Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'intérêt du suivi du métabolisme énergétique cérébral dans la prise en charge des patients victimes d'hémorragie sous-arachnoïdienne anévrismale (aSAH) grave reste actuellement controversé en raison de l'absence de valeurs seuils décisionnelles applicables en pratique. Ce travail avait pour objectif de réévaluer l'intérêt des paramètres biochimiques de trois techniques, la microdialyse intracérébrale (cMD), la mesure de la pression tissulaire cérébrale en oxygène (PbtO2) et le cathéter rétrograde jugulaire, pour prédire l’issue fonctionnelle de ces patients et diagnostiquer la survenue d'un infarctus. Il parait évident que ce suivi peut permettre de prédire à l'échelon individuel l'issue fonctionnelle à long terme. Le metabolic ratio (MR) ou l'association de ce MR avec des paramètres des deux autres techniques (ratio Lactate/Pyruvate >40, lactates hypoxiques) représentent des potentiels biomarqueurs pronostiques. Il est en revanche difficile de conclure sur l'intérêt de ce suivi pour diagnostiquer les complications ischémiques secondaires. Bien qu'il ait été montré que le MR peut être considéré comme un biomarqueur, il n'est pas possible de conclure actuellement sur les deux approches locales (cMD et PbtO2). Des règles d'implantation ont tout de même pu être identifiées et validées permettant leur application rapide en pratique courante. Au final, le suivi du métabolisme énergétique cérébral doit être envisagé dans la prise en charge des patients aSAH graves notamment pour prédire l'issue fonctionnelle à long terme car des valeurs seuils décisionnelles ont été identifiées et faciliteront ainsi l'utilisation de ce type de monitoring / The interest of cerebral energy metabolism monitoring in the care of patients suffering from aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) currently remains controversial because of the absence of decision making thresholds applicable in practice. This work aimed to reassess the value of biochemical parameters from three techniques, intracerebral microdialysis (cMD), the measurement of brain tissue oxygen pressure (PbtO2), the retrograde jugular catheter to predict the functional outcome and diagnose the occurrence of secondary ischemia.It seems obvious that this monitoring can predict at the individual level the functional long-term outcome. The metabolic ratio (MR) or association of MR with the parameters of the two other techniques (lactate/pyruvate >40, hypoxic lactate) represent potential prognostic biomarkers.It is however difficult to conclude on the interest of such monitoring to diagnose secondary ischemic complications. Although it has been shown that the MR can be considered as a biomarker, it is currently not possible to conclude on the two local approaches (cMD and PbtO2). Nevertheless, implantation rules have been identified and validated for their rapid application in clinical practice.Finally, the monitoring of brain energy metabolism remains a reference technique in the care of serious aSAH patients, especially to predict functional long-term outcome because decision thresholds have been identified and thus will facilitate the use of this kind of monitoring

Le ratio métabolique (MR) est un marqueur du métabolisme cérébral. Dans notre travail, nous avons démontré sa valeur pronostique chez 68 patients victimes d’une hémorragie sous-arachnoïdienne anévrysmale grave. En effet, une diminution du MR sous le seuil de 3,35 traduit un phénomène d’hyperglycolyse relative, dont le nombre d’événement est prédictive d’un pronostic défavorable avec une excellente sensibilité et spécificité. L’obtention de ces résultats est rendue possible, notamment après une phase de validation dans un modèle animal de procédures permettant de limiter les effets de facteurs pré-analytiques critiques. Ces résultats permettent d’envisager une étude pour savoir si l’intégration de ce marqueur dans la stratégie de prise en charge du patient, permet de modifier son devenir fonctionnel. Après avoir validé analytiquement les mesures de pyruvate, glucose et lactate impliquant la technique de microdialyse, nous avons étudié sur une cohorte de patients graves aSAH, modeste (n=18 patients) s’il existait des phénomènes d’hyperglycolyse et leur corrélation avec le pronostic. Dans notre série, à la différence de l’approche globale (cathétérisme de la veine jugulaire), un phénomène d’hyperglycolyse conduirait vers un bon pronostic. En fait, l’approche par microdialyse donne une information sur le métabolisme énergétique localisé à l’implantation de la sonde, alors que le MR donne une information globale, ce qui est probablement le facteur le plus important expliquant la différence d’interprétation entre les 2 approches. En l’absence d’outils de traitement de données et d’algorithmes de décision clinique validés, la microdialyse ne donne pas à l’heure actuelle, une valeur individuelle diagnostique ou pronostique. Un des résultats très prometteurs de ce travail, est la mise en évidence d’un phénomène d’hyperglycolyse relative globale lors du vasospasme, rapidement réversible chez les patients ayant bien évolué, alors qu’il perdure de nombreuses heures après le vasospasme chez les patients ayant évolué de manière péjorative. Ces résultats nécessitent d’être reproduits sur un nombre plus significatifs de patients, ce qui permettrait une confirmation radiologique du vasospasme de manière plus précoce afin de confirmer son importance, sa localisation et l’éventualité de le traiter rapidement / The metabolic ratio (MR) is an index of the brain energetic metabolism. In our study, we have demonstrated its prognostic value for 68 poor grade patients aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH): a MR below the threshold value of 3.35 reflects a phenomenon of global cerebral hyperglycolysis which, if repeated, is predictive of a bad outcome. These results were made possible after validation step in an animal mode which allowed to control the critical pre-analytical factors. Our results pave the way for a clinical study aiming to determine if taking into account the MR will help to improve the functional outcome of the aSAH patients. In another approach, based on the use of cerebral microdialysis, we have studied, in an 18 patients cohort, and after an analytical validation of a new biochemical analysis, if such cerebral hyperglycolysis phenomenon was a encountered in this cohort, if these was a correlation with the patients’ outcome. In contrast with the previous 68 aSAH patients, this hyperglycolysis phenomenon appears linked to a good outcome. This apparent discrepancy may be due the difference in the anatomical giving a more localized information on the brain metabolism than the jugular approach used for the MR determination. The most interesting of our results is the correlation found between hyperglycolysis and cerebral vasospasm. If conformed with a larger cohort of aSAH patients, the use of MR could allow an earlier detection and treatment of cerebral vasospasm

Les neurones nocicepteurs jouent un rôle clé dans la défense de l’organisme. Dans le cas des réactions inflammatoires, ils initient des réflexes protecteurs tels que la toux, les vomissements, où les démangeaisons, et participent à la régulation de plusieurs mécanismes physiologiques, notamment la réponse immunitaire. Ils jouent ainsi un rôle prépondérant dans l’inflammation de type 2, souvent associée aux allergies. Mais les mécanismes qui permettent l’activation de ces neurones dans ce contexte sont encore mal connus. Au cours de ce projet de recherche, nous avons exploré la capacité des neurones nocicepteurs à détecter les signaux immunitaires spécifiquement associés à l’asthme. Nous avons ainsi identifié les caractéristiques des nocicepteurs des voies aériennes. Nous avons également démontré leur sensibilité aux allergènes grâce à l’expression du récepteur aux immunoglobulines de type E, FcεR1, ainsi que leur capacité à modifier leur transcriptome en réponse aux cytokines IL-4 et IL-13. Ces travaux soutiennent l’importance de la communication entre systèmes nerveux et immunitaires, et mettent en évidence de nouvelles cibles pour limiter la contribution neuronale aux réactions allergiques. / Nociceptor neurons play a major role in organism defense. In the context of inflammation, they initiate protective reflexes such as cough, vomiting, or itch, and participate in the regulation of various physiological mechanisms, including the immune response. They notably participate in type 2 inflammation, often associated with allergies. But the mechanisms driving the activation of nociceptor neurons in this context are still elusive. During this research project, we investigated the ability of nociceptor neurons to sense immune signals specifically associated with asthma. We identified the characteristics of airway innervating nociceptors. We also demonstrated their sensitivity to allergens through the expression of the Immunoglobulin E receptor FcεR1, as well as their ability to change their transcriptome in response to IL-4 and IL-13. This work supports the importance of bidirectional communication between the nervous and immune systems and unravels new targets to regulate neuronal contribution to inflammation.