Le mode de vie stressant et sédentaire associé à un environnement moderne obésogène sont les principales causes des troubles alimentaires et de l’obésité induite par le régime alimentaire. La prise de nourriture hautement savoureuse, ayant une teneur élevée en sucre et en gras, active le circuit de la récompense dans le cerveau, induisant du plaisir et des émotions positives. A l’inverse, un stress aigu évoque principalement l’inconfort ou des émotions négatives, contrecarrant le comportement de recherche de plaisir. En effet, une exposition à un stress aigu entraine une réponse alimentaire anhédonique et anorexique. En revanche, le stress chronique peut induire un comportement de surconsommation, ce qui représente un processus neuroadaptatif. Plusieurs régions cérébrales sont impliquées de façon indépendante dans le traitement du stress, de la prise alimentaire ou de la récompense. Cependant, les régions qui répondent à la fois à un stress et à la récompense alimentaire sont des candidates potentielles dans la coordination de ces réponses comportementales, avec des valeurs translationnelles se rattachant aux anomalies alimentaires induites par le stress. Des études suggèrent que le septum latéral (LS) est sensible au stress et est un centre de régulation de la prise alimentaire dans le cerveau. Cependant, le rôle du LS dans la régulation de la prise alimentaire dans des conditions normales et stressantes n’est pas clair. Dans un premier temps, nous avons examiné le rôle du LS dans la consommation de sucrose chez des rats non stressés. Nous avons démontré que l’inhibition du LS par des agonistes sélectifs des récepteurs GABAA et GABAB potentialise la prise de sucrose et les paramètres de microstructure des lapements, induisant une motivation amplifiée envers la solution de sucrose chez les rats rassasiés. Ensuite, nous avons développé un modèle de surconsommation de sucrose chez le rat, et nous avons enregistré les changements dans l’activité neuronale du LS lors du passage d’une réponse anorectique induite par un stress aigu à un phénotype de surconsommation du sucrose chez des rats stressés de manière chronique. La diminution de l’expression de l’ARNm c-fos et l’augmentation de la synthèse de GABA dans le LS ont coïncidé avec l’augmentation de consommation de sucrose observée dans ce modèle. Le stress répété a augmenté la proportion de neurones inhibés par le sucrose dans le LS. De plus, l’administration de l’agoniste du récepteur GABAB restaure la diminution de consommation de sucrose induite par un stress aigu. Nous avons également étudié la réponse neuronale en temps réel de l’aire hypothalamique antérieure (AHA) qui a des connexions robustes et réciproques avec le LS et des aires hypothalamiques impliquées dans la régulation de la prise alimentaire et du stress. Dans des conditions non stressantes, la prise de sucrose a suscité des réponses inhibitrices prédominantes dans les neurones de l’AHA. Un stress aigu a augmenté le taux de décharge de ces neurones inhibés par le sucrose, amenant à une réponse anorectique envers le sucrose. Sur la base de ces résultats, nous avons conclu que le stress active, alors que la prise de sucrose inhibe, les neurones de l’AHA et du LS. Par conséquent, le LS et l’AHA sont des régions importantes impliquées dans la régulation du stress et du comportement alimentaire. Une activité neuronale aberrante dans le LS et l’AHA peut être impliquée dans les troubles alimentaires et métaboliques. / Stressful and sedentary lifestyle accompanied by modern obesogenic environment, are the leading causes of diet-induced obesity and eating disorders. Intake of highly palatable food, with its high fat and sugar content, activates the reward pathways in the brain inducing pleasure and positive emotion. Conversely, acute stress primarily evokes discomfort or negative emotions counteracting with pleasure-seeking behaviour. In fact, acute stress exposure results in anorexic and anhedonic feeding response. In contrast, chronic stress may induce over-eating behaviour that represents a neuroadaptive process. Multiple brain regions are independently implicated in stress, feeding and reward processing. However, regions co-responsive to stress and food rewards are the candidates for coordinating behavioural responses with translational values pertaining to stress-induced feeding abnormalities. Studies suggest that the lateral septum (LS) is a stress-responsive and feeding regulating center of the brain. However, the role of LS in food intake regulation in normal and stressful conditions is not clear. First, we have investigated the role of LS in sucrose intake in non-stressed rats. We have demonstrated that LS inhibition by selective GABAA and GABAB receptor agonists potentiates sucrose intake and licking microstructure parameters, resulting in amplified motivation towards sucrose solution in satiated rats. Further, we have developed a sucrose bingeing model in rats, and monitored the changes in LS neural activity during transformation from acute stress-induced anorectic response to sucrose-bingeing phenotype in chronically stressed rats. Decreased c-fos mRNA and increased GABA synthesis in LS coincided with the increased sucrose intake in this model. Repeated stress increased the proportion of sucrose-inhibited neurons in the LS. Supportively, administration of a GABAB receptor agonist rescued an acute stress-induced decrease in sucrose intake. We also investigated the real-time neuronal responses of the anterior hypothalamic area (AHA) which has robust reciprocal connections with LS and the hypothalamic stress- and food intake-regulating areas. During non-stressful condition, sucrose lick clusters evoked predominant inhibitory responses in AHA neurons. Acute stress increased the firing rate of these sucrose-inhibited neurons, leading to anorectic response towards sucrose. Based on these evidences, we conclude that stress activates, whereas sucrose intake inhibits LS and AHA neurons. Therefore, the LS and AHA are important brain regions involved in regulation of stress and feeding behaviour. The aberrant neuronal activity in the LS and AHA may be involved in metabolic and eating disorders.

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

*L'association d'une lésion préfrontale médiale et cingulaire antérieure bilatérales, avec une lésion insulaire pourrait être le facteur déterminant du syndrome d 'asymbolie à la douleur chez nos malades. *L'absence de P300 somesthésique sur le scalp (malgré un comptage correct),pourrait être déterminée par des lésions des générateurs et des groupes" antécédents" et "gâchettes". *Cette absence tend à démontrer que I'asymbolie à la douleur représente vraisemblablement une indifférence affective, non seulement à la douleur, mais aussi à la stimulation non douloureuse. *ll est tout à fait souhaitable d' étudier de nouveaux cas pour vérifier ces données. *Les futures recherches électrophysiologiques sur l'asymbolie à la douleur devront tenir compte des potentiels évoqués cognitifs dans les trois modalités (auditive,visuelle et somesthésique ) afin d'observer si I'asymbolie à la douleur est une atteinte plurisensorielle ou non.

Cette thèse explore l'influence de l'environnement biomécanique sur l'expression de protéines essentielles à la fonctionnalité de l'endothélium cornéen, avec un accent particulier sur les jonctions intercellulaires et les pompes Na+/K+-ATPases. À travers cette recherche, nous avons visé à approfondir notre compréhension des mécanismes sous-jacents essentiels au maintien de la transparence de la cornée, en s'appuyant sur l'hypothèse que les caractéristiques biomécaniques de l'environnement cellulaire jouent un rôle déterminant. L'objectif général des travaux de cette thèse était de comprendre comment l'environnement biomécanique impacte la formation des jonctions intercellulaires et régule l'activité des pompes Na+/K+-ATPase dans l'endothélium cornéen. Les études menées ont utilisé un bioréacteur pour simuler la pression intraoculaire et le flux de liquide, ainsi que des hydrogels de diverses rigidités pour étudier l'impact de la rigidité sur la fonctionnalité de l'endothélium cornéen. Le premier objectif spécifique visait à identifier les protéines mécanosensibles et à évaluer l'effet des forces hydrodynamiques sur des gènes des protéines liées aux jonctions intercellulaires, ce qui a été accompli en utilisant des cornées natives et reconstruites placées dans un bioréacteur cornéen. Nous avons ensuite évalué de l'expression génique des composants clés de ces jonctions. Le deuxième objectif spécifique se concentrait sur l'influence de la rigidité sur l'expression de deux protéines de jonction, p120-ctn et N-cadhérine. Ceci a été effectué en cultivant des CECs sur des hydrogels de polyacrylamide de différentes rigidités. Le troisième objectif spécifique explorait comment les forces hydrodynamiques influencent la fonctionnalité de l'endothélium cornéen, notamment à travers l'activité des pompes Na+/K+-ATPase, essentielles pour le maintien de l'homéostasie ionique et de la transparence de la cornée. Le quatrième objectif spécifique examinait l'effet de la rigidité sur l'expression et l'activité de la pompe Na+/K+-ATPase. Ceci a été effectué en effectuant des essais ATPases sur des cellules endothéliales cornéennes (CECs) cultivées sur verre et plastique (> GPa) ainsi que sur hydrogel de polyacrylamide de 50 kPa. Enfin, le cinquième objectif spécifique se concentrait sur l'étude de l'expression et de l'activité de la pompe Na+/K+-ATPase de cellules HCEnC-21T cultivées sur un stroma reconstruit par auto-assemblage, en les comparant à celles des cellules HCEnC-21T cultivées sur verre/plastique. Notre étude a montré une expression de la pompe Na+/K+-ATPase des cellules HCEnC-21T similaire sur stroma reconstruit par auto-assemblage et sur verre. On a aussi observé une activité de la pompe Na+/K+-ATPase des cellules HCEnC-21T similaire sur stroma reconstruit par auto- assemblage et sur plastique. Dans l'ensemble, les résultats montrent que l'environnement biomécanique, particulièrement les forces hydrodynamiques, améliorent l'organisation des jonctions intercellulaires et augmente l'expression de certains gènes associés, ainsi que l'activité des pompes Na+/K+-ATPase l'endothélium cornéen. Ces découvertes offrent des perspectives intéressantes pour la culture des cellules endothéliales cornéennes, suggérant que la simulation d'un environnement biomécanique approprié peut améliorer la fonctionnalité endothéliale, ouvrant ainsi la voie à des alternatives potentielles à la greffe de cornée pour le traitement des dysfonctions endothéliales.

L’endothélium cornéen est responsable de la déturgescence, un processus de déshydratation nécessaire à la transparence de la cornée. La dystrophie endothéliale cornéenne de Fuchs (FECD) est la principale cause de dysfonction endothéliale chez l’humain. C’est une maladie multifactorielle associée à (1) une plus grande apoptose dépendante du stress oxydatif des cellules endothéliales cornéennes, (2) un dépôt accru de protéine matricielle causant un épaississement de la membrane basale, et finalement (3) une perte de la capacité des cellules à assurer la déturgescence cornéenne. Actuellement, les modèles d’étude de la FECD montrent une capacité limitée à caractériser l’étiologie de la maladie, ce qui restreint notre capacité à développer des traitements pharmacologiques appropriés. Le seul traitement pour cette pathologie est la greffe de cornée. Afin d’étudier cette pathologie, mon laboratoire a développé des techniques de culture et de reconstruction par génie tissulaire d’endothélia FECD. Mes travaux ont utilisé ces modèles afin de comparer, par profilage génique, PCR quantitatif, immunofluorescence, résistance transendothéliale et essai de perméabilité, l’expression, la distribution et les capacités fonctionnelles des molécules impliquées dans la déturgescence et la sécrétion matricielle. Les résultats de mes études ont montré que les protéines associées à la fonction des cellules FECD (familles de transporteurs ioniques et de jonctions intercellulaires) n’avaient aucune différence d’expression suivant la mise en culture lorsque comparées à des équivalents non pathologiques. De plus, aucune différence fonctionnelle n’a été déterminée par résistance transendothéliale et essai de perméabilité. Toutefois, une plus grande quantité de fibronectine était déposée sous les cellules. Ce faisant, ces études suggèrent que la perte de fonction dans la FECD n’aurait pas un rôle primaire dans la pathologie et serait secondaire à un dépôt anormal de fibronectine. Des recherches antérieures du laboratoire avaient démontré une amélioration dans l’expression des marqueurs de fonctionnalité suite à des greffes in vivo. Le 3e objectif présenté dans cette thèse était de déterminer si les conditions environnementales in vivo (telle que la pression intraoculaire) étaient impliquées dans cette amélioration. Pour ce faire, nous avons utilisé un système de chambre antérieure artificielle permettant d’exercer une pression sur l’endothélium dans un circuit fermé. Cette étude a montré une plus grande expression de ZO-1 à la périphérie des cellules endothéliales, une protéine associée aux jonctions serrées, par la pression. Ce résultat met en perspective l’importance de l’environnement sur la fonctionnalité de l’endothélium cornéen. / The role of the corneal endothelium is to maintain the corneal transparency by a partial dehydration process named deturgescence. Fuchs endothelial corneal dystrophy (FECD) is the main cause of human endothelial dysfunction. It is a multifactorial disease associated with an increased oxidative-related cell death, a thickened basal lamina and a loss in the endothelial pump function resulting in a corneal opacification. Due to the lack of appropriate models, the exact cause of the pathology remains unknown, which restrains our ability to develop appropriate pharmacological treatments. As of now, the only cure is the transplantation of a healthy endothelium from a deceased donor. My laboratory has previoulsly developed in vitro cell and tissue models of FECD. My research projects used these models and analyzed, by gene profiling, quantitative PCR, immunofluorescence, trans-endothelial resistance and permeability assay, the expression, the distribution and the functional capacity of molecules engaged in deturgescence and extracellular matrix (ECM) deposition. Results show no difference between FECD and healthy cells for genes and proteins related to deturgescence (ion transporters and intercellular jonctions). However, an increased deposition of fibronectin was observed. These studies therefore suggest that the endothelial dysfunction would not be a primary aspect of the pathology and would rather be secondary to an aberrant deposition of fibronectin. A previous in vivo study showed an amelioration of the endothelial phenotype upon transplantation in an animal model. It suggested a beneficial effect from the environment, such as the intraocular pressure (IOP). The effect of pressure on the endothelium was investigated by placing tissue-engineered endothelia in an artificial anterior chamber that mimicked the natural IOP. Increased ZO-1, a protein associated with tight junctions, was observed at the cell periphery. This result suggest that the in vivo environment influences the functionality of the corneal endothelium.

Les conditions d'extraction et de culture de cellules endothéliales cornéennes de porc adultes (CECP) ont été optimisées avec succès. La découverte la plus importante était que la co-culture des CECP avec des cellules murines irradiées 3T3, tout en offrant aux CECP une grosseur et une morphologie plus près de celles retrouvées in situ et permettant leur culture à partir d'un petit nombre de cellules extraites d'une cornée, diminuait en môme temps de moitié leur taux de prolifération. Les autres optimisations à être apportées comprennent (a) la méthode utilisée pour isoler les cellules de cornées fraîchement excisées, (b) le pourcentage de confluence avant trypsination, (c) la surface de culture recouverte par des CECP, (d) la densité initiale des cellules, (e) le milieu de culture de base, (f) le pourcentage de sérum dans le milieu de culture et (g) l'effet sur les CECP de différentes concentrations d'additifs variés. / The isolation and culture conditions of adult porcine corneal endothelial cells (PCEC) have been successfully optimized. The most important discovery was that the culture of PCEC in the presence of a feeder layer of irradiated murine 3T3 cells, while offering the PCEC a smaller cell size and a morphology closer to the one found in situ, as well as allowing their culture from a smaller initial cellular seeding density, decreased by half the number of actively proliferating cells in a given culture. Other optimizations included (a) the method used for the isolation of endothelial cells from freshly excised cornea, (b) the percentage of confluence before trypsinization, (c) the culture surface covered by the PCEC, (d) the initial cellular seeding density, (e) the basic cell culture medium, (f) the concentration of serum present in the culture medium and (g) the effect on PCEC of different concentrations of various additives.

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

L'hypophyse antérieure assure une interface endocrine entre le cerveau et les organes périphériques. En effet, cette glande sécrète de manière pulsatile ses différentes hormones dans la circulation générale sous l'influence de facteurs hypothalamiques déversés épisodiquement dans le système porte de l'éminence médiane. Toutefois, l'influence hypothalamique ne saurait à elle seule expliquer l'harmonisation des sécrétions des cellules d'un même type endocrine, qui sont distribuées de manière hétérogène au sein du parenchyme. Il existe sans doute des mécanismes permettant de coordonner l'activité des cellules endocrines à l'échelle de la glande entière. Au cours de cette thèse, nous avons montré la présence d'un mécanisme de communication intra-hypophysaire permettant un transfert rapide d'information au sein d'un réseau de cellules non-endocrines, les cellules folliculostellaires (FS). Ce travail réalisé sur des tranches épaisses d'hypophyse de rat, modèle qui maintient intacte l'architecture cordonale du tissu, a permis de mettre en évidence l'excitabilité membranaire des cellules FS, propriété jusqu'alors inconnue. Cette excitabilité sert de base à l'initiation de vagues calciques, qui peuvent se propager rapidement via des jonctions gap à des régions éloignées de la glande. Nous avons également étudié la libération d'interleukine-6 (IL-6) par les cellules FS. Cette cytokine est connue pour stimuler l'ensemble des sécrétions hormonales hypophysaires. La production d'IL-6 est stimulée par le PACAP. Ce neuropeptide semble agir directement au niveau du gène, et son effet dépend de l'état des communications intercellulaires au sein du réseau. Les cellules FS pouvant répondre à des stimuli d'origine centrale et périphérique, ainsi que dialoguer avec les cellules endocrines, l'ensemble de ces résultats montre que le réseau de cellules FS pourrait fournir un mécanisme efficace qui coordonnerait le fonctionnement de la glande en fonction des différents états physiologiques

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

**Contexte :** La dystrophie endothéliale cornéenne de Fuchs (DECF) est une pathologie de l'endothélium cornéen (EC), la couche interne de la cornée. La protéine SLC4A11 est connue pour être mutée dans certaines formes de la DECF et la troisième boucle extracellulaire (EL3) de cette protéine est connue pour être en mesure de se lier à certaines protéines de la membrane basale de l'EC, la membrane de Descemet. **Objectif :** L'objectif de ce projet est d'analyser le rôle des intégrines et d'EL3 dans l'adhésion des cellules endothéliales cornéennes (CECs) à la membrane de Descemet. **Méthode :** Des CECs ont été mises en culture à partir de cornées natives. Leur profil d'expression d'intégrines a été étudié en exploitant la technique d'immunofluorescence indirecte. Des essais d'adhésion en présence d'anticorps anti-intégrines (α1 et α2β1; α3 et β1) ou d'un peptide bloquant (RGD) ont été réalisés sur des membranes de Descemet dévitalisées avec des CECs. Puisque l'expression de SLC4A11 est perdue en culture, les CECs ont dû être transfectées avec un plasmide d'EL3 avant les essais d'adhésion. L'efficacité de transfection a été déterminée par immunofluorescence. Des tests d'adhésions sur membrane de Descemet dévitalisées ont ensuite été réalisés avec les CECs. **Résultats :** Les CECs en culture primaire expriment les sous-unités d'intégrines α1, α2, α3, αv, β1 et β5. L'utilisation d'anticorps spécifiques aux sous-unités d'intégrines α3 et β1 a résulté en une diminution de 58% de l'adhésion tandis que les essais avec α1 et α2β1 ainsi que le peptide RGD n'ont pas diminué leur adhésion à la membrane de Descemet. La transfection d'EL3 a permis son expression membranaire chez les CECs. La surexpression d'EL3 n'a pas augmenté l'adhésion des CECs à la membrane de Descemet. **Conclusion :** Les résultats suggèrent que les intégrines α3 et β1 sont importantes pour l'adhésion des CECs en culture primaire. En présence des intégrines, la boucle EL3 ne semble pas avoir un rôle majeur à jouer dans l'adhésion des CECs à la membrane de Descemet. Ces résultats remettent en question l'impact de mutations de la protéine SLC4A11 dans la perte d'adhésion des CECs à la membrane de Descemet. / **Context:** Fuchs endothelial corneal dystrophy is a corneal endothelium (CE) pathology, which can be caused by mutations of SLC4A11 proteins. The third extracellular loop (EL3) of SLC4A11 is already known to bind proteins present in the Descemet membrane (DM), which is the basal membrane of the CE. **Objective:** This project aims to analyze the role of integrins and EL3 in the adhesion of corneal endothelial cells (CECs) to the DM. **Method:** CECs were isolated from native corneas and cultured *in vitro*. Their integrin expression profile was determined using immunofluorescence staining. Adhesion assays using anti-integrin antibodies (α1 and α2β1; α3 and β1) or a blocking peptide (RGD) were done on decellularized DMs with CECs. Because of the loss of SLC4A11 expression in culture, EL3 was transfected in CECs before conducting adhesion assays. Efficiency of transfection was checked using immunostaining. Adhesion assays were done using transfected cells. **Results:** CECs in culture expressed the integrin subunits α1, α2, α3, αv, β1 and β5. Blocking the adhesion of α3 and β1 subunits decreased adhesion of CECs by 58%. Blocking α1 subunits and α2β1integrin with antibodies or the RGD sequence did not change CEC adhesion to the DM. Transfection of EL3 increased its expression at the cell membrane. However, it did not change the adhesion of CECs to DM. **Conclusion:** Our results suggest that integrin subunits α3 and β1 are important for adhesion of CECs to the DM. In the presence of integrins, EL3 does not seem to play a major role in CECs adhesion to the DM. These results question the impact of mutations in the SLC4A11 protein in the loss of adhesion of CECs to the DM.