Maged1 appartient à la famille des gènes Mage (pour Melanoma antigen gene). Bien que les gènes Mage aient tout d'abord été découverts dans des cellules tumorales, le gène Maged1 est également exprimé dans un grand nombre de tissus sains et particulièrement dans le système nerveux central, aussi bien au cours du développement que chez l'animal adulte. Les fonctions exercées par la protéine Maged1 dans le système nerveux restent actuellement fort méconnues bien que des études aient pu mettre en évidence son implication dans des processus tels que l'homéostasie du rythme circadien, certaines formes d'apprentissages, les comportements sociaux et sexuels ainsi que dans des pathologies telles que la dépression et l'obésité. Au laboratoire, nous avons pu montrer que la délétion de l'allèle Maged1 chez la souris cause une diminution d'activité locomotrice spontanée et un déficit de coordination motrice. Les animaux ne possédant plus l'allèle Maged1 montrent également une absence complète de réponse à l’administration de drogues comme la cocaïne et la morphine. Au cours de ce travail de thèse, nous avons recherché les mécanismes liant le gène Maged1 et ces comportements. La dopamine étant un neurotransmetteur connu pour réguler à la fois les comportements moteurs et les comportements liés à la dépendance aux drogues, nous avons tout d'abord fait l'hypothèse qu'un déficit en dopamine pouvait expliquer les phénotypes observés. En effet, des expériences de microdialyse in vivo ont montré que l'augmentation de concentration en dopamine dans le nucleus accumbens suite à une injection de cocaïne était significativement réduite chez les souris dépourvues de l'allèle Maged1. L'implication directe de Maged1 dans la physiologie des neurones dopaminergiques a été étudiée par la génération de souris transgéniques dont la délétion du gène Maged1 a été ciblée spécifiquement dans ces neurones. Cependant, cette lignée de souris ne récapitule pas les phénotypes observés chez les souris entièrement dépourvues de l'allèle Maged1. Ces résultats indiquent que l'expression de Maged1 dans les neurones dopaminergiques n'est pas nécessaire au contrôle moteur et à la réponse comportementale à l'administration de cocaïne. Nous avons ensuite étudié les régions innervées par les neurones dopaminergiques en réalisant des enregistrements électrophysiologiques sur tranches de cerveaux en survie. Nous avons ainsi pu mettre en évidence une altération de la transmission glutamatergique entre le cortex préfrontal et le nucleus accumbens chez les souris dépourvues du gène Maged1. La délétion spécifique de l'allèle Maged1 dans chacune de ces deux régions a ensuite été effectuée. Les souris dont la délétion de Maged1 a été ciblée dans les neurones du striatum n'ont pas montré d'altération comportementales. Cependant, lorsque la délétion de Maged1 est effectuée spécifiquement dans le cortex préfrontal, les souris montrent un déficit d'apprentissage moteur ainsi qu'une réduction de l'effet de sensibilisation à des injections répétées de cocaïne. Chez ces mêmes souris, la réduction de sensibilisation est accompagnée d'une réduction de la réponse dopaminergique à la cocaïne telle qu'observée au cours d' expériences de microdialyse in vivo. Au cours de ce travail, nous avons donc pu montrer que la présence de la protéine Maged1 dans le cortex préfrontal est nécessaire à l'apprentissage moteur et à l'expression de la sensibilisation comportementale à la cocaïne. Cette protéine exerce probablement sa fonction en régulant la neurotransmission au niveau du compartiment présynaptique. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’opossum nait dans un état très immature, mais rampe avec ses membres antérieurs (MA) de l’orifice urogénital de la mère à une tétine, où il s’attache pour poursuivre son développement. Des informations sensorielles sont nécessaires pour guider le nouveau-né vers une tétine et déclencher son attachement. Des expériences précédentes ont montré que le système du trijumeau, dont dépend l’innervation somesthésique du museau, influence les mouvements précoces des MA. Le présent projet vise à déterminer si les mécanorécepteurs faciaux sont fonctionnels et exercent une influence sur les MA. On s’intéresse particulièrement aux cellules de Merkel, un mécanorécepteur épidermique innervé par des fibres à adaptation lente de type I (SA I). Ces cellules ont été localisées sur le pourtour du museau de l’opossum nouveau-né en utilisant un traceur cellulaire, l’AM1-43. Nous avons analysé les réponses musculaires des MA consécutives à l’application de forces calibrées au museau sur des préparations in vitro. Ces réponses sont bilatérales et simultanées, très variables, et leur intensité augmente avec la force de la stimulation. Lors de stimulations répétitives pendant 60 min, les réponses diminuent avec le temps. Le retrait de la peau faciale abolit presque ces réponses. De plus, l’application d’un antagoniste des récepteurs métabotropiques du glutamate, qui affecte l’activité des fibres SA I, ou d’un antagoniste des récepteurs purinergiques les diminue fortement, suggérant une participation des cellules de Merkel. Ces résultats soutiennent que le sens du toucher facial relayé par le système du trijumeau est fonctionnel chez l’opossum nouveau-né et qu’il pourrait influencer les mouvements des MA. / The opossum, Monodelphis domestica, is born very immature but crawls, unaided, with its forelimbs (FL) from the mother's birth canal to a nipple where it attaches to pursue its development. Sensory clues are needed to guide the newborn to the nipple and trigger its attachment to it. We postulated that the trigeminal system, responsible for sensory innervation of the face, is involved. Indeed, light pressure applied on the snout evokes FL movements in vivo, low intensity electrical stimulation of the trigeminal ganglion induces motor responses of the FL in vitro, and trigeminal fibers is distributed in the facial dermis and basal epidermis of the newborn. Also, slowly adapting mechanosensory receptors Merkel cells (AM1-43 positive) are present in the face epidermis. To determine if Merkel cells exert an influence on locomotion of newborn opossums, we analyzed the FL muscles responses following application of calibrated forces on the snout in in vitro preparations. Pressure applied to the face induced bilateral and simultaneous FL motor responses, which intensity is proportional to stimulation force. Following consecutive stimulations during 60 min, the responses tended to decrease. Removing the facial skin nearly abolished the responses. Bath applications of the glutamate metabotropic receptor antagonist YM298198, and of the purinergic receptors (P2) antagonist PPADS, decreased the muscles responses. These results support that touch sensitivity of the snout relayed by the trigeminal system is functional in newborn opossums and may influence FL movement, possibly contributing to guiding the animal to the nipple.

Les troubles du contrôle postural (TCP) sont une cause majeure d’invalidité dans la maladie de Parkinson (MP) au stade évolué et sont fréquemment associés aux RBD (REM sleep behavior disorders). Les substrats anatomiques des TCP sont mal connus. Ils reposent en partie sur des lésions de la région locomotrice mésencéphalique (noyau pédonculopontin-PPN et noyau cunéiforme), également impliquée dans le contrôle du sommeil/vigilance et oculomoteur. Les saccades oculaires sont un modèle de contrôle moteur dont la quantification est robuste et les réseaux largement élucidés. Dans la MP au stade évolué, il existe une altération des saccades volitionnelles qui pourrait être associée aux TCP. Des dysfonctions des sous-réseaux du PPN pourraient participer à la survenue des TCP, du sommeil/vigilance et oculomoteurs.Notre objectif est de préciser les corrélats physiologiques et anatomo-fonctionnels des TCP, et le substrat de l’association clinique entre TCP et RBD dans la MP. Nous confrontons l’étude de l’initiation du pas (ajustements posturaux anticipatoires-APA) et d’autres tests de marche-équilibre à l’étude des saccades, et analysons les réseaux locomoteurs, de vigilance et oculomoteurs du PPN en IRM fonctionnelle. Nous montrons pour la première fois que les patients avec instabilité posturale ont un allongement de la latence des antisaccades et de la durée des APA, inter-corrélés. La durée des APA est corrélée aux anomalies de connectivité fonctionnelle entre le PPN et la SMA/préSMA. La présence de RBD est sous-tendue par des anomalies du réseau PPN-cortex cingulaire antérieur. L’allongement de la latence des antisaccades est associé à une désorganisation du réseau PPN-FEF. / Postural control (PC) impairment is a major cause of disability in Parkinson’s Disease (PD) and is frequently associated with RBD (REM-sleep behavior disorders-RBD). The networks underlying PC impairment in PD are not well known. They include lesions of the mesencephalic locomotor region (pedunculopontine nucleus-PPN, and cuneiform nucleus), which is also involved in the control of sleep/vigilance. Saccades are a model of motor control, their quantification is reliable and their networks have been largely elucidated. PD patients at evolved stages have predominant volitional saccades alterations which could be associated with some aspects of postural control disorders. Dysfunctions of specific PPN networks could be involved in PC impairment, sleep/vigilance and oculomotor disorders. Our goal is to specify the neurophysiological and anatomo-functional correlates of postural control impairment and to specify the substrates underlying the co-occurrence of postural control disorders and RBD in PD. We confront the study of gait initiation (anticipatory postural adjustments-APA) with the antisaccades paradigm, and we analyze the PPN functional locomotor, vigilance and oculomotor networks. We show for the first time that PD patients with postural instability have prolonged antisaccades latencies and APA duration, and that these disorders are intercorrelated. APA duration is correlated with PPN-SMA/préSMA functional connectivity abnormalities, the presence of RBD is associated with disruptions in the PPN-anterior cingular cortex network and prolonged antisaccade latencies are possibly underlined by PPN-FEF functional disorganization.

Depuis les années 60, la maladie de Parkinson est considérée comme une conséquence de la perte des neurones dopaminergiques de la substance noire pars compacta. Cependant, dans les modèles animaux de cette pathologie, la perte dopaminergique seule ne reproduit pas de façon simultanée les symptômes moteurs et non moteurs observés chez les patients. De plus en plus d’études suggèrent l’implication des systèmes noradrénergique et sérotoninergique à la fois dans la manifestation des symptômes mais aussi dans les effets secondaires de la L-Dopa et de la stimulation à haute fréquence (SHF) du noyau sous thalamique (NST). Le travail de cette thèse s’inscrit dans ce champ de recherche visant une meilleure compréhension de la physiopathologie et la thérapie de la maladie de Parkinson.Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés au rôle respectif des trois monoamines dans la manifestation des symptômes moteurs et non moteurs ainsi que dans l’activité pathologique de trois structures majeures des ganglions de la base, le NST, la pars reticulata de la substance noire et le globus pallidus. L’ensemble de nos résultats démontre que la perturbation des trois systèmes monoaminergiques joue un rôle important à la fois dans la manifestation des troubles moteurs et non moteurs mais aussi dans l’induction de l’activité électrique pathologique des neurones au sein des ganglions de la base. Dans un second temps, nous avons étudié l’efficacité des traitements antiparkinsoniens sur les troubles moteurs et non-moteurs induits par les différentes déplétions monoaminergiques. Nos résultats montrent que quand la déplétion dopaminergique est associée à la déplétion d’une autre monoamine la SHF du NST présente une efficacité moins importante que celle lors d’une déplétion en dopamine seule. Ceci permet d’expliquer le manque d’efficacité de ce traitement chez certains patients.Enfin, comme peu d’études se sont intéressées au rôle de la noradrénaline dans la modulation de l’activité neuronale au sein des ganglions de la base, nous avons étudié les effets d’agents noradrénergiques injectés localement dans le NST sur le comportement moteur et sur l’activité électrique des neurones du NST. Nos résultats montrent que la modulation noradrénergique au niveau du NST ne dépendait pas de l’innervation dopaminergique au sein des ganglions de la base. De plus, nous avons pu mettre en évidence que les récepteurs alpha1 modulent la fréquence de décharge, tandis que les récepteurs alpha2 jouent un rôle important dans la genèse de l’activité en bouffée des neurones du NST ce qui pourrait être á l’origine des déficits moteurs.Les résultats des travaux de cette thèse ont donc permis d’apporter de nouvelles évidences sur l’implication des trois systèmes monoaminergiques dans la physiopathologie des symptômes moteurs et non moteurs, dans l’activité pathologique des ganglions de la base ainsi que dans l’efficacité des traitements antiparkinsoniens. De plus, nous avons pu montrer que les récepteurs noradrénergiques alpha sont impliqués dans le contrôle de l’activité des neurones du NST et par conséquent dans le contrôle moteur. / The loss of dopamine (DA) nigro-striatal neurons has been the pathophysiological focus of the devastating conditions of Parkinson’s disease, but depletion of DA alone in animal models has failed to simultaneously elicit both the motor and non-motor deficits of PD. There is growing evidence that additional loss of locus coeruleus noradrenaline (NA) and dorsal raphe serotonin (5-HT) neurons in PD could be involved in the clinical expression of many of the observed deficits but also on the efficiency and on the side effects of antiparkinsonian treatments, L-Dopa and High Frequency Stimulation (HFS) of the subthalamic nucleus (STN).First, we focused on the respective role of DA, NA and 5-HT systems on motor and non-motor deficits and on the pathological activity of three basal ganglia nuclei, STN, substantia nigra pars reticulata and globus pallidus. Results of the present study bring new insights into the combined roles of the three monoaminergic systems in the motor and non motor symptoms of PD and also into the pathological activity of basal ganglia nuclei.Second, we studied the involvement of DA, NA and 5-HT depletions on the efficiency of L-Dopa and HFS of STN. Our results show that when DA depletion is combined with another monoamine depletion, STN HFS is less efficient compared to the situation when DA is depleted alone. These data provide a clear explanation on the lack of efficacy of this treatment in some operated parkinsonian patients.Finally, as few studies focused on NAergic modulation of basal ganglia, we studied the effects of NAergic agents locally injected into the STN on motor behavior and also on STN neuronal activity. We show that alpha 1 NAergic receptors are implicated in the modulation of firing rate and that alpha 2 receptors play an important role in the emergence of burst activity, which could be at the origin of motor deficits.Results of this thesis provide new evidences on the involvement of the three monoaminergic systems in motor and non motor symptoms and also in the efficiency of antiparkinsonian treatments. Moreover, we show that NAergic alpha receptors are implicated in the control of STN neuronal activity and consequently in the motor control.