood of a causal relationship between elevated vasopressin and kidney function decline is strongly supported with demonstration in animal models of the deleterious effects of vasopressin in both normal and diabetic settings. Yet, all aspects of this relationship have not been explored. Two of them were addressed in this project: the contribution of vasopressin to the renal complications of type 2 diabetes (experimental approach) and the association between copeptin and the decline of kidney function in the general population, taking into account sex as a potential interaction factor (epidemiological approach). Vasopressin V2 receptor antagonism slows the progression of diabetic nephropathy in a murine model of type 2 diabetes. Analysis of data from three European community-based cohorts showed that high levels of copeptin are associated with risk of new-onset CKD with no indication of a sex-copeptin interaction in this association. These data provide new arguments in favour of decreasing vasopressin levels and/or action on the kidney, whether by pharmacological blockade or by an increase in water intake.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’homéostasie hydrominérale (HH) est un système essentiel à la survie des mammifères. Un des mécanismes principaux de l’HH est le contrôle du volume et de la concentration de l’urine au niveau du rein par plusieurs systèmes hormonaux dont celui de la vasopressine (AVP). L’AVP est l’hormone anti-diurétique principale, sa concentration plasmatique augmente en situation d’hypernatrémie ou d’hypovolémie pour conserver l’eau de l’organisme. L’AVP est synthétisée par les neurones magnocellulaires vasopressinergiques (MCNs) du noyau supraoptique et paraventriculaire, et, en fonction de l’activité électrique des MCNs, elle est sécrétée par la neurohypophyse. Dans cette thèse, des simulations ont été utilisées dans le contexte de l’HH pour atteindre trois objectifs : (1) la création d’une simulation de l’HH du rat, (2) la création d’une simulation de l’osmodétection utilisant un modèle de MCN individuel et (3) la création d’une population simulée de MCNs et d’une dynamique de la concentration d’AVP. Plusieurs prédictions ont été faites grâce à ces simulations pendant l’atteinte des objectifs : (1) la simulation a mis en lumière trois périodes dans le cycle circadien de l’HH. Elle a aussi montré l’importance de l’ingestion d’eau au début de la période de sommeil et de l’effet tampon du compartiment intracellulaire sur les fluctuations quotidiennes de l’HH. Finalement, l’utilité de la simulation comme un outil pratique pour établir un protocole expérimentale a été démontrée par la simulation d’une déplétion en sodium utilisant un composé pharmacologique : le furosémide. (2) L’étude du comportement du neurone simulé soumis à une augmentation d’osmolarité nous a permis de proposer une addition au mécanisme régulant la longueur des bouffées de potentiels d’action (PAs), une fatigue de la sécrétion de dynorphine, et nous a permis de réconcilier des données in vivo et in vitro incohérentes au sujet de l’impact des synapses sur les bouffées de PAs. (3) L’implémentation de la population de MCNs nous a permis de découvrir que c’est une hétérogénéité dans la sensibilité à la dynorphine autocrine qui cause les différences de comportement électrique observées expérimentalement. Finalement, la simulation nous a permis d’analyser l’importance relative des mécanismes de facilitation et de fatigue du couplage stimulus-sécrétion de l’AVP.

Objectifs: La pathophysiologie de la maladie de Ménière (MM) demeure mal comprise. Nous avons identifié dans la littérature un groupe de protéines exprimées sur le sac endolymphatique (SEL) et impliquées dans la régulation du volume endolymphatique : l’Aquaporine-2 (AQP2), le récepteur V2R de vasopressine (AVP), le Co-transporteur de Sodium Potassium et Chlorure type 2 (NKCC2) et le canal TRP type V4 (TRPV4). Notre objectif est de déterminer si leur expression sur le SEL est altérée dans la MM, pour améliorer notre compréhension de la physiologie de l’hydrops endolymphatique. Méthodes: Recrutement des cas de MM et schwannomes vestibulaires (SV) comme contrôles, le jour de leurs chirurgies respectives. Prélèvement de biopsies de SEL et sang pour AVP. L’immunohistochimie pour AQP2, V2R, NKCC2 et TRPV4 fut effectuée, et les lames scannées pour analyse digitale de densité d’expression par un logiciel spécialisé (VIS par Visiopharm®). Résultats: Total de 27 cas MM et 23 contrôles. Les scores générés par le logiciel représentent la densité d’expression totale et relative des protéines, exclusivement sur l’épithélium du SEL. Les scores d’AQP2 sont élevés de façon significative dans la MM comparée aux contrôles (p = 0.018). Nous ne rapportons aucune variation significative pour AVP, V2R, NKCC2 et TRPV4. Conclusion: Cette étude originale évalue l’expression simultanée de AQP2, V2R, NKCC2 et TRPV4 sur le SEL dans la MM, avec un groupe contrôle (SV). Nos résultats démontrent une augmentation isolée de l’AQP2 dans la MM. Nous proposons une surexpression constitutive de cette dernière, indépendante de son axe de régulation (AVP-V2R). Une mutation somatique au niveau des séquences régulatrices pourrait justifier nos observations. / Objectives: Endolymphatic sac (ELS) pathophysiology in Ménière’s Disease (MD) remains poorly understood. We identified from the literature a group of proteins expressed on the ELS and involved in endolymph volume regulation: Aquaporin-2 (AQP2), vasopressin receptor V2R, Sodium Potassium Chloride Cotransporter type 2 (NKCC2) and TRP channel type V4 (TRPV4). Our objective was to determine whether their ELS expression was altered in MD, to better understand the pathophysiology of endolymphatic hydrops. Methods: Patients with definite MD undergoing endolymphatic duct blockage surgery were recruited, as well as controls undergoing surgery for vestibular schwannomas (VS). ELS biopsies and blood samples for plasma Arginine Vasopressin (AVP) were obtained. Immunohistochemistry for AQP2, V2R, NKCC2 and TRPV4 was performed. Slides were scanned digitally for highly sensitive pixel density analysis by specialized software (VIS by Visiopharm®). Results: 27 definite MD patients and 23 VS controls were included. Global scores generated by the software represent total and relative protein expression density of 3 staining intensity levels, exclusively on ELS epithelium. AQP2 expression density was significantly elevated in MD compared to VS (p = 0.018). There was no significant difference in plasma AVP, V2R, NKCC2 and TRPV4 expression. Conclusion: This original study evaluates simultaneous in-situ expression of AQP2, V2R, NKCC2 and TRPV4 on the human ELS in MD, with a VS control group. Our results show only AQP2 up regulation on the ELS of MD patients. We suggest a constitutively increased expression of AQP2 in MD, independent of its regulatory axis (AVP-V2R). Acquired regulator sequence mutations could support this model.

L’état fébrile et le vieillissement normal sont deux processus physiologiques conduisant à un déséquilibre hydrominéral de l'organisme. Ce déséquilibre se traduit par une déshydratation sévère qui peut être aggravée par des conditions climatiques comme nous l'avons vu durant l'été 2003. Dans les deux cas, fièvre et vieillissement, l'organisme répond par une stimulation du système hypothalamo-neurohypophysaire conduisant à l’augmentation de la libération de vasopressine ou hormone antidiurétique, qui pourrait prévenir une déshydratation possiblement critique. Cependant, les modalités d’activation des neurones vasopressinergiques (AVP) dans ces conditions restent inconnues.Le but des recherches réalisées dans cette thèse, a été de déterminer les mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de l’activation des neurones vasopressinergiques (AVP) lors d’une réponse inflammatoire et au cours du vieillissement.Nous avons pu démontrer dans la première partie de ce travail que lors d’un épisode inflammatoire (mimé par une injection de lypopolysaccharide LPS) l’activité des neurones AVP est rapidement augmentée et cette activation est soutenue pendant plus de six heures. De plus, cette activation n’est pas due à un effet potentiel secondaire du LPS sur l'osmolarité plasmatique ou la pression artérielle. L’activation précoce des neurones AVP par le LPS semble être soutenue par l’IL-6 (qui mime les effets du LPS), puisque l’activation par le LPS est bloquée par une injection préalable d’anticorps anti-IL-6.Dans la seconde partie de ce travail, nous avons pu montrer le traitement chronique d’IGF-I chez le rat âgé permet de restaurer une fonction urinaire comparable à celle observée chez l’adulte, en agissant vraisemblablement directement sur les neurones AVP puisque le taux plasmatique d’AVP chez les rats âgés traités par l’IGF-I revient à des valeurs normales, i.e., équivalente à celle de rats adultes. Cette hypothèse est confortée par le fait que (i) les neurones AVP expriment le récepteur de l’IGF-I et qu’il n’y a pas de différence dans l’expression de ces récepteurs entre rats âgés et adultes, et (ii) les neurones AVP sont inhibés par l’IGF-I.Enfin, dans la dernière partie de ce travail, nous avons pu montrer que lors du vieillissement, les neurones AVP sont activés, ce qui se traduit par un taux plasmatique d’AVP élevé et un taux d’apeline très faible. De même, les astrocytes sont activés et ne présentent plus de plasticité morphofonctionelle. La microglie, en état d’alerte, ne semble pas jouer un rôle prépondérant dans cette suractivation neuronale et astrocytaire. De plus, cette suractivation neuronale est palliée par un traitement central par un anticorps anti-IL-6 ou un inhibiteur non sélectif des canaux TRPV. Cependant, un traitement central par un anticorps anti-IL-6 n’affecte pas l’expression des TRPV2 dans le noyau supra-optique (NSO). En conclusion générale, il apparait que :1/ L’IL-1 n’est pas le chef d’orchestre de tous les processus inflammatoires. En effet, dans le NSO, l’activation des neurones AVP est soutenue par l’IL-62/ La balance pro- / anti-inflammatoire est un élément importante du dysfonctionnement neuronal. Cependant, le facteur critique du dysfonctionnement des neurones AVP n’est pas la production excessive de facteurs inflammatoires mais l’insuffisante production compensatoire de facteurs anti-inflammatoires.3/ lors du vieillissement, la neuroinflammation responsable du dysfonctionnement des neurones AVP peut être qualifiée de type « chronique à bas bruit », processus dans lequel (i) la microglie, en alerte, voit sa réactivité décuplée lors d'une sollicitation inflammatoire supplémentaire; (ii) le cross-talk astrocytes-neurones est figé dans une configuration d'hyperactivité, semblable à celle observée à l'âge adulte en condition de stimulation physiologique soutenue (comme lors d'une déshydratation), mais qui empêche toute réponse appropriée du réseau à toute demande physiologique supplémentaire, quelle soit transitoire (comme la réponse à une injection aigüe de LPS ou de NaCl 9%) ou soutenue (déshydratation de 48h).Cependant, les données de la littérature montrent le rôle majeur de la microglie dans d'autres types de neuroinflammation dites à « haut bruit », et dont les effets délétères - qui vont du dysfonctionnement neuronal à la neuro-dégénérescence – trouvent leur origine dans la surexpression de molécules microgliales telles l'IL-1 ou le TNF. Pour tenter de comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans un tel dysfonctionnement et pour caractériser la nature du dysfonctionnement neuronal, nous avons mis au point un modèle pharmacologique de neuroinflammation à haut bruit, en injectant directement dans les NSO de l'IL-1. Nos données préliminaires montrent que le dysfonctionnement neuronal ainsi que les mécanismes cellulaires et moléculaires à l’origine de ce dysfonctionnement diffèrent de ceux observés lors du vieillissement : la microglie est activée et surexprime de nombreuses molécules inflammatoires, probablement à l’origine du dysfonctionnement neuronal (absence de pattern phasique, même lors d’une stimulation osmotique), puisque les astrocytes ne semblent pas être affectés. L’absence de pattern phasique à l’origine du faible taux d’AVP plasmatique traduit une perturbation des propriétés électrophysiologiques intrinsèques sous-tendant ce pattern phasique (récepteurs ; canaux ioniques) et/ou des afférences excitatrices (Glu ; ACh ; Na) ou inhibitrices (GABA) modulant cette activité phasique. / The fever and normal aging are two physiological processes leading to water and mineral imbalance in the body. This imbalance results in severe dehydration which can be aggravated by climatic conditions as we saw during the summer of 2003. In both cases, fever and age, the body responds by stimulating the hypothalamic-neurohypophysial system leading to increased release of vasopressin or antidiuretic hormone, which could possibly prevent dehydration criticism. However, the modalities of activation of vasopressinergic neurons (AVP) in these conditions remain unknown. The aim of the research done in this thesis was to determine the cellular and molecular mechanisms responsible for the activation of vasopressinergic neurons (AVP) during an inflammatory response and during aging. We showed ,in the first part of this work, that during an inflammatory episode (mimicked by an injection of lypopolysaccharide LPS) the activity of AVP neurons is rapidly increased and this activation is sustained for more than six hours. Moreover, this activation is not due to a potential secondary effect of LPS on plasma osmolarity and blood pressure. The early activation of AVP neurons by LPS seems to be supported by IL-6 (which mimics the effects of LPS), since activation by LPS is blocked by prior injection of anti-IL-6. In the second part of this work, we showed chronic treatment of IGF-I in old rats can restore bladder function similar to that observed in adults, presumably by acting directly on neurons AVP as the rate plasma AVP in aged rats treated with IGF-I returned to normal values, ie, equivalent to that of adult rats. This hypothesis is supported by the fact that (i) AVP neurons express the receptor for IGF-I and there is no difference in the expression of these receptors between adult and aged rats, and (ii) AVP neurons are inhibited by IGF-I. Finally, in the latter part of this work, we showed that during aging, the AVP neurons are activated, which results in increased serum AVP level and a very low rate of apelin. Similarly, astrocytes are activated and show more morphofunctional plasticity. Microglia does not seem to play a role in neuronal and astrocytic overactivation. Moreover, this neuronal overactivation is overcome by a central processing by an anti-IL-6 or a nonselective TRPV channels. However, an icv treatment by an anti-IL-6 does not affect the expression of TRPV2 in the supraoptic nucleus (SON). In general conclusion, it appears that: 1 / IL-1  is not the conductor of all inflammatory processes. Indeed, in the NSO, the activation of AVP neurons is sustained by IL-6 2 / the balance of pro-/ anti-inflammatory is significant in neuronal dysfunction. However, the critical factor in the dysfunction of AVP neurons is not the excessive production of inflammatory factors, but the insufficient production of compensatory anti-inflammatory factors. 3 / during aging, neuroinflammation responsible for the dysfunction of AVP neurons can be classified as type "chronic and low-grade" process in which (i) microglia, in alert, saw its reactivity increased tenfold during inflammatory additional solicitation; (ii) cross-talk astrocyte-neuron is stuck in a pattern of hyperactivity, similar to that observed in adulthood under conditions of sustained physiological arousal (such as in dehydration), but that would prevent the proper response network to any additional physiological demand, which is transient (as the response to acute injection of LPS or NaCl 9%) or sustained (48 h dehydration). However, literature data show the important role of microglia in other types of neuroinflammation called "high grade", and whose deleterious effects - ranging from neuronal dysfunction to neurodegeneration - are rooted in Microglial overexpression of molecules such as IL-1 or TNF  . In an attempt to understand the cellular and molecular mechanisms involved in such dysfunction and to characterize the nature of neuronal dysfunction, we have developed a pharmacological model of neuroinflammation high grade by injecting IL-1  directly into the SON. Our preliminary data show that neuronal dysfunction and the cellular and molecular mechanisms behind this dysfunction differ from those observed during aging: activated microglia overexpressing many inflammatory molecules, probably at the origin of neuronal dysfunction ( absence of phasic pattern, even during osmotic stimulation), since astrocytes do not appear to be affected. The absence of phasic pattern causing the low plasma AVP reflects a disturbance of intrinsic electrophysiological properties underlying the phasic pattern (receptors, ion channels) and / or afferent excitatory (Glu, ACh, Na) or inhibitory (GABA) modulating the phasic activity.

Les récepteurs couplés aux protéines G forment une grande famille de récepteurs transmembranaires. De nombreuses études montrent que ces récepteurs présenteraient une tendance à interagir entre eux et à former des oligomères. Ces structures sont toutefois sujettes à controverse. En effet, très peu d'éléments permettent d'affirmer que ces oligomères existeraient dans les tissus natifs, la plupart des caractérisations se faisant en systèmes hétérologues. Nous avons donc développé une approche basée d'une part sur l'utilisation de ligands fluorescents pour marquer les récepteurs dans leur environnement natif et d'autre part sur le FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) en temps résolu en utilisant des cryptates de lanthanides, en particulier le Lumi4-Tb. Nous avons ainsi pu montrer et publier l'existence d'oligomères du récepteur de l'ocytocine dans la glande mammaire. Le protocole de cette étude a aussi été publié et a été validé pour la mise en évidence d'hétéro-oligomères, plus précisément entre les récepteurs V1a et V2 de la vasopressine. La poursuite de l'étude de ce phénomène dans les tissus natifs nous a poussés à développer notre propre dispositif de microscopie FRET en temps résolu. Ce dispositif est basé sur un microscope en champ large auquel nous avons ajouté une source laser pour l'excitation pulsée et une caméra CCD Multigate pour la détection. Nous en présentons ici les premiers résultats ainsi que sa validation pour l'utilisation de multiples fluorophores accepteurs avec une contamination minimale par le Lumi4-Tb. Enfin, nous proposons un modèle pharmacologique montrant l'utilisation de ligands bivalents pour étudier le couplage des oligomères. / G-protein coupled receptors form a very large family of transmembrane receptors. Numerous studies have shown that these receptors showed a tendency to interact and form oligomers. These structures are however the matter of great debate. Indeed, very few elements allow us to maintain that these oligomers could exist in native tissues, most studies being carried out in heterologous systems. We have therefore developed an approach based for one part on the use of fluorescent ligands to label receptors in their native environment, and on the other part on time-resolved FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) by using lanthanide cryptates, more specifically Lumi4-Tb. We have thus been able to show and publish the existence of oxytocin receptor oligomers in the mammary gland. The protocol used for this study was also published and validated for the study of hetero-oligomers, more specifically between vasopressin V1a and V2 receptors. Following on our study of oligomers in native tissues, we have developed our own setup to perform time-resolved FRET microscopy. This setup is based on a wide field microscope to which we added a laser source for the pulsed excitation and a Multigate CCD camera for imaging. We are here presenting the first results as well as its validation for the use of multiple acceptor fluorophores with minimal bleed through from the Lumi4-Tb. Lastly, we propose a pharmacological model showing the use of bivalent ligands to study oligomer coupling.