Friedreich’s ataxia (FRDA) is an autosomal recessive inherited disorder affecting approximately 1 every 40,000 individuals in Western Europe, is characterized by progressive gait and limb ataxia, dysarthria, areflexia, loss of vibratory and position sense, and a progressive weakness of central origin. Additional features particularly include an hypertrophic cardiomyopathy that can cause premature death. A large GAA repeat expansion in the first intron of the FXN gene is the most common mutation underlying FRDA. Patients show severely reduced levels of the FXN-encoded mitochondrial protein frataxin.<p>Frataxin function is not yet completely elucidated. In frataxin deficiency conditions abnormalities of iron metabolism occur: decreased activities of iron-sulfur cluster (ISC) containing proteins, accumulation of iron in mitochondria and depletion in the cytosol, enhanced cellular iron uptake, and, in some models, reduced heme synthesis. <p>Evidence of oxidative stress has also been found in most though not all models of frataxin deficiency. Accordingly, yfh1-deficient yeast and cells from FRDA patients are highly sensitive to oxidants. Respiratory chain dysfunction further aggravate oxidative stress by increasing leakage of electrons and the formation of superoxide. Frataxin deficient cells not only generate more free radicals, but, they also show a reduced ability to mobilize antioxidant defenses, in particular to induce superoxide dismutase 2 (SOD2).<p>Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) isoform-gamma play a key role in numerous cellular functions and is a key regulator of mitochondrial biogenesis and of the ROS metabolism. Recruitment of the PPAR coactivator-1a (PGC-1a) mediates many effects of the PPAR-γ activation.<p>In a first work we assessed the potential beneficial effects of a potent PPAR-gamma agonist on frataxin expression in primary fibroblasts from healthy controls and FRDA patients, and Neuroblastoma cells. We used the APAF molecule (1-0-hexadecyl-2-azelaoyl-sn-glycero-3-phosphocoline; C33H66NO9P). Our results show that this compound is able to increase frataxin amount both at transcriptional and post-transcriptional level. At a dose of 20µM frataxin mRNA significantly increases in both controls (p=0.03) and FRDA patients (p=0.002) fibroblasts (1). The finding was confirmed in Neuroblastoma cells (p=0.042). According to previous publications APAF, as others PPAR-gamma agonists is able to up-regulate PGC-1a transcription.<p>In a second part of the study we investigate the role of the PPAR-gamma/PGC-1a pathway in the pathogenesis of FRDA. We performed a microarray analysis of heart and skeletal muscle in a mouse model of frataxin deficiency and we found molecular evidence of increased lipogenesis in skeletal muscle and alteration of fiber-type composition in heart, consistent with insulin resistance and cardiomyopathy, respectively. Since the PPAR-gamma pathway is known to regulate both processes, we hypothesized that dysregulation of this pathway could play a key role in frataxin deficiency. We confirmed this by showing a coordinate dysregulation of Pgc1a and the transcription factor Srebp1 in cellular and animal models of frataxin deficiency, and in cells from FRDA patients, who have marked insulin resistance. Particularly, PGC-1a was found significantly reduced (2) in primary fibroblasts and lymphocytes from FRDA patients (p<0.05). Furthermore, PGC-1a mRNA levels strongly correlate with frataxin relative mRNA levels (r2=0.9, p<0.001). According to this observation, in C2C12 myoblasts, PGC-1a and a reporter gene under the control of the PGC-1a promoter are rapidly down-regulated (p<0.05) when frataxin expression is inhibited by an shRNA in vitro. To further investigate this relation, we then generate PGC-1a deficient fibroblasts cells using a specific siRNA; at 72 hours of transfection frataxin was found down-regulate (p<0.05) in control cells. <p>Taken together those data indicate that some mechanism directly links an early effect of frataxin deficiency with reduced PGC-1a transcription in this cell type, and presumably in other cells that also down-regulate PGC-1α when frataxin levels are low.<p>Finally, since PGC-1a has also emerged as a key factor in the induction of many antioxidant programs in response to oxidative stress, both in vivo and in vitro, in particular in neurons, we tested whether the PGC-1a down-regulation occurring in FRDA cells could be in part responsible for the blunted antioxidant response observed in frataxin deficiency.<p>Using primary fibroblasts from FRDA patients we found reduced SOD2 levels (p<0.05), according to PGC1& / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

To investigate the role of muscles in the development of adolescent idiopathic scoliosis (AIS), our group was initially interested in Duchenne muscular dystrophy (DMD) diseases where a muscular degeneration often leads to scoliosis. Few years ago the studies with those patients provided interesting results but were obtained only from few patients. To increase that number, the present project was initiated but recruitment of new DMD patients from Marie-Enfant hospital was found impossible. As an alternative, patients with Friedreich’s ataxia (FA) were recruited since they also suffer from a muscular deficiency which often induces a scoliosis. So, 4 FA patients and 4 healthy controls have been chosen to closely match the age, weight and body mass indexes (BMI) of the patients were enrolled in our experiments. As in the previous study, electromyography (EMG) activity of paraspinal muscles were recorded on each side of the spine during three types of contraction at 2 different maximum voluntary contractions (MVC). Moreover, the volume and skinfold thickness of these muscles were determined from ultrasound images (US) in order to facilitate the interpretation of EMG signals recorded on the skin surface. For the 3 FA right scoliotic patients, EMG activity was most of the time larger on the concave side of the deviation. The opposite was found for the 4th one (P4, left scoliosis, 32°) for whom EMG activity was larger on the convex side; it should however be noted that all his signals were of small amplitude. This was associated to a muscle weakness and a large skinfold thickness (12 mm) vs 7 mm for the 3 others. As for the paraspinal muscle volume, it was present on the convex side of P1, P3 and P4 and on the concave side for P2. As for skinfold thickness over this muscle, it was larger on the concave side for P1 and P2 and the opposite for P3 and P4. At the apex of each curve, the volume and skinfold thickness differences were the largest. Although the study covers only a small number of FA patients, the presence of larger EMG signals on the concave side of a spinal deformation is similar to pre-scoliotic DMD patients for whom the deformation is in its initial stage. It thus seems that our FA patients with more EMG activity on their concave side could see progression of their spinal deformation in the coming months in spite of their already important Cobb angle. / Pour étudier le rôle des muscles dans le développement de la scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA), d’abord notre groupe était intéressé par la myopathie de Duchenne (DMD) où une dégénérescence musculaire conduit souvent à la scoliose. Il y a quelques années, des résultats intéressants étaient obtenus par les études avec ces patients, mais seulement de quelques patients. Pour augmenter ce nombre, le présent projet a été lancé, mais le recrutement de nouveaux patients atteints de DMD a été trouvé impossible dans l’hôpital de Marie-Enfant. Comme alternative, les patients atteints de l’ataxie de Friedriech (AF) ont recruté qui provoque un affaiblissement musculaire menant souvent à une scoliose. Ainsi, 4 patients AF et 4 jeunes sains asymptomatiques constituant le groupe contrôle ont été recruté dans nos expériences. Comme dans l’étude précédente, les signaux électromyographiques (EMG) des muscles paraspinaux ont été captés lors de 3 types de contraction à deux différentes contractions volontaires maximales. En outre, l'épaisseur du pli cutané et du volume de ces muscles ont été déterminées à partir des images échographiques en vue de faciliter l’interprétation des signaux EMG enregistrés à la surface de la peau. Pour les 3 patients présentaient une scoliose à droite, une activité EMG a été la plupart du temps plus grande sur le côté concave de la déviation. Le contraire a été trouvé chez le 4ième patient (scoliose à gauche, 32°) chez qui l’activité EMG était plus grande sur le côté convexe. Il est à noter que ses signaux EMG étaient très faibles dû à une faiblesse musculaire et à une épaisseur du pli cutané plus grande (12 mm vs 7 mm) pour les 3 autres. En ce qui concerne le volume des muscles paraspinaux, il était plus grand du côté convexe pour P1, P3 et P4 et du côté concave pour P2. Quant à l'épaisseur du pli cutané au-dessus des paraspinaux, il était plus grand du côté concave pour P1 et P2 et c’était l'inverse pour P3 et P4. Ces différences de volume et d'épaisseur du pli cutané étaient plus grandes au voisinage de l’apex des courbes scoliotiques. Bien que l'étude ne porte que sur un petit nombre de patients atteints de l’ataxie de Friedreich (AF), la présence de signaux EMG plus grands du côté concave de leur déformation vertébrale est à le semblable de ce que nous avons observé chez les patients DMD chez qui une scoliose débutait, une plus grande activité EMG a été détectée sur le côté concave. Il semble donc que les patients AF ayant une activité EMG plus grande du côté concave, pourraient voir leur déformation progresser au cours des prochains mois malgré le fait que leur angle de Cobb soit déjà important.

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

L’ataxie de Friedreich (AF) est une maladie neurodégénérative récessive due à un déficit en frataxine, une protéine mitochondriale très conservée. Elle est souvent associée à une atteinte cardiaque. Le déficit en frataxine est responsable d’une diminution de l’activité des enzymes Fe-Set d’une accumulation mitochondriale de fer. Les cellules pluripotentes induites (iPS) générées par reprogrammation de cellules somatiques constituent un outil puissant pour le développement de modèles de maladies monogéniques. Les cardiomyocytes obtenus par différenciation des iPS de patients AF développent une atteinte mitochondriale après 1 mois en culture. Celle-ci se complète par l’apparition secondaire de dépôts de fer, visibles après 4 mois en culture, indiquant une progression dans la physiopathologie de la maladie. Notre étude montre la capacité de ces cardiomyocytes à modéliser le phénotype cardiaque de l’AF, offrant ainsi l’opportunité d’approfondir leur caractérisation physiopathologique. / Friedreich’s ataxia (FA) is a recessive neurodegenerative disorder due to a deficit of frataxin, a highly conserved mitochondrial protein. It is commonly associated with a hypertrophic cardiomyopathy. The main pathophysiological consequences are a decrease of Fe-S enzyme activities and mitochondrial iron accumulation. The recent technical advances in the generation of induced pluripotent stem cells (iPS) from somatic cells provide a powerful tool to create disease specific cellular models. Cardiomyocytes derived from FA-iPS present altered mitochondria after 1 month in culture. After four months in culture, iron deposits can be found in degenerating mitochondria, indicating a progression in the pathophysiology of the disease. Our study illustrates the ability of iPS-derived cardiomyocytes to model the cardiac phenotype associated with FA, and offers new opportunities to further investigate pathological mechanisms linked to frataxin deficiency.

To investigate the role of muscles in the development of adolescent idiopathic scoliosis (AIS), our group was initially interested in Duchenne muscular dystrophy (DMD) diseases where a muscular degeneration often leads to scoliosis. Few years ago the studies with those patients provided interesting results but were obtained only from few patients. To increase that number, the present project was initiated but recruitment of new DMD patients from Marie-Enfant hospital was found impossible. As an alternative, patients with Friedreich’s ataxia (FA) were recruited since they also suffer from a muscular deficiency which often induces a scoliosis. So, 4 FA patients and 4 healthy controls have been chosen to closely match the age, weight and body mass indexes (BMI) of the patients were enrolled in our experiments. As in the previous study, electromyography (EMG) activity of paraspinal muscles were recorded on each side of the spine during three types of contraction at 2 different maximum voluntary contractions (MVC). Moreover, the volume and skinfold thickness of these muscles were determined from ultrasound images (US) in order to facilitate the interpretation of EMG signals recorded on the skin surface. For the 3 FA right scoliotic patients, EMG activity was most of the time larger on the concave side of the deviation. The opposite was found for the 4th one (P4, left scoliosis, 32°) for whom EMG activity was larger on the convex side; it should however be noted that all his signals were of small amplitude. This was associated to a muscle weakness and a large skinfold thickness (12 mm) vs 7 mm for the 3 others. As for the paraspinal muscle volume, it was present on the convex side of P1, P3 and P4 and on the concave side for P2. As for skinfold thickness over this muscle, it was larger on the concave side for P1 and P2 and the opposite for P3 and P4. At the apex of each curve, the volume and skinfold thickness differences were the largest. Although the study covers only a small number of FA patients, the presence of larger EMG signals on the concave side of a spinal deformation is similar to pre-scoliotic DMD patients for whom the deformation is in its initial stage. It thus seems that our FA patients with more EMG activity on their concave side could see progression of their spinal deformation in the coming months in spite of their already important Cobb angle. / Pour étudier le rôle des muscles dans le développement de la scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA), d’abord notre groupe était intéressé par la myopathie de Duchenne (DMD) où une dégénérescence musculaire conduit souvent à la scoliose. Il y a quelques années, des résultats intéressants étaient obtenus par les études avec ces patients, mais seulement de quelques patients. Pour augmenter ce nombre, le présent projet a été lancé, mais le recrutement de nouveaux patients atteints de DMD a été trouvé impossible dans l’hôpital de Marie-Enfant. Comme alternative, les patients atteints de l’ataxie de Friedriech (AF) ont recruté qui provoque un affaiblissement musculaire menant souvent à une scoliose. Ainsi, 4 patients AF et 4 jeunes sains asymptomatiques constituant le groupe contrôle ont été recruté dans nos expériences. Comme dans l’étude précédente, les signaux électromyographiques (EMG) des muscles paraspinaux ont été captés lors de 3 types de contraction à deux différentes contractions volontaires maximales. En outre, l'épaisseur du pli cutané et du volume de ces muscles ont été déterminées à partir des images échographiques en vue de faciliter l’interprétation des signaux EMG enregistrés à la surface de la peau. Pour les 3 patients présentaient une scoliose à droite, une activité EMG a été la plupart du temps plus grande sur le côté concave de la déviation. Le contraire a été trouvé chez le 4ième patient (scoliose à gauche, 32°) chez qui l’activité EMG était plus grande sur le côté convexe. Il est à noter que ses signaux EMG étaient très faibles dû à une faiblesse musculaire et à une épaisseur du pli cutané plus grande (12 mm vs 7 mm) pour les 3 autres. En ce qui concerne le volume des muscles paraspinaux, il était plus grand du côté convexe pour P1, P3 et P4 et du côté concave pour P2. Quant à l'épaisseur du pli cutané au-dessus des paraspinaux, il était plus grand du côté concave pour P1 et P2 et c’était l'inverse pour P3 et P4. Ces différences de volume et d'épaisseur du pli cutané étaient plus grandes au voisinage de l’apex des courbes scoliotiques. Bien que l'étude ne porte que sur un petit nombre de patients atteints de l’ataxie de Friedreich (AF), la présence de signaux EMG plus grands du côté concave de leur déformation vertébrale est à le semblable de ce que nous avons observé chez les patients DMD chez qui une scoliose débutait, une plus grande activité EMG a été détectée sur le côté concave. Il semble donc que les patients AF ayant une activité EMG plus grande du côté concave, pourraient voir leur déformation progresser au cours des prochains mois malgré le fait que leur angle de Cobb soit déjà important.

Le but de ce travail a été d’étudier le couplage entre la cinématique du mouvement et l’activité neuromagnétique du cerveau humain, de comprendre les mécanismes neuronaux à la base de ce couplage, et d’essayer de répondre, notamment grâce à l’utilisation de la cohérence cortico-cinématique, à un certain nombre de questions posées par le traitement de la cinématique d’un mouvement des doigts (exécuté ou observé) par le cerveau.Ce travail de thèse de doctorat démontre en 5 études originales que(i) la fréquence de mouvement n’a pas d’impact sur le niveau de couplage ni sur la localisation de la source principale de ce couplage pendant des mouvements volontaires des doigts (étude I), (ii) la cinématique de mouvements (dirigés vers un but) observés de la main d’autrui est couplée à l’activité du cerveau de l’observateur dans la partie postérieure du gyrus temporal supérieur droit, les lobules supra temporaux et cortex SM1 bilatéraux de la même manière que durant l’exécution d’un mouvement similaire (étude II),(iii) l’amplitude de la bande β des cortex SM1 bilatéraux est modulée par la cinématique de mouvements répétitifs de la main dirigés vers un but, et ce, de la même manière lors de l’exécution où de l’observation de cette action. Cette modulation ne semble pas être liée au phénomène de CKC (étude III), (iv) Ce couplage est réduit de manière significative chez les patients souffrant d’ataxie de Friedreich et ce, tant pour des mouvements actifs que passifs, ce qui apporte de nouvelles évidences en faveur du rôle prépondérant des afférences proprioceptives dans le phénomène CKC. De plus, la CKC corrèle de manière significative avec l’expansion de triplet GAA1 et pas avec les scores cliniques SARA plaidant ainsi pour une altération génétiquement déterminée et stable des afférences proprioceptives dans la maladie de Friedreich (étude IV),(v) l’activité magnétique du lobe postérieur du cervelet ipsilatéral au mouvement est couplée avec la cinématique de ce mouvement sans influence de la fréquence du mouvement (étude V). / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Friedreich’s ataxia (FRDA) is an inherited recessive disorder characterized by progressive neurological disability and heart disease. It is caused by a pathological intronic hyperexpansion of a GAA repeat in the FXN gene, encoding the essential mitochondrial protein frataxin. At the homozygous state, the GAA expansion induces a heterochromatin state with decreased histone acetylation and increased methylation, resulting in a partial deficiency of frataxin expression. This was established in cells from FRDA patients. We showed that the same chromatin changes exist in a GAA based mouse model, KIKI, generated in our laboratory. Furthermore, treatment of KIKI mice with a novel Histone Deacetylase Inhibitor (HDACi), 106, a pimelic diphenylamide that increases frataxin levels in FRDA cell culture, restored frataxin levels in the nervous system and heart of KIKI mice and induced histone hyperacetylation near the GAA repeat. As shown by microarrays, most of the differentially expressed genes in KIKI were corrected towards wild type. In an effort to improve the pharmacological profile of compound 106, we synthesized more compounds based on its structure and specificity. We characterized two of these compounds in FRDA patients’ peripheral blood lymphocytes and in the KIKI mouse model. We observed a sustained frataxin upregulation in both systems, and, by following the time course of the events, we concluded that the effects of these compounds last longer than the time of direct exposure to HDACi. Our results support the pre-clinical development of a therapeutic approach based on pimelic diphenylamide HDACis for FRDA. Laboratory tools to follow disease progression and assess drug efficacy are needed in a slowly progressive neurodegenerative disease such as FRDA. We used microarrays to characterize the gene expression profile in peripheral lymphocytes from FRDA patients, carriers and controls. We identified gene expression changes in heterozygous, clinically unaffected GAA expansion carriers, suggesting that they present a biochemical phenotype, consistent with data from animal models of frataxin deficiency. We identified a subset of genes changing in patients as a result of pathological frataxin deficiency establishing robust gene expression changes in peripheral lymphocytes. These changes can be used as a biomarker to monitor disease progression and potentially assess drug efficacy. To this end, we used he same methodology to characterize the gene expression profiles in peripheral lymphocytes after treatment with pimelic diphenylamide HDACi. This treatment had relevant effects on gene expression on peripheral patients’ blood lymphocytes. It increased frataxin levels in a dose-dependent manner, and partially rescued the gene expression phenotype associated with frataxin deficiency in the tested cell model, thus providing the first application of a biomarker gene set in FRDA. / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

En Europe, une maladie est définie comme rare dès lors qu'elle touche moins d'une personne sur 2000, ce qui représente moins de 30 000 personnes en France. Il existerait plus de 7000 maladies rares dans le monde dont les deux tiers ont un impact important sur la santé et la qualité de vie des patients. Des études récentes révèlent des vécus possiblement spécifiques aux personnes atteintes de maladies rares, parmi lesquels un désir d'information accru sur les avancées de la recherche et sur les mécanismes physiologiques de leurs maladies ; ou encore l'instauration de rapports collaboratifs plutôt que hiérarchiques avec le corps médical. Or, si les essais cliniques en maladie rare représentent bien souvent un espoir pour ces patients, ils constituent aussi une confrontation parfois difficile à leur maladie et aux impératifs scientifiques et médicaux introduits par la situation de recherche. Notre objectif était d'étudier le vécu d'un essai clinique par des patients atteint d'une ataxie de Friedreich (AF), maladie rare neurodégénérative à l'origine d'une perte progressive de l'autonomie dans le quotidien, ainsi que par leurs parents. Nous avons mené trois études respectivement au cours, à la fin et à la suite d'un essai clinique randomisé en double aveugle (ACTFRIE) auprès de 38 patients âgés de 7 à 24 ans et, pour certains, de leurs parents. Nous avons cherché à déterminer l'évolution de la qualité de vie dans l'AF au cours de deux ans d'essai clinique (étude Qualifrie), les caractéristiques du vécu d'un essai clinique chez les patients et leurs parents (étude M24), et les attentes des patients et, pour certains, de leurs parents, quant au rendu des résultats de l'essai clinique auquel ils ont participé (étude Friecom). Les résultats de l'étude Qualifrie nous apprennent que la participation à un essai clinique peut avoir un effet positif transitoire sur la qualité de vie psychique pour les patients, sans pour autant que des progrès soient retrouvés sur le plan physique, ou notés dans le ressenti des patients. L'étude M24 apporte d'importantes pistes de réflexion sur le positionnement psychologique des patients et de leurs parents dans ces essais cliniques, notamment en termes de « demande » de soin, plutôt que de « volontariat » ; et suggèrent des points de vigilance à l'intention des investigateurs de futurs essais pour assurer aux patients un accord de consentement pleinement libre et éclairé. Enfin, les résultats de l'étude Friecom mettent en évidence la nécessité du rendu des résultats, tant globaux qu'individuels, aux patients des essais cliniques et/ou à leurs parents ; et l'intérêt marqué de cette population atteinte d'une maladie rare pour l'information scientifique concernant sa maladie. L'ensemble de ces travaux met en exergue la nécessité de prendre en compte les spécificités du vécu des essais cliniques par les personnes atteintes de maladies rares, leurs besoins, leurs attentes. Il suggère en outre des améliorations en termes de précautions préalables aux essais cliniques à prendre par les investigateurs. Il s'agit notamment de trouver une juste adéquation entre les attentes des participants et les buts assignés de l'étude. A ce titre, ces travaux mènent à souligner la nécessité centrale de la présence du psychologue dans les essais cliniques en maladie rare, interlocuteur privilégié et essentiel, assurant le lien entre les équipes de soin et les patients (ou participants potentiels) et/ou les parents accompagnants. Plusieurs perspectives de recherches futures sont abordées, d'autant que le contexte particulier des maladies rares semble encore trop peu exploré dans la littérature scientifique, notamment en psychologie ; alors qu'il bénéficierait de façon manifeste du regard et des recommandations d'une grande partie des champs des sciences humaines. / In Europe, a disease is defined as rare if it affects less than one person in 2000, which represents less than 30,000 people in France. There are estimated to be more than 7000 rare diseases worldwide, two-thirds of which have a significant impact on patients'health and quality of life. Recent studies reveal experiences that may be specific to people with rare diseases, including a desire for more information on the advances in research and the physiological mechanisms of their diseases, ; or the establishment of collaborative rather than hierarchical relationships with the medical profession. Although clinical trials in rare diseases often represent a hope for these patients, they could also constitute a difficult confrontation with their disease and the scientific and medical imperatives introduced by the research situation. Our objective was to study the experience of a clinical trial by patients with Friedreich's ataxia (FA), a rare neurodegenerative disease that causes a progressive loss of autonomy in daily life, and by their parents. We conducted three studies respectively during, at the end of and following a randomized double-blind clinical trial (ACTFRIE) in 38 patients aged from 7 to 24 years and, for some, their parents. We sought to determine the evolution of quality of life in FA during two years of clinical trials (Qualifrie study), the experience's characteristics of a clinical trial in patients and their parents (M24 study), and the expectations of patients and, for some, their parents, regarding the results of the clinical trial in which they participated (Friecom study). The results of the Qualifrie study show us that participation in a clinical trial can have a positive, transient effect on the psychic quality of life for patients, without any improvement in the physical state of the patients, or any improvement in their impressions about it. M24 study provides important reflections on the psychological positioning of patients and their parents in these clinical trials, particularly in terms of "demand" for care, rather than "voluntarism"; and suggests points of vigilance for investigators of future trials to ensure that patients have a fully free and informed consent agreement. Finally, the results of the Friecom study highlight the need for both global and individual results to be delivered to patients and/or their parents in clinical trials; and the strong interest of this rare disease population in providing scientific information about their disease. Overall, this work highlights the need to take into account the specificities of the clinical trial experience of rare disease patients, their needs and expectations. It also suggests improvements in terms of pre-trial precautions to be taken by investigators. This includes finding the right match between the expectations of the participants and the aims of the study. Therefore, this work underlines the necessity of the psychologist's presence in clinical trials in rare diseases, as a privileged and essential professional, ensuring the link between the care teams and patients (or potential participants) and/or accompanying parents. Several perspectives for future research are discussed, especially because of the particular context of rare diseases, which seems to be insufficiently explored in the scientific literature, particularly in psychology; whereas it would clearly benefit from the viewpoint and recommendations of a large part of the fields of the human and social sciences.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Les maladies neuromusculaires héréditaires n'ont généralement pas de traitement efficace à ce jour. Deux d'entre elles sont étudiées par le laboratoire, soit l'ataxie de Friedreich (FRDA) et la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Il existe plusieurs modèles de souris pour la FRDA, mais aucun ne reflétait la dégénération progressive de la maladie au niveau locomoteur et cardiaque. Le but de mes travaux était donc de trouver et caractériser un modèle murin qui rendrait possible l'étude des effets d'un traitement de thérapie génique sur ces symptômes. Deux modèles de souris ont été comparés : 1) le YG8sR auquel un petit ARN en épingle à cheveux (shRNA) ciblant l'ARNm de la frataxine est injecté en IV pour tenter de réduire l'expression de cette protéine pour augmenter la sévérité des symptômes de la maladie et 2) le YG8-800 qui est un nouveau modèle prometteur possédant 800 répétitions de GAA. Le YG8-800 présente un phénotype qui modélise mieux l'évolution de la maladie chez l'humain avec une détérioration graduelle de la coordination corrélée à une diminution de la frataxine plus marquée. En effet, les souris YG8-800 font plus de fautes et nécessitent plus de temps pour traverser une poutre et T inversé ou dentée et restent suspendues moins longtemps sur une grille. Elles présentent aussi significativement moins de frataxine dans tous les organes étudiés que les souris YG8sR. Pour la DMD, le traitement étudié est la greffe de myoblastes qui consiste à injecter une suspension de myoblastes sains dans un muscle n'exprimant pas la dystrophine. Cette méthode vise à briser les fibres musculaires existantes pour y faire fusionner les cellules injectées et de ce fait apporter le matériel génétique pour synthétiser la dystrophine dans la fibre musculaire malade. En moyenne, le taux de survie à la procédure des cellules greffées est de 5% dans la littérature. L'expérience vise donc à optimiser les conditions de greffe pour augmenter la survie des myoblastes après la greffe. Le Célastrol est un composé reconnu pour son effet anti-inflammatoire et protecteur, il a donc été testé pour protéger les cellules. La première greffe indiquait une amélioration significative de la survie des cellules, mais la deuxième n'a pas reproduit cette tendance. D'autres expériences seront nécessaires pour déterminer si le Célastrol peut améliorer la survie des cellules greffées. / Hereditary neuromuscular diseases generally have no effective treatment to date. Two of them are being studied by my laboratory: Friedreich's ataxia (FRDA) and Duchenne muscular dystrophy (DMD). There are several mouse models for FRDA, but none reflected the progressive degeneration of the disease at the musculoskeletal and cardiac level. My goal was thus to find and characterize a model that will make it possible to study the effects of gene therapy treatments on these symptoms. I have compared two mouse models: 1) the YG8sR to which a short hairpin RNA (shRNA) targeting frataxin mRNA was i.v. injected to reduce the expression of frataxin to increase the severity of the symptoms and 2) the YG8-800, a promising new model with 800 GAA repeats. The YG8-800 has a phenotype that better reproduces the disease progression in humans with a gradual deterioration in coordination correlated due to a more pronounced frataxin reduction. In fact YG8-800 mice make more foot faults and need more time to cross the inverted T beam or notched beam. They also hang for a shorter time on the grid and contain significantly less frataxin in all studied organs than YG8sR mice. For DMD, the treatment studied was myoblast transplantation, which consisted of injecting a suspension of healthy myoblasts into a muscle that does not express dystrophin, the absent protein in DMD patients. This method aims to damage the existing muscle fibers to permit the fusion of the injected cells and thus provide the gene to express dystrophin in the diseased muscle fibers. On average, the procedure survival rate of transplanted cells is 5% in the literature. My experiment therefore aimed to improve the transplant conditions to increase myoblast survival. I have evaluated the protective effects of Celastrol is a compound known for its anti-inflammatory. The first transplant indicated a significant improvement of cell survival, but a second did not confirm this effect. Further experiments will be needed to determine if Celastrol can improve the survival of transplanted cells.

De nombreux troubles ont un retentissement sur le contrôle de l’équilibre dynamique au cours de la marche. Qu’ils soient d’origine traumatique, neurologique, ou liés à la sénescence, ils limitent plus ou moins la stabilité, c’est-à-dire la capacité des sujets à récupérer de perturbations internes ou externes, et peuvent conduire à la chute. Chez les enfants, la stabilité est de plus liée aux étapes développementales. Son interprétation nécessite donc de différencier ce qui relève de l’instabilité développementale et de l’instabilité pathologique. Les techniques instrumentées d’analyse du mouvement permettent un enregistrement fiable et précis des paramètres de la marche. Des index ont été développés pour faciliter l’évaluation clinique de la marche des patients mais aucun d’entre eux ne quantifie l’aspect stabilité.Ce travail de thèse a conduit à la production d’un score quantifiant la stabilité au travers de la variabilité des paramètres spatiotemporels, enregistrés par une piste de marche électronique. Ce score, dénommé Gait Variability Index (GVI), a été appliqué à des populations, asymptomatiques et pathologiques, représentatives des différents âges de la vie : l’enfant, l’adulte et la personne âgée. Les résultats obtenus chez des patients affectés de paralysie cérébrale, d’ataxie de Friedreich ou cérébrolésés démontrent que le GVI est un outil cohérent pour l’évaluation de l’instabilité. Outre l’intérêt clinique qu’il représente, celui-ci ouvre différentes perspectives pour son application et invite à la réflexion quant à la nature perturbatrice ou régulatrice de la variabilité. / Many pathologies affect balance control during gait. Traumatic, neurological or age-related disorders can all limit more or less the stability, which is the capacity of subjects to recover from perturbations, and can lead to falls. For children, the stability is related to the developmental stages and its interpretation requires differentiating what pertains to the developmental instability and to the pathological instability. Instrumented movement analysis allows a reliable and precise recording of the gait parameters. Indexes were developed to improve the clinical evaluation of the patients walking but no one of them quantifies the stability feature.This thesis led to the production of a score quantifying the stability through variability of the spatiotemporal parameters, recorded by an electronic walkway system. The score, called Gait Variability Index (GVI), has been applied to asymptomatic and pathological populations, representative of the various ages of life: children, adults and elderly persons. Results for patients affected by cerebral palsy, Friedreich’s ataxia or after stroke demonstrate that the GVI is a coherent tool for the evaluation of instability. Beyond the clinical interest, it opens various studies perspectives in gait analysis, and is thought-provoking about the disruptive or regulating nature of variability.