Depuis quelques décennies, la consommation de cannabis et son usage thérapeutique sont le sujet de nombreux débats. Le cannabis est la drogue illicite la plus consommée au monde et cette consommation se trouve dix fois plus élevée chez les patients atteints de schizophrénie que dans la population générale. L’hypothèse d’une automédication initialement proposée afin d’expliquer la consommation élevée de cannabis chez les patients atteints de schizophrénie est maintenant remise en question. En effet, les rapports indiquant une aggravation des symptômes plutôt qu’une amélioration suite à une consommation à long terme sont de plus en plus nombreux. Sachant que le cannabis peut induire des effets soit plaisants soit aversifs, la question se pose à savoir si une prédominance de la valence motivationnelle positive ou une diminution de la valence négative du cannabis peut expliquer la consommation élevée parmi les individus ayant un diagnostic de schizophrénie? Bien qu’un grand nombre de recherches pré-cliniques aient été menées chez l’animal normal pour évaluer l’effet motivationnel du Δ9-tétrahydrocannabinol (THC) et autres cannabinoïdes synthétiques, aucune n’a abordé cette problématique dans un modèle animal de la schizophrénie. Cette lacune nous a donc amené à étudier la valence motivationnelle du THC et de l’agoniste cannabinoïde WIN55,212-2 (WIN) dans un modèle animal de la schizophrénie: la lésion néonatale de l’hippocampe ventral (NVHL). Dans le premier article, nous présentons les résultats de quatre expériences. Une première avait pour objectif de déterminer si la procédure expérimentale que nous avons utilisée permettait de reproduire des signes distinctifs du modèle animal de la schizophrénie. Par la suite, nous avons évalué i) l’effet d’une dose de WIN sur l’activité locomotrice spontanée et ii) la valence motivationnelle du THC (0.5 mg/kg, i.p) et du WIN (1 mg/kg, i.p) chez les rats adolescents (jour post-natal 28-40, PD28-40) et adultes (PD56) au moyen du paradigme de préférence de place conditionnée (PPC). Tel qu’attendu, la réponse locomotrice à l’amphétamine (0.75 et 1.5 mg/kg) chez les rats NVHL adultes était supérieure à celle des rats contrôles (test distinctif du modèle). Le THC a induit une tendance aversive chez les rats contrôles adultes. Enfin, le WIN a stimulé l’activité locomotrice et induit une aversion significative chez les rats adultes NVHL. Dans un deuxième article, nous avons évalué la valence motivationnelle du THC (0.5 mg/kg), du WIN (1 et 3 mg/kg) et l’effet de l’amphétamine au moyen du paradigme d’autostimulation électrique intracérébrale (ASI). Les résultats montrent que : i) l’effet amplificateur de l’amphétamine sur l’ASI était de plus courte durée chez les rats NVHL; ii) le THC produit une légère atténuation de la récompense chez les rats contrôles tandis que le WIN a produit une atténuation plus prononcée de la récompense chez les rats NVHL, un effet qui a été bloqué par l’antagoniste aux récepteurs CB1, le AM251 (3 mg/kg). Pour la première fois les résultats suggèrent une altération du système endocannabinoïde dans un modèle animal de la schizophrénie. Ils indiquent qu’une exposition aigüe conduit à une prédominance de la valence négative. Bien qu’en apparente contradiction avec les études cliniques, ces résultats soulignent l’importance du contexte socio-environnemental pour expliquer les effets du cannabis chez les patients. De plus ils encouragent les futures études à évaluer cette valence sur un modèle d’exposition chronique. / Over the past few decades, the cannabis consumption and its therapeutic use have been the subject of many debates. Cannabis is the most widely used illicit drug and among patients with a diagnosis of schizophrenia, its consumption is ten times higher than in the general population. The self-medication hypothesis that has been initially proposed to account for the co-morbidity schizophrenia – cannabis is now questioned on the basis of several reports showing that long term cannabis consumption worsen schizophrenia symptoms in patients. Knowing that cannabis can provoke both rewarding and aversive effects in human and in animal, the following question can be raised: can co-morbidity schizophrenia – cannabis be explained by a salient positive or a blunted negative motivational valence of cannabis? Even though many pre-clinical studies have been carried out in normal animals on the motivational effects of Δ9-Tetrahydrocannabinol (THC) or other synthetic cannabinoids, none has measured these effects in an animal model of schizophrenia. On the basis of this, we undertook a series of studies on the motivational valence of THC and the cannabinoid agonist WIN55,212-2 (WIN) in an animal model of schizophrenia : the neonatal ventral hippocampus lesion (NVHL). In the first report, we present the results of four studies. The first was aimed at showing that the experimental procedures that we used reproduced some abnormal features of the animal model. Then we evaluated i) the effect of WIN (1 mg/kg) on spontaneous locomotor activity and ii) the motivational valence of THC (0.5 mg/kg) and WIN (1 mg/kg) in the young (post-natal day 28-40, PD28-40) and adult (PD56) rats with the conditioned place-preference paradigm (CPP). As expected, amphetamine produced a higher locomotor activity in NVHL rats, an effect observed at PD56 and not at PD35 (NVHL usual test). THC tended to induce an aversion in control rats at PD56 while WIN produced a significant aversion at PD56 in NVHL rats only. We also assessed, in a second report, the valence of THC (0.5 mg/kg) and WIN (1 and 3 mg/kg), and amphetamine (0.75 mg/kg) using the brain stimulation reward paradigm. Results show that i) the enhancement effect of amphetamine on reward was shorter in adult NVHL rats; ii) THC induced a weak reward attenuation in control rats while WIN produced a marked dose-dependent attenuation in NVHL rats; this effect of WIN was blocked by AM251 (3 mg/kg), an antagonist at CB1 receptors. For the first time, these results suggest that the endogenous cannabinoid system is altered in this animal model of schizophrenia. They indicate that an acute exposure leads to a predominance of negative valence. Even if this seems contradictory with clinical studies, these results highlight the interconnection between the drug and the socio-environment aspects. In addition, they encourage future studies to evaluate this valence on a chronic exposure paradigm with this animal model of schizophrenia.

El objetivo de esta Tesis ha sido profundizar en el estudio del desarrollo del complejo claustroamigdalino en ratón. Para ello hemos estudiado: 1) cuales de sus componentes derivan del palio lateral o ventral, en base a expresión diferencial de genes reguladores Dbx1, Lhx9, Lhx2, Lmo3, Lmo4, Cadherina 8 y Emx1 durante el desarrollo embrionario; 2) el desarrollo de las interneuronas del complejo claustroamigdalino que contienen proteínas ligadoras de calcio (incluyendo el desarrollo de sus circuitos locales); 3) el origen histogenético de dichas interneuronas, mediante cultivos organotípicos y el análisis del ratón transgénico Nkx2.1-Cre/Rosa26-GFP (Kessaris y col. 2006). Nuestros datos permiten distinguir los componentes paliales laterales o ventrales del complejo, que contienen múltiples subtipos de interneuronas con orígenes en distintas subdivisiones del subpalio. Esto abre las puertas a futuras investigaciones sobre la conectividad y función de cada subtipo de interneurona, y sobre su grado de implicación en los desórdenes neuropsiquiátricos. / The objective of this Doctoral Thesis was to deepen in the study of the development of the claustroamygdaloid complex in mouse. For that, we pursued to study: 1) which components derive from either the lateral or ventral pallium based on differential expression of regulatory genes (Dbx1, Lhx9, Lhx2, Lmo3, Lmo4, Cadherina 8 y Emx1) during embryonic development; 2) the development of interneurons of the claustroamygdaloid complex that contain calcium binding proteins (including the development of its local circuits); 3) the histogenetic origin of these interneurons, by means of organotypic cultures and analysis of the transgenic mouse Nkx2.1-Cre/Rosa26-GFP (Kessaris and col. 2006). Our data allowed the distinction between lateral and ventral pallial components of the complex, which contain multiple subtypes of interneurons with origins in different subpallial subdivisions. This opens new venues for future investigations on the connectivity and function of each interneuron subtype, and on their involvement in neuropsychiatric disorders.

The basal ganglia are the key circuitry controlling movement and reward behavior. Both locomotion and reward-related behavior are also modified by dopaminergic input from the substantia nigra and the ventral tegmental area (VTA). If the basal ganglia are severed by lesion or in disease, such as in Parkinson’s disease, the affected individuals suffer from severe motor impairments and often of affective and reward-related symptoms. The subthalamic nucleus (STN) is a glutamatergic key area of the basal ganglia and a common target for deep brain stimulation in Parkinson’s disease to alleviate motor symptoms. The STN serves not only motoric, but also limbic and cognitive functions, which is often attributed to a tripartite anatomical subdivision. However, the functional output of both VTA and STN may rely more on intermingled subpopulations than on a strictly anatomical subdivision. In this doctoral thesis, the role of subpopulations within and associated with the basal ganglia is addressed from both a genetic and a behavioral angle. The identification of a genetically defined subpopulation within the STN, co-expressing Paired-like homeodomain transcription factor 2 (Pitx2) and Vesicular glutamate transport 2 (Vglut2), made it possible to conditionally reduce glutamatergic transmission from this subgroup of neurons and to investigate its influence on locomotion and motivational behavior, giving interesting insights into the mechanisms possibly underlying deep brain stimulation therapy and its side-effects. We address the strong influence of the Pitx2-Vglut2 subpopulation on movement, as well as the more subtle changes in reward-related behavior and the impact of the alterations on the reward-related dopaminergic circuitry. We also further elucidate the genetic composition of the STN by finding new markers for putative STN subpopulations, thereby opening up new possibilities to target those cells genetically and optogenetically. This will help in future to examine both STN development, function in the adult central nervous system and defects caused by specific deletion. Eventually identifying and characterizing subpopulations of the STN can contribute to the optimization of deep brain stimulation and help to reduce its side-effects, or even open up possibilities for genetic or optogenetic therapy approaches.

Les comportements motivés dont l‟addiction aux drogues d‟abus, mettent en jeu le système dopaminergique mésolimbique. Aussi connu sous le nom de système de la récompense, celui-ci comprend les neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale qui projettent, entre autres, vers le noyau accumbens. Tout comme les neurones de l‟hypothalamus, les neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale répondent aux hormones telles que la leptine, l‟insuline et la ghréline pour modifier la prise alimentaire, la motivation ou encore le tonus dopaminergique. Ceci indique que le système dopaminergique mésolimbique est sensible aux signaux hormonaux circulants et suggère que les neurones de l‟aire tegmentale ventrale pourraient percevoir les signaux métaboliques comme le glucose ou les acides gras. De plus, plusieurs études chez les humains et les rongeurs démontrent que l‟obésité et les diètes riches en gras affectent négativement la fonction dopaminergique mésolimbique. Étant donné les lacunes qui demeurent quant aux mécanismes impliqués dans la dysfonction du système dopaminergique mésolimbique induite par la nourriture riche en gras, nous avons cherché à évaluer les effets de l‟acide oléique et de l‟acide palmitique, deux des acides gras les plus abondants dans l‟organisme et l‟alimentation contemporaine, sur le système de la récompense. Ces deux acides gras, l‟un saturé (acide palmitique) et l‟autre mono-insaturé (acide oléique), se distinguent par leurs effets différentiels sur la prise alimentaire, la signalisation hormonale ou encore leur métabolisme intracellulaire mais aussi sur la santé cardiovasculaire et mentale. Nous avons dans un premier temps évalué la capacité du système dopaminergique mésolimbique à détecter les acides gras. Nous avons comparé les effets de l‟injection d‟acide oléique ou d‟acide palmitique dans l‟aire tegmentale ventrale sur la prise alimentaire, la motivation et l‟activité électrique des neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale. Nos résultats montrent que l‟acide oléique, mais pas l‟acide palmitique, diminue la prise alimentaire et le comportement motivé. L‟acide oléique inhibe également l‟activité électrique des neurones à dopamine, ces effets semblent dépendre de son entrée dans la cellule. De plus, nous montrons que les neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale expriment plusieurs 3 gènes de protéines importantes pour le transport et le métabolisme des acides gras et qu‟ils sont capables de d‟incorporer les acides gras. Nous avons dans un second temps évalué les effets de l‟acide oléique et de l‟acide palmitique dérivés de l‟alimentation. Nous avons soumis des rats à l‟une de ces trois diètes : une riche en gras enrichie en acide oléique, une riche en gras enrichie en acide palmitique ou une contrôle faible en gras. Après huit semaines, et en l‟absence d‟obésité ou d‟altérations métaboliques majeures, la diète enrichie en acide palmitique, mais pas la diète isocalorique enrichie en acide oléique, induit une hyposensibilité aux effets récompensants et locomoteurs de l‟amphétamine, associée, entre autres, à la diminution de la signalisation du récepteur à la dopamine D1R et de l‟expression du transporteur de la dopamine. Nous avons finalement exploré l‟impact de ces diètes sur l‟activité de l‟axe hypothalamo-hypophysaire-surrénalien. Les résultats montrent que la diète enrichie en acide palmitique altère aussi la fonction de l‟axe et l‟expression de plusieurs gènes cibles des corticostéroïdes, sans toutefois modifier le comportement anxieux. Ce travail de doctorat vient compléter les connaissances sur les dysfonctions du système dopaminergique mésolimbique induites par la nourriture riche en gras. Il met en lumière les effets différentiels des classes d‟acides gras et les mécanismes par lesquels ils modulent les comportements motivés et alimentaires. De façon chronique, avant l‟apparition d‟obésité et d‟altérations métaboliques, les acides gras saturés, et non les acides gras mono-insaturés, issus de l‟alimentation perturbent le fonctionnement de l‟axe hypothalamo-hypophysaire-surrénalien et réduisent la fonction dopaminergique. Ceci pourrait contribuer à perpétuer la recherche et la prise de ce type d‟acides gras afin de compenser ce déficit. / The mesolimbic dopamine system, also known as the reward system, is well recognized for its role in motivated reward-related behaviours such as drug addiction. It consists of dopamine neurons originating in the ventral tegmental area that project, among others, to the nucleus accumbens. Similar to neurons in the hypothalamus, dopamine neurons in the ventral tegmental area can detect circulating hormones such as leptin, insulin and ghrelin to adjust food intake, motivation and dopamine tone. This suggests that they could also perceive nutritional signals like glucose and fatty acids. Moreover, several lines of evidence exist showing that palatable food enriched in fat and obesity reduce mesolimbic dopamine function. Given the many unknowns regarding the mechanisms of obesity-induced dopamine dysfunction, and given that fatty acids differentially influence cardiovascular and mental health according to their class, we sought to determine the effects of the monounsaturated fatty acid oleic acid and the saturated fatty acid palmitic acid, two of the most abundant fatty acids in the body and foods, on mesolimbic dopamine function. Notably palmitic acid and oleic acid differ in their intracellular metabolic fate as well as in their effects on food intake and leptin and insulin signaling at the level of the hypothalamus. We first evaluated the fatty acid sensing properties of the mesolimbic dopamine system. We looked at the effects of the injection of oleic acid or palmitic acid in the ventral tegmental area on food intake, motivation and dopamine neurons activity. Our results demonstrate that oleic acid, but not palmitic acid, reduces basal and motivated feeding behavior and neuronal activity. Those effects seem to be dependent on its entry into the cell. Moreover, using a neurons culture system we show that dopamine neurons can uptake fatty acids. We then examined the effect of food-derived oleic and palmitic acid on mesolimbic dopamine function. We assigned rats to a low-fat control diet or to one or the other of a high-fat diet: one enriched in oleic acid or one enriched in palmitic acid. The two high-fat diets are isocaloric and differed only in the fat source. Following eight weeks of feeding, the palmitic 5 acid-enriched high-fat diet, but not the oleic acid-enriched diet, decreased the sensitivity to the rewarding and locomotor-sensitizing effects of amphetamine. This was associated with a reduction of dopamine receptor D1R signaling and dopamine transporter expression. Importantly this occured independently of weight gain and hormonal changes. Lastly, we explored the impact of those diets on the activity of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis. Results show that the saturated fat diet alters the function of the axis as well as the expression of several keys genes targeted by glucocorticoids in the hypothalamus but without affecting anxiety-related behavior. This work provides further insight into how the mesolimbic dopamine system is altered by high-fat food consumption. It brings light to the differential effects of two classes of fatty acids and the mechanisms by which they modulate food intake and motivation. The prolonged intake of saturated fat, but not mono-unsaturated fat, disrupts the hypothalamus-pituitary-adrenal axis and decreases mesolimbic dopamine function prior to the onset of obesity and major metabolic alterations. Dysfunction of dopaminergic systems induced by saturated fat consumption could promote further intake of such palatable food as a means to compensate for reward hyposensitivity.

D-amino acid oxidase (DAO) is a flavin-dependent enzyme that is expressed in the mammalian brain. It is the metabolising enzyme of several D-amino acids, including D serine, which is an endogenous agonist at the glycine co-agonist site of the glutamatergic NMDA receptor. As such, regulation of D serine levels in the brain by DAO may indirectly modulate the activity of NMDA receptors. The expression and activity of DAO have been reported to be increased in schizophrenia. It has been identified as a putative susceptibility gene for the disorder, and as a potential therapeutic target. This thesis explored three aspects of the interface between DAO and the DA system. First, the expression of DA was investigated in the ventral tegmental area (VTA), the source of the dopaminergic mesocortical pathway. Traditionally, DAO was considered to be an enzyme confined to the hindbrain and to glia, but more recent studies have reported its expression in additional brain regions, and also in neurons. DAO mRNA and protein was found to be expressed in the VTA, and was present in both neurons and glia in this region, whereas in the cerebellum, DAO expression appeared solely glial. DA output from the VTA is regulated by NMDA receptors, and hence expression of DAO in the VTA suggests that it may serve a role in modulating cortical DA via regulation of D serine levels and NMDA receptor function. The second part of this thesis investigated the effects of DAO inhibition and D serine administration on DA levels in the prefrontal cortex (PFC) using in vivo microdialysis. Systemic DAO inhibition and D serine administration resulted in increases in extracellular levels of DA metabolites in the PFC, despite no detectable change in DA. Similarly, DA metabolites in the PFC increased after local application of D serine to the VTA, but no change was detected in DA. However, local DAO inhibition in the VTA resulted in increased levels of both DA and its metabolites, and DAO inhibition combined with D serine administration also produced increases in DA. This suggested that DAO and its regulation of D-serine levels may serve to indirectly modulate mesocortical DA function, and this may be mediated via the VTA. This notion was supported in the final section of this thesis, in which the expression of three DA genes was measured in the PFC of a novel line of DAO knockout mice. In this pilot study, there was evidence for an increase in Comt and Drd2 mRNAs in the knockout mice. As such, constitutive abolition of DAO activity may also alter mesocortical DA function. These studies provide new insights into the presence and role of DAO beyond the hindbrain, and point to a potentially important physiological function in modulating the activity of the mesocortical DA system via the VTA. This could be therapeutically relevant in the context of elevating cortical DA in the treatment of schizophrenia, and may provide supporting evidence for the clinical use of DAO inhibitors.

The mammalian spinal cord contains the neuronal circuitry necessary to generate rhythmic locomotor activity in the absence of inputs from the higher brain centre or sensory system. This circuitry is regulated by local neuromodulatory inputs, which can adjust the strength and timing of locomotor output. The free radical gas nitric oxide has been shown to act as an important neuromodulator of spinal circuits, which control locomotion in other vertebrate models such as the tadpole and lamprey. Despite this, the involvement of the NO-mediated soluble guanylate cyclase/cyclic guanosine monophosphate secondary messenger-signalling pathway (NO/sGC/cGMP) in mammalian locomotion has largely been under-investigated. The NADPH diaphorase histochemical reaction was used to identify sources of NO in the lumbar spinal cord. The largest population NADPH diaphorase reactive neurons were located in the dorsal horn, followed by the laminae of the ventral horn, particularly around the central canal (lamina X) and lamina VII. NADPH diaphorase reactive neurons were found along a rostrocaudal gradient between lumbar segments L1 to L5. These results show that that discrete neuronal sources of NO are present in the developing mouse spinal cord, and that these cells increase in number during the developmental period postnatal day P1 – P12. NADPH diaphorase was subsequently used to identify NADPH diaphorase reactive neurons at P12 in the mouse model of ALS using the SODG93A transgenic mouse. Physiological recordings of ventral root output were made to assess the contribution of NO to the regulation induced rhythmic fictive locomotion in the in vitro isolated spinal cord preparation. Exogenous NO inhibits central pattern generator (CPG) output while facilitating and inhibiting motor neuron output at low and high concentrations respectively. Removal of endogenous NO increases CPG output while decreasing motor neuron output and these effects are mediated by cGMP. These data suggest that an endogenous tone of NO is involved in the regulation of fictive locomotion and that this involves the NO/sGC/cGMP pathway. Intracellular recordings from presumed motor neurons and a heterogeneous, unidentified sample of interneurons shows that NO modulates the intrinsic properties of spinal neurons. These data suggest that the net effect of NO appears to be a reduction in motor neuron excitability.

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est caractérisé par des lésions alvéolairesdiffuses qui résultent d’une lésion de la membrane alvéolo-capillaire entrainant entre autresune réaction inflammatoire intense et une perte massive et hétérogène du volume pulmonaireaéré. La tomographie par émission de positons (TEP) et la tomographie par impédanceélectrique (TIE) sont deux techniques d’imagerie fonctionnelle permettant l’étude noninvasive, quantitative et régionale du poumon.Ce travail présente le résultat d’études expérimentales conduites dans le SDRA. Tout d’abord,nous avons comparé positivement la TIE à la TEP pour la mesure de la ventilation pulmonaireet du volume aéré. Nous avons ensuite décrit et validé une technique robuste d’obtention duvolume aéré et de la ventilation spécifique en TEP sans prélèvement invasif. Enfin, nousavons étudié en TEP l’influence de la pression expiratoire positive (PEP) et du décubitusventral (DV) sur la répartition de la ventilation, de la perfusion et de l’inflammationpulmonaires. Les poumons agressés par l’acide chlorhydrique inhalé ont une inflammationsignificativement plus élevée que le groupe contrôle. Aucune différence significatived’inflammation n’a été trouvée entre les groupes expérimentaux malgré des modificationsimportantes de la répartition de la ventilation et de la perfusion régionales lors de la mise enDV. Ces études donc ont permis le développement d’un modèle porcin stable d’agressionpulmonaire aiguë et la validation de techniques d’imagerie permettant l’étude non invasive deparamètres physiologiques importants pouvant aider au réglage de la ventilation mécanique aucours du SDRA. / Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is characterized by diffuse alveolar damage andresulting from an increased permeability of the alveolar-capillary membrane. Of notice, thereis an intense lung inflammation. Positron emission tomography (PET) and electricalimpedance tomography (EIT) allow noninvasive assessment of pulmonary ventilation,perfusion and inflammation. We use these techniques to decipher the impairments ofventilation and inflammation throughout the lungs in an experimental model of acute lunginjury by hydrochloric acid inhalation in pigs.In a first study, we compared EIT to PET in quantifying pulmonary aerated volume andventilation, using PET as a gold standard. We found that lung ventilation and volume wereaccurately measured with EIT over a wide range of lung volume and minute ventilation. Wehave then described and validated a new model to obtain lung aerated volume and ventilationwith PET, without the requirement of gas sampling in the respiratory circuit. Finally, weconducted a controlled study with PET to evaluate the effects of positive end-expiratorypressure and body position on regional lung inflammation, ventilation and perfusion.Inflammation was significantly higher in injured groups than in control. However, there wasno significant change in inflammation across ALI groups despite significant differencebetween ventilation and perfusion repartition.We have developed in this work a stable experimental model of acute lung injury andvalidated noninvasive imaging tools allowing studying of important physiologic parametersthat could help setting up mechanical ventilation.

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Nonobstant d’immenses progrès accomplis depuis des décennies dans la prise en charge des patients soumis à la ventilation mécanique, les pneumonies acquises sous ventilation mécanique continuent de compliquer le séjour en réanimation de près de 28% des patients recevant une assistance respiratoire invasive prolongée. Parmi les malades des unités de soins intensifs, le risque de développer une pneumonie est de 3 à 10 fois supérieur chez les intubés sous ventilation. Elle reste cependant bien souvent le seul moyen de venir en aide aux patients souffrant de graves détresses respiratoires. Il a maintenant été clairement démontré que la ventilation mécanique, en particulier lorsqu’elle est mise en place selon des stratégies dites agressives, active les cellules pulmonaires conduisant alors à une réponse pro-inflammatoire même en l’absence de pathogène. Ce phénomène est connu sous le terme de biotrauma, et serait responsable en partie des lésions induites sur le poumon par la ventilation mécanique. En quelques sortes, la ventilation mécanique prépare les cellules épithéliales pulmonaires à répondre massivement à une seconde agression pro-inflammatoire par la libération de grandes quantités de cytokines (comme l’IL-8 notamment), accentuant alors les lésions du tissu pulmonaire essentiellement par le recrutement de polynucléaires neutrophiles attirés par la sécrétion massive d’IL-8. L’immunité innée joue donc un rôle très important dans le développement du VILI. L’implication des Toll Like Récepteurs a été suggérée par plusieurs études expérimentales. Par ailleurs, la ventilation en décubitus ventral a été décrite pour avoir des effets bénéfiques sur les patients ventilés souffrant de graves lésions pulmonaires particulièrement chez ceux souffrant du syndrome de détresse respiratoire aiguë. Notre équipe s’est particulièrement intéressée au TLR2, qui reconnait les bactéries à Gram-positif, car elle a montré dans des études précédentes in vitro que l’étirement cyclique de cellules pulmonaires humaines augmentait principalement l’expression de TLR2 ainsi que la réactivité de cellules pulmonaires à des composants de la paroi de bactéries à Gram positif. Ces données ont par la suite été confirmées dans un modèle in vivo de lapins ventilés dont la réponse immune innée était stimulée par du Pam3CSK4.Dans un premier projet, nous avons évalué l’impact d’une ventilation mécanique en décubitus ventral chez des lapins avec pneumonie unilatérale à Enterobacter aerogenes soumis à la ventilation mécanique. Nos résultats montrent que le décubitus ventral peut être protecteur si l’hôte est soumis à la ventilation mécanique dans le contexte d’une pneumonie bactérienne unilatérale.Pour vérifier la pertinence de nos hypothèses sur le TLR2 dans notre modèle animal de pneumonie acquise sous ventilation mécanique, nous avons mené des expériences avec des bactéries vivantes reconnues par le TLR2 (une souche de Staphylococcus aureus résistante à la methicilline SARM). Notre étude met en évidence qu’une ventilation mécanique modérément agressive impacte sur la clairance bactérienne pulmonaire en la diminuant, aggrave les lésions sur le tissu pulmonaire et favorise une réponse inflammatoire systémique. La surexpression du TLR2 tant au niveau pulmonaire que systémique pourrait expliquer ces résultats.Le troisième projet s’est attaché à évaluer l’impact d’une thérapie aux statines dans le contexte d’une pneumonie acquise sous ventilation mécanique à SARM, conjointement traitée par le linezolide, dans notre modèle animal de lapins ventilés. Nos résultats suggèrent qu’une pré-­‐exposition aux statines pourrait avoir un effet anti-inflammatoire au niveau pulmonaire et systémique dans ce modèle, qui pourrait passer par une régulation négative de l’expression de TLR2, contre-balançant les effets de l’étirement cyclique. / Despite major advances since decades in the management of ventilated patients, ventilator-associated pneumonia (VAP) continues to complicate the course of approximately 28% of the patients receiving mechanical ventilation (MV). Among patients hospitalized in intensive care units, the risk of pneumonia is 3- to 10- fold increased in MV patients. However, MV is often the only way to care for critically ill patients with respiratory failure. It has now been clearly demonstrated that MV, in particular adverse ventilatory strategies could activate lung cells, thus leading to a proinflammatory response, even in the absence of pathogen. This is the biotrauma paradigm, which accounts, at least in part, for the ventilator induced lung injury (VILI). In one way, MV primes airway cells to respond massively to a second proinflammatory insult, through the subsequent release of large amounts of cytokines (as interleukin (IL)‐ 8), thus leading to additional lung injury, particularly through the recruitment of neutrophils attracted by the massive release of IL-8. Accordingly, innate immunity plays an important role in the developement of VILI. The involvement of Toll-like receptors has been suggested by several experimental studies. Ventilation in the prone position (PP) has been described to have beneficial effects on patients under MV, especially in those with lobar involvement. Our team focused particularly on the TLR2, which interacts with Gram-positive bacteria, and we have previously demonstrated in vitro that cyclic stretch of human pulmonary cells resulted in TLR2 overexpression and enhanced TLR2 reactivity to Gram-positive cell wall components. We confirmed these datas in an in vivo model of ventilated rabbits which immune response had been stimulated with Pam3CSK4. In a first project, we assessed the impact of the PP on unilateral pneumonia to Enterobacter aerogenes in rabbits subjected to MV. Our results shows that the prone position could be protective if the host is subjected to MV and unilateral bacterial pneumonia. To ensure the relevance of our hypothesis on TLR2 in our animal model of VAP, we conducted experiments using live bacteria specifically recognized by TLR2 (Methicilin resist. aureus). We demonstrate that mild-­‐stretch MV impaired lung bacterial clearance, hastened tissue injury and promoted a systemic inflammatory response. Both pulmonary and peripheral blood TLR2 overexpression could account for such an impact. The third project assessed the impact of a statins therapy in the context of MRSA VAP, treated with linezolid, in our model of ventilated rabbits. Our results suggest that statin exposure prior to pneumonia provides an anti-­‐inflammatory effect within the lung and the systemic compartment of rabbits with MRSA VAP. Although LNZ enhances pulmonary bacterial clearance, dampening the host systemic inflammatory response with statin could impede defense against MRSA in this compartment. It could be subsequent to enhanced antibacterial defences and improvements in lung mechanics, thereby blunting overwhelming inflammation. In the last project, in collaboration with the University of Geneva, we assessed whether mitochondrial alarmins are released during VILI and can generate lung inflammation. Our results confirmed the hypothesis made and showed indeed that alarmins are released during during cyclic stretch of human epithelial cells, as well as in BAL fluids from rabbits ventilated with an injurious ventilatory regimen. These alarmins stimulate lung cells to produce bioactive IL-­‐1, and are likely to represent the proximal endogenous mediators of VILI and ARDS, released by injured pulmonary cells.