La réparation nerveuse périphérique constitue un véritable défi pour le chirurgien. En effet, les lésions nerveuses sont fréquentes et graves, avec une récupération fonctionnelle incomplète et un coût induit au niveau professionnel. Malgré des progrès dans le délai de prise en charge et dans la qualité du geste technique chirurgical, les résultats ne se sont pas améliorés depuis une vingtaine d’années. Devant ces limites du traitement chirurgical, une approche biologique s’est progressivement imposée avec la recherche de molécules neurotrophiques capables d’améliorer la croissance axonale et de limiter la perte neuronale.Initialement, nous nous sommes intéressés au FK506 (Tacrolimus), qui est un immunosuppresseur dont les propriétés neurotrophiques ont été décrites au niveau du système nerveux périphérique, avec l’objectif de réaliser un essai clinique. Cependant cette molécule présente de nombreux effets secondaires dont la balance bénéfice/risque est discutable dans cette indication. Par conséquent notre intérêt s’est porté sur la vitamine D dont les propriétés neuroprotectrices ont largement été étudiées au niveau du système nerveux central.Au cours de cette thèse, nous avons eu pour objectifs: 1. d’évaluer le potentiel thérapeutique de la Vitamine D dans la repousse nerveuse périphérique au travers d’une étude comparative avec le FK506 ;2. de déterminer la molécule de calciférol la plus efficace - ergocalciférol (vitamine D2) versus cholécalciférol (vitamine D3) - et la posologie optimale ;3. d’analyser les mécanismes moléculaires d’action de la vitamine D au niveau des cellules de Schwann et des motoneurones.Dans notre première étude (Chabas et al, 2008), nous avons confirmé que le FK506 favorisait une récupération fonctionnelle précoce et améliorait la récupération de la métabosensibilité. Par ailleurs, dans notre deuxième étude (Chabas et al, 2009), nous avons montré, pour la première fois, les effets neurotrophiques de la vitamine D2 dans la repousse nerveuse périphérique. De même, au travers d’une étude pharmacologique, nous avons mis en évidence que la vitamine D3 à la posologie de 500 UI/Kg/jour constituait la molécule et la posologie les plus efficaces dans la régénération nerveuse périphérique. Enfin, l’étude transcriptionnelle des mécanismes moléculaires retrouve une régulation des gènes intervenant dans l’axogénèse et la myélinisation.Tous ces résultats nous confortent dans notre volonté de réaliser un essai clinique randomisé, en double aveugle, avec bénéfice individuel direct, utilisant la vitamine D3 (Uvedose®) dans les plaies nerveuses du membre supérieur. / Nerve repair remains a challenge for surgeons who have to face unpredictable and very often disappointing outcomes. These suboptimal results have prompted researches on molecules that support cell survival and stimulate axonal outgrowth.For this research project, we chose to compare two AFSSAPS-approved compounds which display a have well documented immunomodulatory role and are suspected to act, within the nervous system, as neuroprotective and neuroregenerative molecules. On the one hand, we elected FK506 (Tacrolimus) that promotes nerve regeneration in addition to its immunosuppressant properties. However this molecule may induce critical side effects. On the other hand, we opted for vitamin D whose neuroprotective and neurotrophic actions are increasingly recognized.The aims of the research project were to:1. assess the potential therapeutic benefit of vitamin D on peripheral nerve regeneration and compare its efficiency to FK506;2. compare the efficiency of two doses (100 and 500 IU/kg/d) of the two main forms of vitamin D: vitamin D2 (ergocalciferol) and vitamin D3 (cholecalciferol);3. get an insight on the molecular mechanisms underlying the role of vitamin D3.In a first study (Chabas et al, 2009), we observed that FK506 significantly increased the diameter of regenerated axons in the distal portion of the graft and potentiates metabosensitive nerve fiber regeneration.In a second study (Chabas et al, 2008), we observed that vitamin D2 potentiates axon regeneration in the peripheral nervous system.In a third study, we observed that vitamin D3 is more efficient than vitamin D2 and, when delivered at high dose (500 IU/kg/day), cholecalciferol induces a dramatic locomotor and electrophysiological recovery and increases the number of preserved or newly formed axons in the proximal end and neurite myelination in both the distal and proximal ends. Using cDNA microarrays, we also performed an in vitro study on vitamin D-treated Schwann cells or dorsal root ganglia and observed that vitamin D3 triggers the expression of several genes involved in axogenesis and myelination.Altogether, these data indicate that vitamin D3 is a potent neurotrophic and myelinating agent that can be tested in phase I clinical trials for nerve repair.

Die vorliegende Studie untersucht die Entwicklung des Nervensystems von drei Arten der Höheren Krebse (Malacostraca): Die Leuchtgarnele (Euphausiacea) Meganyctiphanes norvegica und die beiden Zehnfußkrebse (Decapoda) Penaeus monodon (Dendrobranchiata) und Procambarus fallax f. virginalis (Astacida). Auf Basis von Antikörper- und Fluoreszenzfärbungen in Verbindung mit Konfokaler Laser-Scanning Mikroskopie und 3D Rekonstruktionen, umfasst die Studie den Beginn der Axogenese und zeichnet die Entstehung eines axonalen Grundgerüstes in einer umfassenden Abfolge durch die Embryonal- wie auch die Postembryonalentwicklung nach. Die Daten zeigen, dass die drei untersuchten Arten ein allgemeines Muster bei der Entwicklung des Nervensystems teilen. Mittels eines vergleichenden Zuganges wird das gefundene Muster in Hinblick auf die segmentale Körperorganisation der Tiere diskutiert. Insbesondere die Entwicklung des peripheren und des enteralen Nervensystems spielen eine Schlüsselrolle im Prozess der Führung des grundlegenden axonalen Grundgerüstes. Der Vergleich zeigt, dass die medulla terminalis, welche sich bei den Naupliuslarven von M. norvegica und P. monodon in enger Verbindung zu einem Paar sensorischer Frontalorgane entwickelt, eine separate ontogenetische Einheit darstellt, die keinen Teil des dreiteiligen Gehirns der Tiere repräsentiert. Auf Grundlage der phylogenetischen Verwandtschaftsbeziehungen wird die Frage einer möglichen Homologie zwischen diesen sensorischen Organen und den “Frontalfilamenten“ bei nicht-malakostrakten Krebsen, sowie eine neue Interpretation des sogenannten “lateralen Protocerebrums” im Grundmuster der Crustacea-Entwicklung diskutiert. Darüber hinaus liefert die Studie die Identifikation der einzelnen Strukturen des sich entwickelnden stomatogastrischen Nervensystems und enthält eine Zusammenfassung der bisherigen diesbezüglich verwendeten Nomenklatur. Abschließend wird die Hypothese der Entwicklung des Nervensystems als Ergebnis der koordinierten Interaktion dreier unabhängiger Nervensysteme, namentlich dem Zentral-, dem Enteral- und dem peripheren Nervensystem, entwickelt. Die Entwicklung des axonalen Grundgerüstes, als grundlegendes Netzwerk afferenter und efferenter Neuronen für die Verbindungen zwischen diesen drei Systemen, erscheint daher entkoppelt vom Prozess der Segmentierung. / The present study addresses the development of the nervous system in three malacostracans species: the euphausiacean Meganyctiphanes norvegica, and the two decapods Penaeus monodon (Dendrobranchiata) and Procambarus fallax f. virginalis (Astacida). Based on the use of antibody stainings and fluorescent dyes in combination with CLSM and 3D reconstruction, the observations cover the onset of axogenesis and follow the establishment of the axonal scaffold in a consistent and comprehensive sequence through the embryonic and the post-embryonic development. The development of the nervous system reveals a general developmental pattern shared by the three investigated species. With a comparative approach, the observed pattern is discussed with respect to the segmental organization of the animals’ body. In particular, the development of the peripheral and of the enteric nervous systems plays a crucial role in the process of guiding the main axonal scaffold. In this context, the medulla terminalis, which in the nauplius larvae of M. norvegica and P. monodon develops strictly associated to a pair of frontal sensory organs, is proposed as a separate unit and not part of the tripartite brain. The homology of these sensory organs with the “frontal filaments” of non-malacostracan crustaceans and a new interpretation of the so called “lateral protocerebrum” in the developmental ground pattern of the Crustacea are discussed against the current phylogenetic background. Moreover, the present study offers a precise identification of the single structures forming the stomatogastric nervous system and provides a review of the former nomenclature. The interpretation of the labrum as a non-segmental appendage associated to the stomatogastric nervous system is advanced. Finally, the present study proposes the development of the nervous system as the result of the coordinated interaction of three independent nervous systems, i.e. the central, the enteric and the peripheral. As a consequence, the development of the axonal scaffold, i.e. the formation of the basal network of afferents and efferents necessary for the connection among these three systems, appears uncoupled from the segmentation process.