Le cancer de la prostate évolue progressivement vers l'androgéno-indépendance, stade incurable pour lequel la recherche biomédicale tente de déterminer de nouvelles cibles thérapeutiques. Cette évolution est marquée par une différenciation neuroendocrine des cellules prostatiques qui s'accompagne d'une surexpression de canaux calciques voltage-dépendants de type T (Cav3.2) responsable d'une altération de l'homéostasie calcique intracellulaire. L'objectif de cette thèse était donc de déterminer l'implication des Cav3.2 dans les cellules cancéreuses prostatiques humaines, et notamment dans les cellules neuroendocrines. Nos résultats montrent que, dans ces cellules non-excitables, les Cav3.2 participent à l'homéostasie calcique en permettant une entrée basale de calcium au potentiel de repos sans contribuer à une entrée capacitive de calcium provoquée par la vidange des réserves intracellulaires de calcium. De plus, ces canaux interviennent dans la sécrétion de la Phosphatase Acide Prostatique, un marqueur des cellules épithéliales prostatiques, dans les cellules neuroendocrines. Par ailleurs, nous montrons l'existence d'un couplage fonctionnel entre les Cav3.2 et les canaux de type BK qui constituent les principales conductances potassiques voltage-dépendantes des cellules prostatiques. Enfin, nos travaux mettent en évidence que ce couplage entre ces deux canaux participe à la prolifération cellulaire des cellules cancéreuses prostatiques. En conclusion, ce travail de thèse contribue à élargir les connaissances sur les canaux calciques de type T, Cav3.2 en particulier, et leur rôle au sein des cellules prostatiques cancéreuses humaines / Prostate cancer inevitably evolves towards an incurable androgen-independent stage for which biomedical research attempts to identity new therapeutic targets. This progression is characterized by a neuroendocrine differentiation of prostate cells accompanied by an overexpression of voltage-dependent T-type calcium channels (Cav3.2), responsible for an alteration of intracellular calcium homeostasis. The aim of this PhD thesis was to determine the involvement of Cav3.2 in human prostate cancer cells, mainly in neuroendocrine cells. Our results show that, in these non-excitable cells, Cav3.2 channels participate to basal calcium homeostasis by promoting calcium entry at resting membrane potential without contributing to the capacitative calcium entry triggered by calcium depletion from endoplasmic reticulum stores. ln addition, these channels are involved in the secretion of Prostatic Acid Phosphatase, a marker of prostatic epithelial cells, in neuroendocrine cells. Furthermore, we show that Cav3.2 channels are functionaly coupled to BK channels which constitute the main voltage-dependent potassium conductances in prostate cells. Finally, our work demonstrates that this coupling between both channels regulates prostate cancer cell proliferation. As a conclusion, this work contributes to the understanding of the role of Cav3.2 T-type calcium channels in human prostate cancer cells.

Les canaux ioniques voltage-dépendants (CIVD) sont des protéines transmembranaires ubiquitaires impliquées dans la transmission de signaux électriques dans les cellules excitables. Lors de variations du potentiel transmembranaire, ces canaux subissent un changement conformationnel donnant lieu à leur ouverture, médié par des résidus basiques conservés appartenant au domaine sensible à la tension (DST). De nombreux détails de leur fonction ont été révélés par des années de mesures expérimentales mais des questions fondamentales sur leur dynamique à l'échelle moléculaire restent d'actualité. Partant de la structure cristallographique du canal potassique du rat Kv1.2 ouvert, nous avons mené des simulations de dynamique moléculaire du canal inséré dans son environnement lipidique soumis à un potentiel hyperpolarisant. Nous avons suivi la désactivation du DST et ainsi découvrir trois états intermédiaires entre les conformations ouverte et fermée. Les calculs de la charge liée à l'activation ou encore les contacts moléculaires sont en accord avec les résultats expérimentaux, et nous proposons un modèle de la désactivation complète qui réconcilie les modèles divergents. Utilisant ce modèle, nous avons caractérisé certains aspects de la modulation des CIVD: la mutation de résidus basiques spécifiques de S4 impliqués dans des maladies génétiques induit l'apparition de courants de fuite « oméga » en accord avec l'expérience et nous expliquons en partie la modification de la dépendance au voltage des CIVD lorsque les lipides avoisinants sont modifiés chimiquement. Nous concluons en étendant cette étude aux canaux humains de la famille des Kv7 qui sont d'importance physiologique. / Voltage gated ion channels (VGCs) are ubiquitous transmembrane (TM) proteins involved in electrical signaling in excitable cells. Their gating (opening-closing), triggered by changes in the TM voltage, proceeds through a sensing mechanism involving conserved positively charged residues belonging to the voltage sensor domain (VSD). Details on the function of such channels have been revealed thanks to decades of experimental investigations but questions concerning the molecular level function of these proteins still remain under active debate. Starting from the "open state" crystal structure of the rat potassium VGC Kv1.2, we have carried out large-scale all-atom molecular dynamics simulations of the channel embedded in its lipidic environment submitted to a hyperpolarized potential. This allowed to follow the deactivation of the VSD and to uncover three intermediate states between the open and closed conformations. We report gating charge calculations or else state dependent molecular contacts that comply with experimental results and propose accordingly a model of the entire deactivation that conciliates the diverging views proposed so far. Using this model, we further characterize at the molecular level the modulation mechanisms of VGCs: specific mutations of basic residues of the VSD involved in genetic diseases are shown to induce state-dependent "omega" leak currents, in agreement with electrophysiology and a partial conclusion is proposed to explain the alteration of VGC voltage-dependency when the lipids embedding them are chemically modified. We conclude by extending this study to human VGCs (Kv7 family) of physiological relevance.

Le présent mémoire doctoral évalue l’implantation et l’efficacité préliminaire du programme CRAFT (Community Reinforcement and Family Training) qui vise à exercer une influence sur la personne dépendante aux substances psychoactives et réticente au changement par le biais de son partenaire. Le CRAFT a pour objectif de favoriser la réduction de la consommation de substances chez le consommateur et de l’amener à débuter un traitement, tout en améliorant le bien-être psychologique des partenaires. Le CRAFT a reçu de nombreux appuis empiriques aux États-Unis quant à son efficacité, mais n’a pas encore été implanté au Québec. Douze conjoint(e)s de personnes dépendantes sont recrutés et ont complété une série de questionnaires avant de débuter le traitement, 14 semaines et six mois après leur admission. Les cliniciens ont pu implanter adéquatement le programme et les résultats obtenus révèlent une efficacité comparable à celle observée au sein des études américaines.

Les systèmes basés sur la Théorie des Types prennent une importance considérable tant pour la vérification de programmes qu'en tant qu'outils permettant la preuve formelle de théorèmes mettant en jeu des calculs complexes. Ces systèmes nécessitent aujourd'hui une grande expertise pour être utilisés efficacement. Nous développons des constructions de haut niveau permettant d'utiliser les langages basés sur les théories des types dépendants aussi simplement que les langages de programmation fonctionnels usuels, sans sacrifier pour autant la richesse des constructions disponibles dans les premiers. Nous étudions un nouveau langage permettant l'écriture de programmes certifiés en ne donnant que leur squelette algorithmique et leur spécification. Le typage dans ce système donne lieu à la génération automatique d'obligations de preuve pouvant être résolues a posteriori. Nous démontrons les propriétés métathéoriques essentielles du système, dont les preuves sont partiellement mécanisées, et détaillons son implémentation dans l'assistant de preuve Coq. D'autre part, nous décrivons l'intégration et l'extension d'un système de "Type Classes" venu d'Haskell à Coq via une simple interprétation des constructions liées aux classes dans la théorie des types sous-jacente. Nous démontrons l'utilité des classes de types dépendantes pour la spécification et la preuve et présentons une implémentation économique et puissante d'une tactique de réécriture généralisée basée sur les classes. Nous concluons par la mise en œuvre de l'ensemble de ces contributions lors du développement d'une bibliothèque certifiée de manipulation d'une structure de données complexe, les "Finger Trees".

La théorie des types est une discipline au croisement de la logique, des mathématiques et de l'informatique. Elle peut servir de support au développement de programme "zéro faute". L'objet de cette thèse est d'étudier l'extension d'un système aux types dépendants UTT (comprenant notamment des types inductifs) par une relation de récriture concernant un fragment du calcul, à savoir les types finis. Nous nous assurons d'abord que les propriétés de normalisation forte, de confluence et de préservation du type sont toujours préservées malgré l'ajout de la réduction. Ensuite nous enrichissons ce système par la notion de sous-typage coercitif vue comme un mécanisme d'abréviation et effectuons la preuve de conservativité pour le système enrichi du sous-typage par rapport au système de base. L'intérêt d'un tel système est qu'il améliora l'efficacité des assistants à la preuve et offrira un bon cadre pour l'étude des problèmes faisant intervenir des ensembles finis (combinatoire, manipulation de graphe etc).

L’objectif de ma thèse était d’identifier, comme agents antinociceptifs potentiels, des toxines de venins originales par leur séquence et/ou leur provenance. Dans cette optique, un criblage à haut débit de deux banques de venins a été réalisé par des méthodes électrophysiologiques de "patch-clamp" automatique, sur des lignées cellulaires exprimant le sous-type neuronal hNaV1.7 de canaux sodium (versus celles exprimant le sous-type cardiaque hNaV1.5), une cible antidouleur validée génétiquement et fortement exprimée au niveau des neurones sensoriels primaires des ganglions de la racine dorsale, premier support de la transmission du message nociceptif.Le criblage de la première banque de venins (appartenant à Smartox Biotechnology) a permis l’identification et la caractérisation, par des approches structurales et fonctionnelles multi-échelles (de la cellule in vitro à l’organisme in vivo), de 2 peptides de venins d’araignées ayant des propriétés potentiellement antinociceptives : (1) la cyriotoxine-1a du venin de Cyriopagopus schioedtei, dont les propriétés fonctionnelles sont proches de celles des peptides appartenant à la famille 1 des toxines d’araignées inhibant les canaux sodium, et (2) la poecitoxine-1a du venin de Poecilotheria subfusca, qui présente une meilleure affinité pour le sous-type hCaV1.2 de canaux calcium que pour le sous-type hNaV1.7. Nous avons également mené une étude de "structure-activité" afin d’améliorer le profil de sélectivité de la phlotoxine-1 d’une araignée Phlogiellus, connue pour son activité antinocieptive. Finalement, nous avons mis en évidence une interaction directe entre l’huwentoxine-IV, déjà connue comme agent antinociceptif potentiel, et le sous-type neuronal NaV1.6, responsable d’effets neuromusculaires indésirables. Le criblage de la deuxième banque de venins (appartenant à SANOFI) a permis d’identifier des hits intéressants provenant de venins d’araignées et de scorpions non étudiés jusqu’à présent et ayant une séquence originale présentant peu d’homologie avec les séquences déjà connues. / The aim of my thesis was to identify original venom toxins, by their sequence and/or origin, as potential antinociceptive agents. In this context, a high-throughput screening of two venom libraries was performed, by automated patch-clamp electrophysiology, on cell lines expressing the hNaV1.7 neuronal subtype of sodium channels (versus those expressing the hNaV1.5 cardiac subtype), a genetically-validated and strongly expressed pain target in the primary sensory neurons of dorsal root ganglia, the first support of nociceptive message transmission.The screening of the first venom library (belonging to Smartox Biotechnology) allowed the identification and characterization, by structural and multiscale functional approaches (from the cell in vitro to the organism in vivo), of 2 peptides from spider venoms having potential antinociceptive properties : (1) cyriotoxin-1a from Cyriopagopus schioedtei venom, whose functional properties are close to those of peptides belonging to family 1 of spider toxins inhibiting sodium channels, and (2) poecitoxin-1a from Poecilotheria subfusca venom, which has a better affinity for the hCaV1.2 subtype of calcium channels than for the hNaV1.7 subtype. We also conducted a "structure-activity" study to improve the selectivity profile of phlotoxin-1 from a Phlogiellus spider, known for its antinociceptive activity. Finally, we evidenced a direct interaction between huwentoxin-IV, already known as a potential antinociceptive agent, and the NaV1.6 neuronal subtype which is the main cause of undesirable neuromuscular effects. The screening of the second venom library (belonging to SANOFI) allowed to identify interesting hits from spider and scorpion venoms, not studied until now, having an original sequence with little homology with already known sequences.

Les traitements psychologiques des troubles addictifs montrent une efficacité indéniable. Toutefois, il existe des lacunes dans ces traitements ce qui contribue à l'importance de chercher des interventions alternatives. En raison de l'apport non équivoque des émotions dans ces troubles, s'intéresser à la régulation émotionnelle (RÉ) s'avère de mise. Ce mémoire explore les composantes de RÉ, dans le traitement psychologique des dépendances comportementales (jeux de hasard et d'argent, usage pathologique des jeux sur Internet et cyberdépendance) et liées à l'utilisation de substances psychoactives, afin de tenter d'offrir un portrait complet des connaissances scientifiques actuelles sur le sujet pouvant servir aux cliniciens et aux chercheurs. L'article qu'il comporte présente les résultats d'une recension systématique de 38 études d'intervention comprenant une composante émotionnelle. Cet article documente : (1) le type d'intervention et leurs objectifs ; (2) les modalités d'intervention de la RÉ (p. ex., la durée, l'intensité et la fréquence des séances) ; (3) les techniques et outils utilisés pour réguler les émotions ; (4) les instruments utilisés pour évaluer les dépendances et la RÉ ; et (5) les définitions et terminologies des dépendances ciblées et de la RÉ. Les résultats montrent que les interventions émotionnelles recensées se déroulent principalement en face à face, tant en groupe qu'en individuel, et présentent une fréquence variable. Elles comportent également en majorité une composante de RÉ plus importante que d'autres composantes de traitement. Parmi les interventions recensées, celles liées à la troisième vague cognitive comportementale demeurent les plus nombreuses, notamment en contexte de troubles liés à l'usage d'une substance. Bien qu'une diversité de techniques de RÉ soit utilisée, des exercices de pleine conscience et de l'éducation psychologique visant l'identification de ses émotions dominent. La majorité des interventions recensées présentent des effets positifs tels qu'une réduction de la dépendance ainsi qu'une amélioration de la RÉ, appuyés par différents instruments de mesure validés. Finalement, des recommandations cliniques et de recherches sont formulées, notamment en ce qui a trait l'inclusion de composantes de RÉ dans les interventions psychologiques. En conclusion, ce mémoire explore l'idée qu'une composante de RÉ profiterait peut-être davantage à certaines clientèles spécifiquement en plus de considérer la diversité de définition de la RÉ observée dans les écrits scientifiques.

Bien que l’ADN contenu dans les cellules eucaryotes permette le stockage de l’information génétique, c’est l’empaquetage de l’ADN en chromatine qui permet d’organiser finement cette information au cours du développement des organismes. Cependant cette structure constitue une barrière pour l’accessibilité de séquences d’ADN régulatrices. Ainsi, il existe différents mécanismes qui permettent de moduler la structure de la chromatine afin de définir le programme transcriptionnel spécifique de chaque cellule durant le développement des organismes. Dans cette étude nous avons montré que BAF60, une sous unité des complexes de remodelage de la chromatine de type SWI/SNF, favorise la transition florale en réprimant l’expression du gène FLC, répresseur de la floraison, et en contrôlant la formation d’une boucle intra-génique sur ce gène via la modulation de la condensation de la chromatine, la composition en histone et la régulation de marques épigénétiques au niveau de ce locus. De plus, nous avons mis en évidence que BAF60 agit sur la croissance des racines en régulant négativement la production de cytokinines et en favorisant la progression du cycle cellulaire grâce à son rôle sur l’architecture chromatinienne. Nous avons également montré que BAF60 se fixe préférentiellement sur les G-box des gènes actifs au niveau des régions sans nucléosome. BAF60 est exprimé durant le jour et favorise la répression de gènes impliqués dans l’élongation de l’hypocotyle. L’ensemble des résultats obtenus dans cette étude a montré que BAF60 régule des étapes clés du développement d’Arabidopsis thaliana en modulant l’architecture chromatinienne afin de réguler l’expression de nombreux gènes indispensables à différentes voies développementales de la plante. Comprendre comment BAF60 peut réguler l’organisation chromatinienne au sein de tissus spécifiques constituera le prochain défi. / Although DNA in eukaryotic cells allows storage of genetic information, it is its packaging into chromatin which allows to finely organize this information throughout the development of organisms. Chromatin constitutes a barrier to regulatory DNA sequences accessibility. Different mechanisms modulate chromatin structure in order to set the specific transcriptional program for each cell type during development. In this study, we have shown that BAF60, a subunit of SWI/SNF complexes, promotes flowering, by repressing the expression of FLC, a key flowering repressor. BAF60 regulates FLC by controlling gene loop formation via modulation of chromatin condensation, histone composition and post-translational modifications. Furthermore, we have demonstrated that BAF60 acts on root growth by negatively regulating cytokinin production and by promoting cell cycle progression through its role in chromatin architecture. We have also shown that BAF60 binds preferentially G-box of active genes at nucleosome-free region. BAF60 is expressed during the day to promote repression of genes involved in hypocotyl elongation. All together these results have shown that BAF60 regulates key steps of Arabidopsis thaliana development. BAF60 can thus modulate chromatin architecture to regulate the expression of many genes required for different plant developmental pathways. Understanding how BAF60 can regulate chromatin organization in specific cell types is the next challenge.

Les canaux calciques neuronaux activés par la dépolarisation membranaire<br />contrôlent diverses fonctions cellulaires telles que l'excitabilité neuronale et la<br />transmission synaptique. Les canaux calciques sont formés d'une sous-unité principale<br />Cav associée à 3 sous-unités régulatrices (b, a2d et g). La sous-unité auxiliaire Cavb joue<br />un rôle crucial dans la régulation des propriétés biophysiques du canal et dans l'adressage<br />membranaire de la sous-unité Cav. Chez l'homme, un isoforme de cette sous-unité Cavb4<br />est l'objet de mutations qui conduisent à des phénotypes épileptiques. L'une de ces<br />mutations est une délétion d'une partie du domaine carboxy-terminal de Cavb4 (R482X).<br />Les efforts effectués pour comprendre les mécanismes cellulaires du phénotype<br />épileptique des patients concernés n'ont pas encore aboutit à des explications probantes.<br />Ainsi, le phénotype neurologique ne semble pas lié à une altération de l'activité du canal,<br />mais plus vraisemblablement à des fonctions cellulaires inconnues de Cavb4.<br />Ma thèse porte sur la caractérisation des déterminants moléculaires et cellulaires<br />du mutant humain R482X impliqué dans le phénotype neurologique des patients qui<br />portent la mutation. Etant donné que l'épilepsie implique essentiellement les neurones du<br />lobe temporal, je me suis particulièrement intéressée à l'étude des fonctions et de la<br />localisation de Cavb4 dans les neurones d'hippocampe. Dans ces cellules, une<br />translocation de la sous-unité Cavb4 du cytoplasme vers le noyau est notée au cours de la<br />différenciation neuronale. Cette translocation est dépendante de l'intégrité structurale de<br />la sous-unité Cavb4, elle est perdue dans le cas de la mutation R482X. La perte du<br />fragment carboxy-terminal conduit à une altération de la structure de Cavb4 suite à la<br />rupture de l'interaction intramoléculaire entre les deux domaines conservés, au sein de la<br />protéine native. Dans les neurones d'hippocampe, cette déstructuration empêche la<br />localisation nucléaire de la protéine mutante. Etant donné que la sous-unité Cavb4 ne<br />possède aucun signal d'adressage nucléaire, la technique du double hybride a été réalisée<br />afin de déterminer les partenaires protéiques capables d'adresser la sous-unité Cavb4 vers<br />le noyau. Parmi les trois protéines criblées qui interagissent spécifiquement avec Cavb4 et<br />pas avec le mutant, une est capable d'adresser Cavb4 dans le noyau alors que l'autre la<br />retient dans le cytoplasme. Afin d'étudier l'effet de la localisation nucléaire de la sousunité<br />Cavb4 sur la régulation génique, une étude transcriptomique a été réalisée. La sousunité<br />Cavb4 montre un effet répressif sur l'expression génique. Cette répression est<br />inversée dans le cas du mutant incapable de s'adresser vers le noyau des neurones. Parmi<br />ces gènes, plusieurs sont des candidats potentiels pour expliquer l'altération d'activités<br />neuronaux impliquée dans le phénotype épileptique.<br />Enfin, l'absence de l'adressage nucléaire de la sous-unité Cavb4 mutante (R482X)<br />due à la déformation de sa structure native, altèrerait la régulation transcriptionnelle des<br />gènes, qui serait à la base du phénotype épileptique des patients qui portent cette<br />mutation.

Les assistants de preuve basés sur des théories des types dépendants sont de plus en plus utilisé comme un outil pour développer programmes certifiés. Un exemple réussi est l'assistant de preuves Coq, fondé sur le Calcul des Constructions Inductives (CCI). Coq est un langage de programmation fonctionnel dont un expressif système de type qui permet de préciser et de démontrer des propriétés des programmes dans une logique d'ordre supérieur. Motivé par le succès de Coq et le désir d'améliorer sa facilité d'utilisation, dans cette thèse nous étudions certaines limitations des implémentations actuelles de Coq et sa théorie sous-jacente, CCI. Nous proposons deux extension de CCI que partiellement resourdre ces limitations et que on peut utiliser pour des futures implémentations de Coq. Nous étudions le problème de la terminaison des fonctions récursives. En Coq, la terminaison des fonctions récursives assure la cohérence de la logique sous-jacente. Les techniques actuelles assurant la terminaison de fonctions récursives sont fondées sur des critères syntaxiques et leurs limitations apparaissent souvent dans la pratique. Nous proposons une extension de CCI en utilisant un mécanisme basé sur les type pour assurer la terminaison des fonctions récursives. Notre principale contribution est une preuve de la normalisation forte et la cohérence logique de cette extension. Nous étudions les définitions par filtrage dans le CCI. Avec des types dépendants, il est possible d'écrire des définitions par filtrage plus précises, par rapport à des langages de programmation fonctionnels Haskell et ML. Basé sur le succès des langages de programmation avec types dépendants, comme Epigram et Agda, nous développons une extension du CCI avec des fonctions similaires.