Universiẗat, Diss., 2003--München.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2002. / Titre de l'écran-titre (visionné le 22 mars 2004). Bibliogr. Présenté aussi en version papier.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2004). Bibliogr.

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 2001. / Bibliogr.: f. 172-198. Publié aussi en version électronique.

Thesis (doctoral)--Freie Universität Berlin, 2005.

Primary goal of this thesis is comparing microscopic parameters of muscle fibre to macroscopic trait of beef carcass by histological analyzis of tissue from Czech Fleckvieh. As the main parameters were analyzed by microscopic muscle fiber width and the width interstitial ligament. These parameters were compared among each other for verifying the measurement accuracy and also carcase weight, age slaughtered animal, and classification according to the system SEUROP. This thesis proceed comparing each macroscopic effects to microscopic traits of beef muscle fibre.

La microscopie optique chez les animaux vivants est un outil de recherche prometteur pour l’avancement de la neurobiologie. L’imagerie intravitale offre un aperçu en direct de la réponse des cellules individuelles aux dommages affectant le système nerveux. Combinée à la vaste gamme de souris transgéniques disponibles commercialement et compatibles avec différents modèles animaux de maladies neurodégénératives, la microscopie in vivo favorise la compréhension du déroulement des pathologies et du fonctionnement des thérapies. Il est capital de travailler à l’émergence de cet outil, qui se présente comme une stratégie dotée d’un énorme potentiel. Le projet de doctorat décrit dans cette thèse porte donc sur le développement et l’utilisation d’une plateforme de microscopie quantitative, multimodale et non linéaire pour l’imagerie de la moelle épinière chez les animaux vivants. Premièrement, nous avons enrayé la dépendance en polarisation de l’intensité du signal de diffusion Raman cohérente (CARS, « coherent anti-Stokes Raman scattering »), de façon à adapter les images à l’interprétation histologique. Nous avons appliqué cette technique afin d’étudier l’histologie de la myéline de la moelle épinière du rat. En second lieu, nous avons proposé une nouvelle procédure d’analyse d’images compatible avec l’imagerie d’animaux vivants, dans le but de faire de l’histologie des axones myélinisés. Nous avons alors quantifié, dans un modèle de blessure par écrasement d’un nerf, la démyélinisation proximale et la remyélinisation distale au site de lésion ex vivo et in vivo respectivement. Troisièmement, nous montrons que l’imagerie de CARS de la moelle épinière de souris vivantes peut être réalisée avec un microendoscope, et ce tout en conservant sa compatibilité avec le signal de fluorescence par excitation à deux photons. Finalement, nous discutons d’une stratégie de traitement numérique d’images pour réduire les artefacts reliés au mouvement de l’animal. Cette technique permet l’étude histologique de la myéline et la quantification de la motilité des cellules microgliales dans leur environnement natif. En définitive, cette thèse démontre que la microscopie de CARS in vivo progresse peu à peu vers un outil grand public en neurobiologie. / Optical microscopy in living animals is a promising research tool for the evolution of neurobiology. Intravital imaging offers a live preview of how individual cells respond to the nervous system damages. Applying in vivo microscopy to a panoply of transgenic mice used with different animal models of neurodegenerative diseases promotes the understanding of the progress of pathologies and the comprehension of how therapies work. It is thus essential to promote the emergence of optical microscopy technologies in living animals because it is a strategy with great potential. Therefore, the project described in this doctoral thesis focuses on the development and use of a microscopy platform for quantitative, multimodal and nonlinear imaging of the spinal cord in living animals. First, we alleviated the polarization dependence of the coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) signal intensity. This strategy makes images more amenable to histological interpretation. With this technique, we studied the histology of myelin in the rat spinal cord. Secondly, we proposed a new image analysis procedure compatible with live animals imaging in order to achieve the histology of myelinated axons. We quantified the demyelination proximal, and remyelination distal to the crush site ex vivo and in vivo respectively. Third, we showed that CARS imaging of the spinal cord in living mice can be achieved with a microendoscope, and this while maintaining compatibility with the two-photon excitation fluorescence signal. Finally, we discuss a digital image processing strategy that reduces imaging artifacts related to movement of the animal. This technique allows the histological study of myelin and the quantification of the motility of microglial cells in their native environment. Ultimately, this thesis demonstrates that in vivo CARS microscopy progresses gradually towards a robust tool for research in neurobiology.

L'analyse par réseau de co-expression de gènes est un outil entré il y a 15 ans dans l'ensemble des outils disponibles pour l'analyse transcriptomique. En étudiant la variation de synchronisation de l'expression des gènes, cet outil permet de révéler de nouveaux gènes impliqués dans des maladies ou phénotypes dont l'expression seule n'est pas significativement différente. Il est également capable de détecter des groupes de gènes, ou modules, interagissant préférentiellement et sur lesquels il est possible d'effectuer une exploration étendue. Il est ainsi possible d'utiliser des méthodes avec injection de connaissance préalable comme l'enrichissement de gènes ou l'association phénotypique, ou des méthodes guidées par les données comme l'analyse topologique ou la co-expression différentielle. Pourtant, ce type d'analyse reste sous exploitée actuellement par rapport à son potentiel, et notamment dans certaines maladies ou phénotypes où l'altération est une désorganisation du système comme le vieillissement. Afin de faciliter à tout chercheur l'emploi de cette méthode, un progiciel R disponible sur Bioconductor et nommé GWENA a été développé. Organisé comme un pipeline d'analyse simplifié et allant de la construction du réseau jusqu'à l'aide à l'interprétation des modules entre différentes conditions, c'est également le seul pipeline actuel à intégrer la co-expression différentielle. Pour assister l'utilisateur, il comprend de nombreux avertissements sur l'intégrité des données rentrées et sur la plausibilité des résultats. Afin d'éviter de devoir recourir à d'autres logiciels, il contient également un système de visualisation des réseaux. Enfin, GWENA est un outil dont l'architecture modulaire lui permettra d'évoluer avec le temps. L'efficacité de GWENA a été démontrée dans une première étude du vieillissement du muscle squelettique humain où un sous ensemble de gènes a été priorisé pour l'étude de la sarcopénie. Il a également permis de préciser une topologie du réseau spécifique du vieillissement et observée auparavant : la perte de connectivité du réseau, ou déconnexion. En effet, parallèlement à la déconnexion, il a été constaté grâce à GWENA une reconnexion locale située au niveau des gènes pivots. Pour étudier cette topologie à large échelle, l'analyse a été répétée sur un ensemble élargi de tissus humains. Par un recoupement des modules différentiellement exprimés, des phénomènes communs du vieillissement entre tissus sont apparus ainsi que des phénomènes spécifiques à certains tissus. L'analyse topologique, notamment de la déconnexion, des gènes inclus dans ces recoupements pour deux exemples, un phénomène commun et un phénomène spécifique, a à son tour permis la priorisation de gènes encore mal étudiés ou inconnus dans ces phénomènes. En finalité, les travaux présentés au cours de cette thèse auront amené à la création d'un outil utile à la communauté de biologistes comme bio-informaticiens pour faciliter l'accès à une analyse à a haut potentiel dans l'analyse du vieillissement et toute autre condition, notamment celles axées sur la dérégulation de l'expression systémique. / Gene co-expression network analysis is a tool that entered the transcriptomics analysis toolbox 15 years ago. By studying the variation in the synchronization of gene expression, this tool can reveal new genes involved in diseases or phenotypes whose expression alone is not significantly different. It is also able to detect groups of genes, or modules, that interact preferentially and on which it is possible to carry out an extended exploration. It is therefore possible to use knowledge-driven methods such as gene enrichment or phenotypic association, or data-driven methods such as topological analysis or differential co-expression. Nevertheless, this type of analysis is currently under-exploited compared to its potential, especially in certain diseases or phenotypes where the alteration is a disorganization of the system such as aging. In order to facilitate the use of this method by any researcher, an R software package available on Bioconductor and named GWENA has been developed. Organized as a simplified analysis pipeline from the construction of the network to the interpretation of the modules between different conditions, it is also the only current pipeline to integrate the differential co-expression. To assist the user, it includes numerous warnings about the integrity of the data entered and the plausibility of the results. In order to avoid having to use other software, it also contains a network visualization system. Finally, GWENA is a tool whose modular architecture allows it to evolve overtime. The effectiveness of GWENA has been demonstrated in a first study of human skeletal muscle aging, where a subset of genes was prioritized for the study of sarcopenia. It also allowed to clarify a network topology specific to aging and previously observed: the loss of network connectivity, or disconnection. Indeed, in parallel to the disconnection, a local reconnection located at the level of hub genes was observed thanks to GWENA. To study this topology on a large scale, the analysis was repeated on an extended set of human tissues. By cross-referencing differentially expressed modules, common aging phenomena between tissues were identified as well as tissue-specific phenomena. Topological analysis, including disconnection, of the genes included in these overlaps for two examples, a common and a specific phenomenon, in turn allowed the prioritization of genes still poorly studied or unknown in these phenomena. Overall, the work presented in this thesis will have led to the creation of a useful tool for the community of biologists as bioinformaticians to facilitate access to a high-potential analysis in the analysis of aging and any other condition, especially those focused on the deregulation of systemic expression.

La récente remise en question de l'usage de la thérapie hormonale de substitution, dû au risque accru de cancer du sein et de maladie coronarienne, renforce l'intérêt de l'utilisation des modulateurs spécifiques du récepteur des estrogènes (« SERMs »), composés dont l'action antiestrogénique tissu-spécifique peut protéger le sein et l'utérus alors que la composante estrogénique peut prévenir l'ostéoporose. D'autre part, on observe actuellement un intérêt grandissant pour le remplacement des androgènes, suite à l'observation de séquelles physiques et psychologiques imputables au déficit androgénique chez un certain nombre de femmes ménopausées, et de-là pour le remplacement de la DHEA, dont les niveaux très diminués à la ménopause mènent à la réduction des androgènes produits par conversion intracrine périphérique, cette diminution contribuant pour une bonne partie au déficit androgénique de la ménopause. Nos études histomorphologiques et immunohistochimiques examinant les effets de la combinaison d'un SERM à activité antiestrogénique pure, l'Acolbifène, avec l'estradiol, chez un modèle animal de déprivation hormonale complète, soit la rate ovariectomisée, ont confirmé l'efficacité de l'action antiestrogénique au niveau mammaire et utérin, s'ajoutant à l'action combinée bénéfique au niveau de la densité osseuse et du cholestérol et, possiblement, à l'action estrogénique bénéfique de l'estradiol au niveau du cerveau. Avec la même approche, nous avons étudié les effets de l'administration de la DHEA à dose pharmacologique en application topique à long terme sur la peau de la rate OVX au niveau de deux organes affectés en ménopause, soit la peau elle-même et le vagin. Ces travaux ont démontré que la DHEA exerce plusieurs effets bénéfiques, principalement androgéniques, au niveau des différentes couches tissulaires chez les deux organes étudiés. Finalement, par la mise au point d'une formulation permettant d'appliquer la DHEA en intravaginal, nous avons démontré la faisabilité de l'application locale de doses physiologiques de DHEA pouvant renverser l'atrophie vaginale induite par l'ovariectomie chez la rate, et ce, avec peu ou pas d'effets systémiques.

Titre de l'écran-titre (visionné le 15 mai 2023) / Le microenvironnement tumoral se caractérise notamment par une altération de ses propriétés mécaniques. Cependant, la plupart des modèles actuels sont incapables de recréer fidèlement les propriétés mécaniques d'une tumeur. Les modèles d'ingénierie tissulaire basés sur la méthode d'auto-assemblage ont le potentiel de mieux récapituler l'architecture et la composition du stroma. Ici, nous avons utilisé la méthode d'auto-assemblage basée sur un modèle de tissu de vessie pour créer un environnement semblable à celui d'une tumeur. Le modèle tumoral repose sur la capacité des fibroblastes primaires sains (HFs) induits en fibroblastes associés au cancer (iCAFs) à reconstituer un stroma récapitulant les propriétés d'une tumeur de vessie. Les objectifs de ce projet sont de caractériser le modèle auto-assemblé et définir les composantes permettant de contrôler l'induction des fibroblastes. Nos résultats ont montré que la composition de la matrice extracellulaire (MEC) dérivée des iCAFs est plus rigide, avec un dépôt et un remodelage accru du collagène et de la fibronectine. La technique de microscopie à polarisation quantitative a montré que les cellules urothéliales cultivées sur la MEC composée d'iCAFs étaient plus contractiles et présentaient une translocation nucléaire élevée de YAP. De plus, nos résultats montrent une augmentation de la prolifération des cellules urothéliales présentes sur le stroma des iCAFs ainsi qu'une expression accrue de marqueurs de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) qui corrèlent avec l'augmentation de la rigidité de la MEC des modèles iCAFs. Une caractérisation plus fine de l'activation des fibroblastes montre un changement de morphologie, d'expression de l'α-SMA et de contractilité cellulaire. En somme, les niveaux de rigidité et la structure du stroma obtenus à l'aide de ce modèle de génie tissulaire sont comparables à ce qui est observé dans les cancers de vessie. De plus, l'urothélium présente également des réponses moléculaires attendues dans un environnement tumoral très rigide. Finalement, une meilleure compréhension des phénomènes d'induction des iCAFs permettrait un meilleur contrôle des propriétés biophysiques des modèles tumoraux produits par auto-assemblage. À terme, ce projet ouvre la porte à la production de modèles reproduisant plus fidèlement les propriétés physiques des tumeurs pour étudier les mécanismes de la progression tumorale in vitro. / A tumor microenvironment is characterized by its altered mechanical properties. However, most models remain unable to faithfully recreate the mechanical properties of a tumor. Engineered models based on the self-assembly method have the potential to better recapitulate the stroma architecture and composition. Here, we used the self-assembly method based on a bladder tissue model to engineer a tumor-like environment. The tissue-engineered tumor models were reconstituted from stroma-derived healthy primary fibroblasts (HFs) induced into cancer-associated fibroblast cells (iCAFs). The objectives of this project are to characterize the self-assembled model and to define the components that control fibroblast induction. Our results show that the iCAFs-derived extracellular matrix (ECM) composition was found to be stiffer, with increased ECM deposition and remodeling. The urothelial cells overlaid on the iCAFs-derived ECM were more contractile, as measured by quantitative polarization microscopy, and displayed increased YAP nuclear translocation. We further showed that the proliferation and expression of epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) marker were increased in the urothelial cells, which correlate with the increased stiffness of the iCAFs-derived ECM. Further characterization of fibroblast activation shows a change in morphology, in α-SMA expression, and in cell contractility. Together, our results demonstrate that our tissue-engineered tumor model can achieve stiffness levels comparable to that of a bladder tumor. The urothelium also exhibits molecular responses expected in a highly rigid tumor environment. Finally, a better understanding of the induction of iCAFs would improve the control of the biophysical properties of tissue-engineered tumor models. Ultimately, this project could lead to the production of models that more accurately reproduce the physical properties of tumors to study the mechanisms of tumor progression in vitro.