Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / L’implantation de valve aortique par cathéter (TAVI) a été développée comme une alternative thérapeutique pour les patients avec une sténose aortique sévère et ayant un risque opératoire élevé ou extrême en cas de chirurgie de remplacement valvulaire standard. Par rapport à la chirurgie à cœur ouvert classique, les procédures de TAVI sont moins invasives, parce qu'elles ne sont pas associées au clampage aortique et à la cardioplégie. Toutefois, la procédure implique un certain degré de dommage myocardique dû à la compression du tissu par le ballonnet et la prothèse transcathéter, ainsi que plusieurs courts épisodes d'hypotension extrême et d’ischémie myocardique globale, au cours de la stimulation ventriculaire rapide et du déploiement de la prothèse. De plus, l'approche transapicale, qui est réalisée lorsque l'approche transfémorale n’est pas possible, comprend la ponction de l'apex du ventricule gauche et l'introduction de larges cathéters ce qui augmente vraisemblablement encore les dommages myocardiques. En conséquence, presque tous les patients subissant un TAVI présentent un certain degré de dommage myocardique, défini par une augmentation des enzymes cardiaques, telles que la créatine kinase-MB (CK-MB), la troponine ou le peptide natriurétique de type B (BNP). Néanmoins, les données sur l'incidence exacte des dommages myocardiques, leur étendue, leurs prédicteurs, ainsi que les résultats échocardiographiques et cliniques associés, en fonction des différentes approches et prothèses sont limitées. Les objectifs généraux de mon projet de doctorat sont d'évaluer l'incidence, les facteurs prédictifs et les résultats des dommages myocardiques après TAVI pour le traitement des patients symptomatiques avec sténose aortique sévère ou bioprothèse dysfonctionnelle et à haut risque chirurgical. / Transcatheter aortic valve replacement (TAVR) has emerged as a less invasive therapeutic alternative to surgical aortic valve replacement (SAVR) for patients with severe aortic stenosis at very high-risk or prohibitive perioperative risk. Compared to conventional open-heart surgery, TAVR procedures are less invasive, because they are not associated with aortic cross-clamping and cardioplegia. Even so, the procedure involves some degree of myocardial injury due to tissue compression, caused by the balloon and valve prosthesis, as well as several short episodes of extreme hypotension and global ischemia, during rapid ventricular pacing and valve deployment. Also, the transapical approach, which is an alternative to the transfemoral approach, involves the puncture of the ventricular apex and the introduction of large catheters through it. Accordingly, nearly all patients undergoing TAVR present some degree of myocardial injury, as defined by any increase in cardiac biomarkers, including creatine kinase-MB (CK-MB), troponin or B-type natriuretic peptides (BNP). Nonetheless, data on the exact incidence of myocardial injury, extent, predictors, as well as the associated echocardiographic and clinical outcomes, according to the different type of TAVR procedures and transcatheter valves, have been limited. The general objectives of my PhD project are to evaluate the incidence, predictors and outcomes of myocardial injury following TAVR for the treatment of high-risk patients with severe symptomatic AS or dysfunctional aortic bioprosthesis.

L’anémie de Fanconi (AF) est une maladie récessive rare associée à un défaut dans la voie de réparation des cassures double-brin de l’ADN causées par des agents pontants (voie de l’AF). Ces agents pontant l’ADN créent un lien covalent entre les deux brins et bloquent les polymérases lors de la réplication ou de la transcription. Mon projet s’intéresse à une protéine importante de la voie de l’AF : FANCI. Celle-ci est décrite comme agissant de pair avec la protéine FANCD2 pour recruter la machinerie de réparation de l’ADN. Nous posons l’hypothèse que FANCI a un rôle important lors du développement, lors de la méiose et est impliquée dans la résistance des cellules aux aldéhydes. Suite à la création d’un modèle murin déplété en FANCI, nous avons effectué des essais comportementaux de mémoire ou d’anxiété pour caractériser le modèle plus en profondeur. Ensuite, des résultats de coupes histologiques de gonades ont mené à la confirmation de la stérilité des souris KO. Plus spécifiquement, un étalage de chromosomes méiotiques et une immunofluorescence ont été effectués pour vérifier la localisation de FANCI sur ces derniers. De plus, le traitement à la mitomycine C (agent pontant) de cellules embryoniques conférant une instabilité génomique, nous avons voulu tester l’effet d’une source endogène, les aldéhydes, sur des cellules déplétées en FANCI. Nous avons observé les foyers des protéines 53BP1 et γ-H2AX pour vérifier l’accumulation de cassures double-brin. Les essais comportementaux montrent une tendance non significative. Une co-localisation de FANCI avec le marqueur de résection RPA est observée. De plus, la déplétion de FANCI rend les cellules résistantes aux aldéhydes. Les foyers 53BP1 et γ-H2AX montrent qu’une petite population de ces mêmes cellules a un nombre très élevé de dommages à l’ADN alors que d’autres ont un niveau de dommages similaire au contrôle. / Fanconi anemia (FA) is a rare recessive disease associated with a defect in the pathway of DNA double strand breaks repair (FA pathway). These double stranded breaks are caused by crosslinking agents by creating a covalent bond between the two opposite strands and blocking polymerases during DNA replication or transcription. My project’s principal interest is a major protein it this pathway : the FANCI protein. It is described as acting together with FANCD2 protein to recruit DNA repair machinery. We hypothesised that FANCI has an important role in development, in meiosis and that it is implicated in cells’ aldehydes resistance. After the creation of a mouse model depleted in FANCI, with did anxiety and memory behavior tests to deeply characterize our mouse model. Also, results of gonad histologic cuts confirmed mouse sterility. More specifically, we did a meiotic spread and immunofluorescence to see FANCI on meiotic chromosomes. We also treated embryonic fibroblasts with mitomycin C, an exogenous crosslinking agent, and then wanted to check with an endogenous source, like aldehydes, on FANCI depleted human cells. We also observed 53BP1 and γ-H2AX foci formation to check for double strand break accumulation. Behavior tests do not show any significative tendancy. We observe a colocalization between FANCI and the resection marker RPA. Moreover, FANCI depletion gives an aldehyde resistance to cells. 53BP1 and γ-H2AX foci show a population of cells with a very high level of foci and others that have the same amount of foci as the control cells.

L’étude de la guérison des plaies à l’aide de substituts produits par génie tissulaire est un domaine en plein essor. Dans ces travaux, les effets de pansements biologiques produits en laboratoire à partir de cellules souches/stromales du tissu adipeux (CSTA) différenciées ou non en adipocytes ont été évalués sur des plaies cutanées in vivo. Un modèle de souris possédant un épiderme fluorescent a permis de démontrer que les plaies traitées avec les pansements biologiques guérissent plus rapidement que les plaies non traitées, et ce, de manière indépendante de la réépithélialisation. Une augmentation de la formation du tissu de granulation et une angiogenèse accrue ont également été observées dans les groupes traités. Ces résultats établissent que les substituts contenant des CSTA ou des adipocytes fonctionnels favorisent la réparation tissulaire. À terme, ces travaux pourraient mener au développement de nouvelles indications cliniques pour le traitement des ulcères cutanés. / Promotion of skin repair for acute or chronic wounds through the use of tissue-engineered products is an active field of research. This study evaluates the effects mediated by two types of tissue-engineered biological dressings containing human in vitro-differentiated adipocytes or adipose-derived stromal cells (ASCs). Re-epithelialization, granulation tissue formation and neovascularization of full-thickness cutaneous wounds were specifically assessed using a murine model featuring a fluorescent epidermis. In comparison to wounds that did not receive either type of biological dressings, treated wounds displayed significantly faster wound closure rates. Non-invasive imaging of GFP-expressing keratinocytes determined that wound closure was independent from re-epithelialization mechanisms, while histological assessments of the scar tissues showed thicker granulation tissues enriched in collagens and increased angiogenesis. Taken together, these results establish that engineered substitutes featuring adipocytes or ASCs can promote cutaneous healing when applied as temporary dressings, suggesting their relevance for chronic wound management studies.

Le traumatisme craniocérébral grave (TCC grave) est une affection qui peut engendrer de graves séquelles aux victimes. Dans la dernière décennie, un nouveau traitement, la solution de salin hypertonique (SSH), a gagné en popularité. Toutefois, peu de données probantes appuient son utilisation. Nous présentons deux études sur l’utilisation de SSH. La première étude est une revue systématique avec méta-analyse d’études randomisées contrôlées. Les données des dix études incluses n’ont pas permis d’observer une amélioration de la survie. La deuxième étude est une enquête de pratique des médecins d’urgence québécois concernant l’utilisation des solutions hyperosmolaires dans la phase aiguë de réanimation des victimes de TCC grave. Cinquante-trois pour cent (53 %) des répondants ont répondu utiliser la SSH. Avec ces deux études, nous avons pu conclure que, malgré le manque de preuves suffisantes pour appuyer l’utilisation des SSH, les médecins québécois sont nombreux à l’utiliser.

Les rayons ultraviolets (UV) sont les principaux responsables de l’initiation des cancers cutanée, car ils induisent différents dommages à l’ADN, dont les dimères cyclobutyliques de pyrimidines (CPD). Ces dommages sont principalement induits par les UVB et sont responsables de la formation des mutations trouvées les cancers cutanés non mélanocytiques. Nos résultats ont démontré qu’une irradiation chronique à de faibles doses de rayons UVB (CLUV) induit la formation de CPD, qui persistent dans le temps. Ces dommages résiduels s’accumulent dans le génome et ne semblent pas être réparés. Nous nous sommes donc intéressés à ces dommages résiduels et à leur impact dans le génome. Premièrement, la distribution post-irradiation des CPD résiduels a été observée pour des fibroblastes dermiques humains soumis à une irradiation CLUV (75 J/m² aux 12h, durant 7,5 jours). Ces analyses ont démontré que les CPD résiduels sont tolérés et dilués dans le génome lors des divisions cellulaires. Deuxièmement, la localisation des CPD résiduels a été observée pour les cellules irradiées avec une CLUV et pour les cellules irradiées avec une dose unique et aigüe (400 J/m²). La quantification des CPD résiduels a permis d’observer que pour les cellules irradiées avec une CLUV, environ deux fois plus de CPD résiduels sont présents dans l’hétérochromatine par rapport à l’euchromatine. Pour les cellules irradiées avec une dose aigüe, les CPD sont répartis également entre les deux fractions de la chromatine. Ces résultats suggèrent que l’état de compaction de la chromatine a un impact sur l’accumulation et la réparation des CPD. Troisièmement, la fréquence de chaque type dipyrimidinique de CPD résiduels a été déterminée par la technique de LC-MS/MS. Une proportion plus faible de CPD contenant des cytosines a été observée dans les cellules irradiées avec la CLUV par rapport aux cellules irradiées avec la dose aigüe. De plus, l’analyse a démontré que les photoproduit de pyrimidine (6-4) pyrimidone (6-4 PP) étaient presque complètement absents des dommages résiduels. Finalement, afin d’observer l’impact des CPD résiduels sur la stabilité génomique, la quantité d’échanges de chromatides sœurs (SCE) a été comparée pour les cellules irradiées par la CLUV et les cellules non irradiées. La quantité de SCE observée était plus élevée dans les cellules irradiées que dans les cellules non irradiées. Globalement, nous avons observés que les CPD résiduels, majoritairement de type TT, s’accumulent principalement dans l’hétérochromatine, où ils sont tolérés. Ces dommages sont dilués dans le génome au fil des divisions cellulaires, en causant une augmentation de l’instabilité génomique. Globalement, mon projet a permis de mieux comprendre l’impact des CPD résiduels induits par une irradiation chronique dans l’initiation de la cancérogenèse cutanée. / Ultraviolet (UV) rays are known to be the main initiator of skin cancer, as they induce different types of DNA damage, including cyclobutane pyrimidine dimers (CPD). CPD are mostly produced by UVB rays and are the predominant premutagenic DNA damage responsible for non-melanoma skin cancers. While most CPD are repaired by the nucleotide excision repair (NER) pathway, some remain unrepaired and persist in the genome. We recently observed those residual CPD after exposure of human fibroblasts cells to chronic low dose of UVB (CLUV). Then, we aimed to observe the distribution of residual CPD occurring in dividing cells submitted to CLUV irradiation. Human dermal fibroblasts were irradiated with CLUV (75 J/m² every 12h for 7.5 days). Our results showed that residual CPD are tolerated and diluted in the genome by DNA replication. Then, localization of CLUV-induced residual CPD was observed and compared with residual CPD induced by a single and acute UVB irradiation (400 J/m²). Euchromatin and heterochromatin fraction were isolated and the amount of CPD was quantified in each fraction. The quantification showed that residual CPD accumulate mostly in the heterochromatin fraction of the genome, where the amount of CPD was two times greater than in the euchromatin. This suggests that DNA compaction has an impact on CPD accumulation and repair. Then, we measured the frequency of the different types of residual CPD by LC-MS/MS technique. A lower proportion of cytosine containing CPD was found in CLUV irradiated cells than in acute irradiated cells. The quantification of the different types of 6-4 photoproducts (6-4 PP) demonstrated that they were almost all absent after a CLUV irradiation, in the residual damage. Finally, genomic instability was investigated in CLUV irradiated cells by measuring the amount of SCE induced after the irradiation. A higher number of SCE was observed in CLUV-irradiated cells than in control cells, suggesting that residual CPD are responsible for an increase of genomic instability. Overall, we observed that residual CPD, mostly TT-CPD, accumulate in the heterochromatin where they are tolerated. These CPD are diluted during cellular division but they are causing genomic instability. Finally, my project aimed to characterise residual CPD induced by chronic irradiation and to gain more knowledge on their impact in skin carcinogenesis initiation.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / De toutes les lésions qui menacent l'intégrité du génome, les cassures double-brin (CDBs) de l'ADN sont l'une des plus délétères, puisque toute cassure mal réparée suffit à induire des mutations et des translocations chromosomiques pouvant mener au cancer. La recombinaison homologue (RH) est un processus permettant aux cellules de réparer les CDBs de façon fidèle sans créer de mutations. Chez les eucaryotes supérieurs, ce mode de réparation repose en grande partie sur les fonctions catalytiques de la recombinase RAD51 et des évidences génétiques démontrent que ses paralogues, RAD51B, RAD51C, RAD51D, XRCC2 et XRCC3, sont également des acteurs clés dans ce processus. Jusqu'à présent, les paralogues de RAD51 n'ont été que très peu caractérisés sur le plan cellulaire et moléculaire si bien que leurs fonctions précises demeurent mal définies. Dans cette étude, nous apportons des évidences implicant les paralogues de RAD51 humains dans les étapes précoces de la RH. Plus précisément, nous démontrons que le paralogue RAD51C interagit avec la recombinase RAD51 et qu'il est requis pour l'assemblage de cette dernière en foyers de réparation. De plus, nous établissons par des immunoprécipitations de chromatine que les paralogues sont recrutés à proximité d'une CDB unique en phase S-G2 du cycle cellulaire et nous montrons par immunofluorescence que RAD51C s'y accumule en foyers, une signature des enzymes de réparation. Par ailleurs, nous avons découvert que les paralogues de RAD51 jouent un rôle crucial dans la progression du cycle cellulaire. Tandis que l'inhibition par ARN interférence de RAD51B ou RAD51C provoque un arrêt prolongé en G2-M, celle de XRCC3 favorise l'entrée en mitose par le phénomène d'adaptation. La microscopie en temps réel a démontré que la perte de XRCC3 engendre un délai mitotique qui s'accompagne d'une fréquence élevée d'anomalies de centrosomes et de défauts de ségrégation chromosomique (micronoyaux et ponts anaphases). Des phénotypes mitotiques comparables sont obtenus suivant la depletion de la résolvase GEN1. Conséquemment, nous proposons qu'une fonction tardive de XRCC3 et de GEN1 dans la RH, soit au niveau de la résolution des jonctions de Holliday, puisse être à l'origine de ces aberrations mitotiques. L'ensemble de ces données permet d'éclaircir les fonctions distinctes et communes des paralogues de RAD51 lors de la RH ainsi que leur rôle dans le maintien de la stabilité du génome en mitose.

Les traumatismes cranio-cérébraux (TCC) sont la première cause de décès chez les <40 ans en Amérique du Nord. Au Canada, leur prise en charge à travers les systèmes de traumatologie provinciaux a significativement évolué durant la dernière décennie. Cependant, le devenir de ces patients a encore été peu documenté. L'objectif de cette étude est d'évaluer les tendances nationales et provinciales de mortalité, réadmissions et durées de séjour hospitaliers et aux soins intensifs des TCC entre 2006 et 2012. Nous avons conduit une étude de cohorte rétrospective basée sur les hospitalisations pour TCC dans les centres de traumatologie canadiens de niveau I et II, chez les traumatisés sévères (score de sévérité (ISS)>12) de plus de 16 ans. Les données ont été extraites du Registre National des Traumatismes et ont été jumelées avec des données hospitalo-administratives. Les tendances annuelles des issues cliniques ont été modélisées avec des modèles linéaires généralisés et ajustées pour les variables physiologiques. Entre 2006 et 2012, nous avons observé une baisse de la mortalité au Canada (OR=0,95 IC95%=0,92-0,98), principalement influencée par l'Ontario (OR=0,95 IC95%=0,93-0,98). Nous avons aussi observé une diminution de la durée de séjour hospitalier au Canada (HR modélisant la probabilité d'un départ vivant de l'hôpital=1,02 IC95%=1,01-1,02), incluant une diminution au Québec (HR=1,03 IC95%=1,01-1,04). Concernant la durée de séjour aux soins intensifs, nous avons observé une diminution uniquement en Alberta (HR= 1,05 IC95%=1,01-1,09). Aucune tendance statistiquement significative n'a été observée pour les réadmissions. Des réductions significatives dans la mortalité et la durée de séjour (hospitalier et aux soins intensifs) ont été observées entre 2006 et 2012 au Canada, et dans certaines provinces. Ces résultats permettront de mieux comprendre le rôle des systèmes de traumatologie dans la réduction du fardeau des blessures au Canada. / Traumatic brain injuries (TBI) are the leading cause of death for people <40 years old. In Canada, the structure of trauma care has evolved independently across provinces during the last decade. However, little is known about the evolution of clinical outcomes. We aimed to assess national and provincial trends in mortality, hospital and intensive care unit (ICU) lengths of stay, and hospital readmissions following a TBI between 2006 and 2012. We conducted a retrospective multicentre cohort study based on TBI admissions across Canadian level I and II trauma centres. Data were extracted from the National Trauma Registry linked to hospital discharge databases. All adults (>16 years old) with an injury severity score (ISS)>12 were included. Generalized linear models were used to evaluate the annual trends of clinical outcomes. Trends were adjusted for physiological variables. Between 2006 and 2012, we observed a global decrease of mortality in Canada (OR=0.95 IC95%=0.92-0.98) mostly driven by Ontario (OR=0.95 IC95%=0.93-0.98). We observed a significant decrease in hospital length of stay in Canada (HR: hazard of being discharged alive from hospital= 1.02 IC95%=1.01-1.02) including a decrease in Quebec (HR=1.03 IC95%=1.01-1.04). Concerning ICU length of stay, we observed a decrease only in Alberta (HR= 1.05 IC95%=1.01-1.09). No statistically significant trend was observed for hospital readmissions. We observed significant decreases in mortality and hospital or ICU length of stay for TBI between 2006 and 2012 in Canada and some provinces. This study could lead to a better understanding of the role of trauma systems on the burden of injuries in Canada.

Introduction: L’incidence annuelle des blessures à la course à pied est élevée et l’influence des paramètres d’entrainement sur le développement des blessures demeure incertaine. Objectifs: 1) Décrire la présentation clinique et le profil de course chez des militaires présentant des douleurs aux membres inférieurs (MIs) lors de la course à pied, 2) explorer l’association entre les changements récents des paramètres d’entrainement (volume ou intensité) et le type de diagnostic. Méthodologie: Étude descriptive transversale effectuée auprès de militaires présentant des douleurs aux MIs lors de la course à pied. Les principales mesures de résultats de l’évaluation en physiothérapie incluaient : localisation et diagnostic de blessure, paramètres d'entrainement à la course (volume, durée, fréquence, intensité) et changements récents de ces paramètres avant l’apparition de la blessure. Des analyses statistiques descriptives, des tests de Khi-carré et des analyses de correspondances multiples ont été effectuées. Résultats: Chez les 107 militaires inclus, les blessures étaient principalement localisées au genou (47,6%), à la jambe distale (20,6%) et au pied/orteils (16,8%). Les diagnostics plus fréquents étaient: syndrome fémoropatellaire (26,2%), périostite (11,2%), fasciite plantaire (9,3%). Près de la moitié des participants couraient moins de 15 kilomètres/semaine et la majorité couraient moins de 2 heures/semaine (62,6%). La majorité des particiants ont rapporté des changements récents dans leurs paramètres d’entrainement (75,7%) qui ont précédé l’apparition de la blessure. Aucune association n’a été identifiée entre la présence d’un changement récent du volume de course (c2(4)=2,849; p=, 606), ou de l’intensité (c2(4)=1,381; p=, 855) et le diagnostic. Conclusion: Dans cette étude, les blessures étaient surtout localisées au genou ou à la jambe distale et le diagnostic le plus fréquent était le syndrome fémoropatellaire. La majorité des coureurs ont rapporté des changements récents dans leurs paramètres d’entrainement qui ont précédé l’apparition de la blessure, mais le type de changement récent n'était pas associé au diagnostic. / Background: The yearly incidence of running-related injuries (RRIs) is high and the influence of running parameters on the development of injury is unclear. Objectives: 1) Describe the clinical presentation and running profile among military members who presented lower limb running-related pain, and 2) explore any association between recent changes in running parameters (volume or intensity) and specific RRI diagnoses. Methods: Descriptive cross-sectional study conducted on military members who presented lower limb running-related pain. The main outcome measures collected during a physiotherapy evaluation were: injury location and diagnosis, running parameters (volume, duration, frequency, intensity) including recent changes in training prior to injury onset. Descriptive statistical analyses, chi-square tests and multiple correspondence analysis were conducted. Results: Among the 107 participants included in the study, most injuries were located at the knee (47.6%), lower leg (20.6%) or foot/toe (16.8%). The most common diagnoses were patellofemoral pain (26.2%), medial tibial stress syndrome (11.2%) and plantar fasciopathy (9.3%). Nearly half of the participants ran less than 15 km per week and most runners ran less than 2 hours/week (70.5%). The majority of participants reported recent changes in their training parameters (75.7%) prior to injury onset. No association was found between recent changes in running volume ((χ2(4) =2.849; p=0.606), or intensity ((χ2(4) =1.381; p=0.855)) and the diagnosis. Conclusion: The most common injuries were located at the knee or lower leg and the most frequent diagnosis was patellofemoral pain. The majority of runners reported previous RRI, as well as recent changes in their running parameters just prior to injury onset, but unique types of recent changes were not associated with specific diagnoses

Les lésions médullaires entraînent un déficit fonctionnel moteur d’importance variable selon leur localisation et leur sévérité. En cas de lésion partielle, il est possible d’observer chez des modèles animaux et des patients un certain degré de récupération fonctionnelle après une période allant de quelques semaines à plusieurs années selon les cas. Cette récupération impliquerait une réorganisation anatomique du circuit locomoteur spinal ainsi que des centres supraspinaux. Parmi ces derniers se trouve la région locomotrice mésencéphalique (MLR) qui est une région fonctionnelle capable d’initier et de moduler la locomotion. Un débat entoure cependant la nature de ses corrélats anatomiques qui pourraient être le noyau cunéiforme (CnF) qui est essentiellement composé de neurones glutamatergiques, le noyau pédonculopontin (PPN) formé de neurones cholinergiques et glutamatergiques, le noyau mésencéphalique profond (MRN/DpMe) qui est glutamatergique et le tegmentum latérodorsal (LDT) formé de populations neuronales semblables au PPN. Des études suggèrent une augmentation des projections de la MLR vers le tronc cérébral après lésion et que les neurones glutamatergiques du CnF sont responsables de l’initiation et de l’accélération de la locomotion. En combinant le traçage rétrograde, la stéréologie et la cinématique, nous mettons en évidence, dans le CnF mais aussi dans le PPN et le LDT contralatésionnels, une augmentation des projections glutamatergiques de la MLR vers la formation réticulée. Étant donné le rôle majeur des neurones glutamatergiques dans la locomotion, leur recrutement pourrait contribuer à la récupération fonctionnelle spontannée observée après lésion médullaire partielle. Une expérience de traçage antérograde nous permettra de confirmer que ces projections glutamatergiques supplémentaires forment bien de nouvelles synapses dans la formation réticulée voire dans la moelle épinière. Ce projet pourrait contribuer à préciser les sites optimaux de stimulation cérébrale profonde de la MLR pour traiter les déficits moteurs causés par les lésions médullaires partielles voire par d’autres pathologies comme la maladie de Parkinson. / Spinal cord injuries cause a functional motor deficit of varying importance depending on their location and their severity. After incomplete spinal cord injury, it is possible to notice in animal models and patients a certain functional recovery occurring on a period going from a few weeks to several years. This recovery may occur thanks to an anatomical reorganization of the spinal locomotor circuit and supraspinal locomotor centers. Among these centers is the mesencephalic locomotor region (MLR) which is a functional region able to initiate and modulate locomotion. Its exact anatomical correlates are still a matter of debate but they could include the cuneiform nucleus (CnF), a cluster of glutamatergic neurons, the pedunculopontine nucleus (PPN) that is cholinergic and glutamatergic, the deep mesencephalic nucleus (MRN/DpMe) that is glutamatergic and the laterodorsal tegmentum which is formed by neuronal populations similar to the PPN. Some studies suggest that there is an increase of projections from the MLR to the brainstem after lesion and that the glutamatergic neurons of the CnF can initiate and accelerate locomotion. Using retrograde tracing, stereological analysis and kinematic, we show, in the CnF but also in the contralesional PPN and LDT, that there is a recruitment of MLR glutamatergic projections to the medullar reticular formation. Considering the major role of glutamatergic neurones in locomotion, this recruitment could contribute to motor functional recovery after incomplete spinal cord injury. An anterograde tracing experiment could then help us to confirm that these “new” projections form synaptic connections in the medullar reticular formation and, maybe, in the spinal cord. This project could contribute to specify the optimal deep brain stimulation sites in the MLR to treat motor deficits caused by incomplete spinal cord injuries and maybe also by other pathologies such as Parkinson’s disease. / Résumé en espagnol

Les cassures double-brin (CDBs) de l’ADN sont généralement néfastes pour la cellule, toutefois il existe une exception importante à cette règle. Chez la levure et les autres eucaryotes, Spo11 (ou Rec12 chez S. pombe) est décrit comme étant capable de créer des CDBs, bris de l’ADN nécessaire à l’initiation de la recombinaison méiotique. Des analyses génétiques et bioinformatiques ont démontré que les homologues de Spo11 lient l'ADN double-brin sous la forme d’un dimère. Leur activité topoisomérase permet d’ailleurs de cliver l’ADN pour générer des intermédiaires ADN-protéine transitoires et covalents. Cependant, cette observation a été mise en doute par les biochimistes, mais aussi par le fait qu'il est extrêmement difficile de purifier les protéines Spo11 dans des conditions natives. Pour mieux comprendre comment Schizosaccharomyces pombe Spo11 (Rec12) génère des CDBs, nous avons établi un protocole de purification par triple affinité et effectué des essais in vitro permettant de montrer le rôle de Spo11 dans la formation de CDBs. Nous avons également purifié Rec12 - Y98F (mutant catalytique) et Rec12 - G202E (mutant de liaison à l'ADN). La protéine Rec12 s’avère être capable de catalyser la formation de CDBs de l'ADN superenroulé alors que les mutants Rec12-Y98F et Rec12-G202E sont inactivés. En accord avec l'accumulation de Spo11 aux CDBs durant la méiose, nous observons que Rec12 possède plusieurs sites de liaison à l’ADN préférant l'ADN 5'-protubérant à l'ADN 3’-protubérant. Nous avons également analysé biochimiquement le mécanisme par lequel Rec12 est enlevé des CDBs par la nucléase Rad32 (Mre11). Certains des résultats présentés ont été confirmés à l'aide Spo11 humain et de S. cerevisiae. Le rôle des activités endo- et exonuclease du complexe MRE11 - RAD50 - NBS1 (MRN) dans la régulation de la voie de réparation des CDBs par l’utilisation d’inhibiteurs (endo ou exo) spécifiques à la structure de MRE11 sera discuté. En somme, nos résultats démontrent que Rec12 est responsable de la formation de CDBs et que cette activité est régulée par plusieurs domaines de liaison à l'ADN. Cette étude représente une première analyse de la fonction biochimique de Spo11 chez la levure et l’humain dans des conditions natives. / Double-strand breaks are generally harmful to the cell, although there is an important exception to this rule. In yeast and other eukaryotes, Spo11 (or S. pombe Rec12) is known to create double-strand DNA breaks (DSBs), which are important to initiate meiotic recombination. Genetic and bioinformatic analyses proposed that Spo11 homologues bind double-strand DNA as a dimer and cleave the DNA by a topoisomerase-like reaction to generate transient, covalent protein-DNA intermediates. However, this view has been challenged by biochemists, but also by the fact that it is extremely difficult to purify proteins Spo11 under native conditions. To understand how Schizosaccharomyces pombe Spo11 (Rec12) generates double-strand breaks, we established a protocol for triple affinity purification. We performed in vitro assays, reminiscent of the function of Spo11 in DSB formation. The resulting purified Rec12 was pure as judged by Sypro staining. We also purified Rec12-Y98F (catalytic mutant) and Rec12-G202E (DNA binding mutant). Purified Rec12 catalysed double-strand break formation on supercoiled DNA whereas Rec12-Y98F and Rec12–G202E were inactivated. Rec12 showed activity on supercoiled DNA but not in short double-stranded DNA oligonucleotides. We mapped the possible DNA binding motifs on Rec12. Using purified mutants, we biochemically confirmed that Rec12 contains multiple DNA binding sites. Rec12 binds 5’-tailed DNA but not 3’-tailed DNA, which is reminiscent of the accumulation of Spo11 on meiotic DNA double-strand breaks. We also analyzed biochemically how Rec12 is removed from DSBs by the Rad32 (Mre11) nuclease to produce single-strand overhang that can undergo DNA recombination. Some of the results presented were also confirmed using human and S. cerevisiae Spo11. We also discuss how endo- and exonuclease activities of MRE11-RAD50-NBS1 (MRN) complex regulates double-strand break repair pathway choice. By using structure-based designed MRE11 endo- or exonuclease inhibitors we represented here specific nuclease roles in DSB repair. Altogether, our results indicate that Rec12 is responsible for the formation of double-strand breaks, an activity that is regulated by multiple DNA binding sites. This study represents a first glimpse of the biochemical function of yeast or human Spo11 under native conditions.