Objectifs: D’une part étudier les effets de la SCP à moyen et long terme chez les patients de notre centre ayant une forme génétique de MP, d’autre part effectuer une étude clinique, génétique et transcriptomique d’un groupe de patients parkinsoniens ayant une mutation du gène SCA2 (dits patients SCA2).Méthode: 1/ Effet de la SCP chez des patients ayant une forme génétique de MP: cinq patients ayant une forme génétique de MP, appartenant à une cohorte de 52 patients parkinsoniens ayant bénéficié d’une stimulation à haute fréquence du noyau sous-thalamique entre 1998 et 2000, ont été examinés avant la chirurgie puis à 1 et 5 ans. Les patients ont été évalués avec et sans L-dopa par plusieurs échelles: UPDRS II et III,dyskinésies, Schwab et England, Mattis et MADRS. Les résultats ont été comparés aux patients de la même cohorte ayant une forme sporadique de MP.2/ Etude des patients parkinsoniens SCA2 : la description clinique est rapportée rétrospectivement. Les études génétique et transcriptomique ont été effectuées chez 7 patients parkinsoniens et 8 patients cérébelleux SCA2, sur des cellules mononuclées sanguines. Le séquençage de l’ADN a permis de déterminer la longueur de la répétition de triplets CAG et d’identifier les interruptions par des triplets CAA. Le transcriptome de ces patients ainsi que de 13 témoins (sujets sains appariés sur le sexe et l’âge) a été réalisé sur deux plateformes de puces à ADN (Agilent et Illumina). L’analyse de l’expression des gènes chez les patients parkinsoniens et cérébelleux comparés à leurs contrôles respectifs a été réalisée avec le logiciel Genespring GX. Les gènes ayant une expression significativement différente (variation d’expression >1,3 et Welch t-test p< 0,05) ont été analysés à l’aide du logiciel Ingenuity Pathways Analysis qui identifie les voies canoniques significativement dérégulées.Résultats: 1/ Effet de la SCP chez des patients ayant une forme génétique de MP: les résultats de l’ensemble des parkinsoniens étaient comparables à la littérature. Les mouvements involontaires compliquant la dopathérapie s’amélioraient au cours du temps. Les patients ayant une forme génétique bénéficiaient d’un meilleur résultat que les autres parkinsoniens sur les signes dopasensibles et sur les complications dopa-induites.2/ Etude des patients parkinsoniens SCA2 : cliniquement, la MP était tout à fait classique, l’âge moyen de début était de 55,2 ans, tous les patients étaient dopasensibles et les complications typiques de la MP étaient constatées. Le séquençage de l’ADN a montré des expansions légèrement plus longues chez les patients cérébelleux (37-41 triplets) que chez les patients parkinsoniens (35-39). Les patients cérébelleux n’avaient pas d’interruptions CAA sur leur allèle muté. Tous les patients parkinsoniens avaient en revanche une séquence d’interruptions CAA inhabituelle. Pour ce qui concerne l’étude transcriptomique, nous avons constaté chez les patients cérébelleux et chez les parkinsoniens la dérégulation de l’expression de gènes connus pour interagir avec l’ataxine 2 (DDX6, PABP, gènes de la voie du métabolisme des inositol phosphates), ainsi que de gènes impliqués dans le métabolisme du cancer et dans l’immunité. Les patients parkinsoniens avaient un dérèglement des voies de signalisation de la sclérose latérale amyotrophique, du VEGF et de HIF1. Chez ces patients, l’expression de SNCA était diminuée, y compris chez les patients les moinsVIIsymptomatiques, alors qu’elle ne l’était pas chez les cérébelleux. Chez les patients cérébelleux, plusieurs voies concernant le métabolisme des ARN étaient dérégulées, ainsi que le métabolisme du phosphate inositol. Plusieurs voies canoniques impliquant l’apoptose étaient dans les 2 groupes de patients, avec une expression de gènes pro- et antiapoptotiques en faveur de l’apoptose chez les cérébelleux et en sa défaveur chez les parkinsoniens. / Objectives: First, to study the mid- and long term effects of DBS in patients with a genetic form of PD from our clinic, and second, to achieve a clinical, genetic and transcriptomic study of a group of parkinsonian patients bearing a mutation in the SCA2 gene (so called SCA2 patients)Methods: 1/ Effects of DBS in patients with a genetic form of PD: five patients with a genetic form of PD, belonging to a cohort of 52 PD patients who underwent a subthalamic nucleus high frequency stimulation between 1998 and 2000, were evaluated before surgery and then after 1 and 5 years with and without L-dopa, using several scales: UPDRS II and III, dyskinesia, Schwab and England, Mattis and MADRS. The results were compared with the patients of the same cohort having a sporadic form of PD. 2/ Study of the parkinsonian SCA2 patients: the clinical picture is related retrospectively. Genetic and transcriptomic studies were performed on blood mononuclear cells from 7 parkinsonian and 8 cerebellar SCA2 patients. DNA sequencing allowed to determine the length of the CAG triplets repeat and to identify the interruptions by CAA triplets. Transcriptomes of these patients and of 13 matched controls (healthy subjects paired according to gender and age) were profiled using 2 platforms of whole human genome expression micro-arrays (Agilent and Illumina). Analyses of differential expression in cerebellar and parkinsonian patients vs their respective controls were performed with GeneSpring GX software. Genes with significant differences (fold change >1.3 and Welch t-test p< 0.05) were analyzed using Ingenuity Pathway Analysis software which identified significantly deregulated canonical pathways.Results: 1/ Effects of DBS in patients with a genetic form of PD: the results concerning the whole cohort of PD patients were similar to the literature. L-dopa-induced involuntary movements improved over time. Patients with a genetic form of PD had a best result than other patients on dopa-responsive signs and dopa-induced complications.2/ study of the parkinsonian SCA2 patients: clinical features were very typical of PD, with a mean age of onset of 55.2 years, a good L-dopa responsiveness, and classical complications of PD. DNA sequencing showed slightly longer expansions in cerebellar (37-41 triplets) than in parkinsonian patients (35-39). Cerebellar patients had no CAA interruption on their mutated allele. All parkinsonian patients had an unusual pattern of CAA interruptions. Concerning the transcriptomic study, cerebellar and parkinsonian patients had a deregulation in the expression of genes known to interact with ataxin-2 (DDX6, PABP, genes in the inositol phosphates metabolism pathway), as well as genes involved in the metabolism of cancer and in immunity. Parkinsonian patients had a deregulation of amyotrophic lateral sclerosis, VEGF and HIF1 signaling pathways. In these patients, including the least symptomatic ones, SNCA expression was down-regulated, whereas it was not in cerebellar patients. In cerebellar patients, several pathways concerning the metabolism or RNAs were deregulated, as well as p53 signaling. Several canonical pathways involving apoptosis were deregulated in both groups of patients, with an expression of pro- and antiapoptotic genes in favor of apoptosis in cerebellar patients and going against apoptosis in parkinsonian patients. .

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 1996. / Bibliogr.: f. 43-53. Publ. aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2001. / Bibliogr.: f. [92]-105. Publ. aussi en version électronique.

La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative progressive qui affecte le système nerveux central et se caractérise par des symptômes moteurs et non moteurs. Ces derniers comprennent des troubles du sommeil, des perturbations neuropsychiatriques et comportementales. En particulier, environ 50 % des patients atteints de la maladie de Parkinson (MP) souffrent de troubles du comportement du sommeil paradoxal (TDS), une parasomnie caractérisée par des comportements moteurs liés à des rêves. Les patients atteints de la MP souffrant de RBD ont tendance à présenter des symptômes moteurs et non moteurs plus graves que les patients ne souffrant pas de RBD, ce qui suggère que le RBD est un marqueur d'un processus neurodégénératif plus répandu. Parmi les symptômes non moteurs, les troubles neuropsychiatriques sont fréquents dans la DP et comprennent la dépression, les symptômes d'anxiété, l'apathie et les troubles du contrôle des impulsions (DCI), une complication déclenchée par la thérapie de remplacement de la dopamine (TRP). Pourtant, aucune étude n'a évalué si les patients atteints de MP et de troubles respiratoires chroniques présentent une fréquence accrue de symptômes neuropsychiatriques, en particulier des troubles du contrôle des impulsions et de l'apathie. Objectifs : évaluer si la DBR est associée aux maladies inflammatoires chroniques et/ou à l'apathie dans la maladie de Parkinson et caractériser le profil neuropsychiatrique des patients atteints de DBR. Matériel et méthodes : n=216 patients PD non déments consécutifs consultant une clinique universitaire de troubles du mouvement à Turin et Clermont-Ferrand (130 M, âge moyen : 66,9±10,8 ans) ont rempli des questionnaires pour le RBD et les CIM. En outre, 40 patients atteints de MP ayant reçu un diagnostic clinique de maladie inflammatoire chronique et 40 patients atteints de MP sans maladie inflammatoire chronique, appariés par sexe et âge, ont subi une vidéopolysomnographie (v-PSG) afin de déterminer la fréquence de la DBR. L'apathie a été évaluée chez 36 patients ayant subi une v-PSG (n=18 patients atteints de MP avec DCI, n=18 patients atteints de la MP), et sa relation avec la dépression, avec un large éventail de fonctions neuropsychologiques ainsi qu'avec des symptômes moteurs et non moteurs a été évaluée. Résultats : la DBR probable a été associée à un risque de 2,6 de développer des symptômes de CIM dans l'ensemble (p=0,001) et à un risque de 4,9 pour le jeu pathologique (p= 0,049). La RBD confirmée par le VPSG a été trouvée chez 34/40 (85%) des patients atteints de PD-ICD contre 21/40 (53%) des patients atteints de PD-noICD (p=0,003). L'association était significative après ajustement de la durée de la maladie, de l'âge d'apparition, de la gravité et de la dose de traitement (p=0,01) et l'état de la CIM est associé à un rapport impair de 5,44 pour avoir une DBR. L'apathie était plus élevée chez les patients atteints de DBR que chez les patients atteints de la MP sans DBR. Après 11 ajustements en fonction de l'âge, de la durée de la DP, des doses de DRT, des mesures cognitives et de la dépression, nous avons constaté que les PD-RBD présentent un manque d'initiative (p=0,03) ainsi qu'une tendance à la réduction des intérêts et à la recherche de nouveauté. L'ampleur de l'effet était importante (>0,8) ou presque (>0,75) pour ces variables. De plus, l'apathie était significativement corrélée à la mesure du sommeil paradoxal sans atonie. Conclusions : Nous avons montré pour la première fois que le RBD est associé à des DCI dans le DP. De plus, les patients RBD sans DAI sont plus apathiques que les patients sans RBD. Un traitement dysfonctionnel de la récompense dans le DP-RBD, résultant peut-être d'une altération plus grave de la voie méso-cortico-limbique, peut contribuer à la fois à une apathie accrue et à une fréquence accrue des DAI lorsqu'ils sont traités avec des doses plus élevées de DRT. / Parkinson’s disease is a progressive neurodegenerative disorder affecting the central nervous system characterized by motor and non-motor symptoms. The latter include sleep disorders as well as neuropsychiatric and behavioral disturbances. In particular, about 50% of patients with Parkinson's disease (PD) suffer from REM sleep behavior disorder (RBD), a parasomnia characterized by dream-enactment motor behaviors. PD patients with RBD tends to have more severe both motor and non-motor symptoms than PD without RBD, suggesting that RBD is a marker of a more widespread neurodegenerative process. Among non-motor symptoms, neuropsychiatric disorders are frequent in PD and include depression, anxiety symptoms, apathy and impulse control disorders (ICD), a complication triggered by dopamine replacement therapy (DRT). Yet, no study has assessed whether PD- RBD patients have an increased frequency of neuropsychiatric symptoms, particularly ICD and apathy. Objectives: to assess whether RBD is associated to ICDs and/or apathy in Parkinson’s Disease and to characterize the neuropsychiatric profile of PD patients with RBD. Material and methods: n=216 consecutive non-demented PD patients consulting a university movement disorders clinics in Turin and Clermont-Ferrand (130 M, mean age:66.9±10.8yrs.) filled out questionnaires for RBD and ICDs. Furthermore, 40 consecutive PD patients with a clinical diagnosis of ICD and 40 sex-and age-matched PD patients without ICD underwent to video-polysomnography (v-PSG) in order to determine the frequency of RBD. Apathy was assessed in 36 v-PSG recorded PD patients (n=18 PD with RBD, n=18 age- and sex-matched PD without RBD), and its relationship with depression, with a broad array of neuropsychological functions as well as with motor and non-motor symptoms was evaluated. Results: probable RBD was associated to a risk of 2.6 to develop ICD symptoms as a whole (p=0.001) and a risk of 4.9 for pathological gambling (p= 0.049). VPSG-confirmed RBD was found in 34/40 (85%) PD-ICD patients versus 21/40 (53%) PD-noICD (p=0.003). The association was significant after adjusting for PD duration, age of onset, severity and treatment dose (p=0.01) and the condition of ICD is associated to an odd ratio of 5.44 to have RBD. Apathy was higher in patients with RBD compared to PD without RBD. After 11 adjusting for age, PD duration, DRT doses, cognitive measures and depression, we found that PD-RBD have a lack of Initiative (p=0.03) together with a trend for reduced interests and novelty seeking. The effect size was large (>0.8) or almost large (>0.75) for these variables. Furthermore, apathy significantly correlated with measure of REM sleep without atonia. Conclusions: We showed for the first time that RBD is associated to ICDs in PD. Furthermore, RBD patients without ICD are more apathetic compared to patients without RBD. Dysfunctional reward processing in PD-RBD, possibly resulting from a more severe impairment of the meso-cortico-limbic pathway, may contribute to both increased apathy, and increased frequency of ICDs when treated with higher doses of DRT.

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative affectant environ 1% des gens de plus de 60 ans. Le diagnostic de la maladie est clinique et repose sur l'observation des symptômes classiques tels que les tremblements de repos, la bradykinésie et la rigidité musculaire. Depuis maintenant près de 30 ans, les cliniciens peuvent profiter d'une alternative pour traiter les symptômes moteurs de la MP lorsque la médication est jugée inefficace ou ses effets secondaires trop handicapants pour le patient : la stimulation cérébrale profonde (SCP). Cette chirurgie repose sur l'insertion d'électrodes dans des noyaux profonds du cerveau, souvent les noyaux sous-thalamiques (NST), en s'appuyant sur la stéréotaxie pour établir l'emplacement optimal. Ces électrodes sont par la suite connectées à un stimulateur qui permet d'induire un courant électrique à haute fréquence dans la zone cible, selon des paramètres établis par le neurologue. Ce traitement non curatif permet d'améliorer la qualité de vie des patients et de diminuer les doses d'analogues dopaminergiques administrés tout en réduisant les effets secondaires qui y sont associés. L'objectif de la présente étude est d'identifier les changements cliniques, morphologiques et neurochimiques induits par la SCP chronique du NST. Ainsi, nous analyserons de façon détaillée les cerveaux de patients parkinsoniens ayant subi une SCP pendant 11 et 12 ans - deux des plus longues durées de stimulation répertoriées dans la littérature - afin de mieux comprendre les changements induits par une exposition chronique aux champs électriques. Le but ultime de notre travail est de corréler certaines de ces modifications anatomiques et neurochimiques aux différents impacts cliniques de la thérapie. Différentes suggestions seront faites concernant les mécanismes physiologiques de la SCP. Une meilleure compréhension du fonctionnement de cette méthode thérapeutique permettra de mieux cibler d'autres structures nerveuses impliquées dans différentes pathologies neurologiques, psychiatriques ou cognitives. / Parkinson's Disease (PD) is a neurodegenerative disorder affecting approximately 1% of people above 65 years old. Diagnosis is based on clinical evaluation, the patients typically presenting a combination of resting tremor, bradykinesia and muscular rigidity, sometimes accompanied by postural instability. For almost 30 years now, clinicians have been able to take advantage of an alternative therapy to alleviate PD motor symptoms when the medication is deemed ineffective or its side effects impair significatively the patient's condition. This therapeutic approach is called deep brain stimulation (DBS). The surgery implies the permanent insertion of electrodes into deep nuclei of the brain, usually the subthalamic nucleus (STN), relying on stereotaxic landmarks to establish the optimal target. Electrodes are subsequently connected to a stimulator to induce a high frequency electric current locally, according to parameters established by the neurologist. This non-curative therapy improves patient's quality of life and reduces the doses of dopaminergic analogues administered along with their side effects. The objective of this study is to identify the clinical, morphological and neurochemical changes induced by chronic STN-DBS. This case series will therefore focus on a detailed analysis of the brain of two PD patients who underwent DBS for 11 and 12 years, two of the longest stimulation durations ever reported in detail in the literature, in order to better understand the long-term changes induced by chronic exposure to electric fields. The ultimate goal is to correlate some of the anatomical and neurochemical changes to the clinical outcomes of the therapy. Various mechanisms will be proposed to improve the global understanding of deep brain stimulation to be able, in the long-term, to target other brain structures in order to treat other neurological, psychiatric or cognitive disorders.

OBJECTIFS: La libération de dopamine par les afférences à sérotonine (5-HT) du striatum constitue un déterminant pré-synaptique important des dyskinésies induites par la L-Dopa (DILs), un effet délétère du traitement pharmacologique de la maladie de Parkinson. En effet, les axones 5-HT seraient en mesure de libérer de façon non-physiologique de la dopamine lorsque la L-Dopa est administrée au patient, contribuant ainsi à l’expression des DILs. Certaines afférences striatales 5-HT contiennent un transporteur vésiculaire du glutamate (VGluT3) et nous croyons que sa présence puisse avoir un effet synergique sur la libération de dopamine. L’objectif général de ce mémoire est donc d’évaluer la quantité de VGluT3 présent au sein des axones 5-HT et de mesurer son implication dans l’expression des DILs. MÉTHODES : Dix-huit souris C57/Bl6 ont été séparées en trois groupes expérimentaux. Douze souris ont reçu une injection intracérébrale de 6- hydroxydopamine (6-OHDA) dans le faisceau prosencéphalique médian afin de léser les afférences dopaminergiques du striatum. Six souris lésées ont reçu des injections systémiques de L-Dopa (12 jours, 1 fois/jour). Six autres souris ont reçu une injection intracérébrale du véhicule afin de servir de contrôle. La sévérité des mouvements involontaires anormaux induits par la L-Dopa (équivalent des dyskinésies) a été quantifiée selon une échelle reconnue. Un double marquage en immunofluorescence pour le transporteur membranaire de la 5-HT (SERT) et le VGluT3 a permis d’évaluer la densité des varicosités SERT+ et SERT+/VGluT3+ dans le striatum dorsal et de comparer ces données entre les trois groupes expérimentaux. RÉSULTATS: Chez les trois groupes de souris, un faible pourcentage des varicosités axonales 5-HT sont également VGluT3+. Ces varicosités doublement marquées sont souvent retrouvées sur une même branche axonale. Aucune différence significative n’a été observée entre les trois groupes expérimentaux en ce qui a trait à la proportion de varicosités SERT+ qui contiennent le VGluT3+. CONCLUSION: Nos données expérimentales ne nous permettent pas de conclure que la densité des varicosités axonales SERT+ ou SERT+/VGluT3+ au sein du striatum dorsal varie en fonction de la sévérité des mouvements involontaires anormaux induits par l’administration de L-Dopa. / Objectives: The release of dopamine by serotonin (5-HT) afferent projections of the striatum is known to be a major pre-synaptic determinant of L-Dopa-induced dyskinesia, a debilitating side effect of the pharmacological treatment of the Parkinson’s disease. The fact that 5-HT axons are able to release dopamine in a nonphysiological manner following the administration of L-Dopa might lead to the expression of dyskinesias. Some striatal 5-HT axons are known to contain VGluT3 and we hypothesize that this vesicular glutamate transporter has a synergic effect on dopamine packaging into synaptic vesicles and its release. The main goal of this research project is to measure VGluT3 in 5-HT striatal afferent projections and to evaluate its role in the expression of dyskinesias. Methods: Eighteen C57Bl6 mice were divided in 3 experimental groups. Twelve mice received intracerebral injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in the medial forebrain bundle to lesion the striatal dopaminergic afferent projections. Systematic daily injections of L-Dopa (during 12 days) were administrated in 6 of these 6-OHDA-lesioned mice. The other 6 mice received injections of the vehicle only and served as controls. The abnormal involuntary movements (the equivalent of dyskinesias in primates) were scored using a well-known and widely used motor scale. Double immunofluorescence for the 5-HT membrane transporter (SERT) and VGluT3 was performed to evaluate the density of immunolabeled axon varicosities and assess statistical differences between the 3 experimental groups. Results: Among the 3 groups, only a small percentage of 5-HT axonal varicosities express VGluT3 and these doubly labeled varicosities often occur along the same axonal branch. There is no significant difference between the 3 experimental groups regarding the density of SERT or SERT/VGluT3 axon varicosities in the dorsal striatum. Conclusion: Our data indicate that the density of SERT or SERT/VGluT3 immunolabeled axon varicosities in the dorsal striatum is not correlated with the severity or the expression of abnormal involuntary movement following L-Dopa administration

La phase avancée de la maladie de Parkinson (MP) caractérisée par des symptômes moteurs est souvent précédée par des troubles gastro-intestinaux qui proviendraient d'une altération des neurones dopaminergiques (DAergiques) de l’intestin. Des études suggèrent que la maladie se propagerait au cerveau via le nerf vague. Notre laboratoire a démontré le rôle majeur de l’inflammation dans l’intestin chez des souris parkinsoniennes. Récemment, une baisse des niveaux de plasmalogènes, des glycérophospholipides, dans le cerveau et le sang de patients parkinsoniens a été rapportée. Les plasmalogènes avec un groupement éthanolamine (PGE) jouent un rôle important dans la structure fonctionnelle membranaire des cellules via la médiation de divers mécanismes, tels que le transport des vésicules lors de la neurotransmission, l’activité des protéines membranaires et l’élimination des radicaux libres. Dans cette étude, nous avons évalué les effets neuroprotecteurs et anti-inflammatoires de l’administration d’un précurseur de PGE, le PPI-1011, dans l’intestin de souris modèles de la MP. La neurotoxine 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP) a été utilisée pour modéliser la MP chez les souris et le PPI-1011 (10, 50 et 200 mg/kg) leur a été administré par gavage. Les neurones totaux, les neurones DAergiques positifs à la tyrosine hydroxylase (TH), les macrophages, les macrophages pro-inflammatoires et la protéine G couplée au récepteur 120 (GPR120) ont été marqués dans le plexus myentérique par immunomarquages. Cette dernière est intéressante, puisqu’elle joue un rôle anti-inflammatoire via sa liaison avec du DHA. Pour ce faire, un protocole dose-réponse, un protocole pré-traitement et un protocole post-traitetement ont été réalisés. Le MPTP induit une baisse des neurones DAergiques et une augmentation de la densité de macrophages dans le plexus myentérique. Le traitement au PPI-1011 (50 et 200 mg/kg) a protégé les neurones DAergiques contre cette baisse et a limité l’infiltration de macrophages dans le système nerveux entérique (SNE). Cette nouvelle approche thérapeutique pourrait être utilisée pour prévenir et retarder l’initiation et la progression de la MP / The advanced stage of Parkinson's disease (PD) is characterized by motor symptoms witch are often preceded by gastrointestinal disorders that would result from alteration of the dopaminergic neurons (DAergics) of the intestine. Studies suggested that the disease would spread to the brain by the vagus nerve. Our laboratory has demonstrated the major role of inflammation in the intestine in parkinsonian mice. Recently, decreased levels of plasmalogens, glycerophospholipids, in the brain and blood of PD patients have been reported. Ethanolamine plasmalogens (EP) play an important role in the membrane functional structure of cells through the mediation of various mechanisms including neurotransmission, membrane proteins activity and free radicals removal. In this study, we evaluated the neuroprotective and anti-inflammatory effects of the administration of a PGE precursor, PPI-1011, in the intestine of parkinsonian mice. The neurotoxin 1-mehyl-4phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) was used to model PD in mice, and PPI-1011 (10, 50 and 200 mg / kg) was administered by gavage. Total neurons, DAergics TH-positive (TH+) neurons, macrophages, proinflammatory macrophages and G-protein coupled receptor 120 (GPR120) were labeled in the myenteric plexus by immuno-labeling. This latest is interesting, since it plays an antiinflammatory role via its link with DHA. To do this, a dose-response protocol, a pre-treatment protocol and a post-treatment protocol were performed. MPTP induces a decrease of DAergic neurons and an increase in the density of macrophages in the myenteric plexus. Treatment with PPI-1011 (50 and 200 mg / kg) protected DAergic neurons against this alteration and limited the infiltration of macrophages into the enteric nervous system. This new therapeutic approach could be used to prevent and delay initiation and progression of PD.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2014-2015 / Les études chez l’humain et les modèles animaux ont montré que les œstrogènes exercent des effets bénéfiques importants sur le risque de développer la maladie de Parkinson. Bien que les œstrogènes soient neuroprotecteurs, leurs actions périphériques limitent actuellement leur utilisation pour le traitement ou la prévention de maladies neurodégénératives, d’où l’importance de trouver des stratégies alternatives qui reproduisent les effets favorables des œstrogènes mais minimisent les effets indésirables. Lors de cette thèse, nous avons montré que l’activation du récepteur membranaire des œstrogènes couplé aux protéines G (GPER1), un récepteur non-féminisant, est aussi puissante que le 17β-estradiol à protéger les neurones dopaminergiques de la toxicité du MPTP chez des souris mâles, un modèle de la maladie de Parkinson. La neuroprotection par le 17β-estradiol est perdue lorsque le GPER1 ou les récepteurs des œstrogènes (ER) α/β sont bloqués, montrant que les ERα/β et le GPER1 sont requis dans la protection des neurones dopaminergiques par le 17β-estradiol. Ces résultats suggèrent une potentielle interaction entre les ERα/β et le GPER1. Utilisant une approche pharmacologique, nos résultats montrent que le ERα interagit avec le GPER1 pour augmenter la signalisation d’Akt ainsi que les niveaux de Bcl-2 et du BDNF, et protéger les neurones dopaminergiques de l’effet toxique du MPTP. L’effet neuroprotecteur du GPER1 se fait indépendamment des ERα/β, quoique le GPER1 requière la collaboration des ERα/β pour augmenter les niveaux du BDNF. L’investigation du mécanisme d’action du raloxifène, un modulateur sélectif des récepteurs des œstrogènes utilisé en clinique, a révélé que le raloxifène agit par le GPER1 pour activer Akt, augmenter les niveaux de Bcl-2 et du BDNF, et protéger les neurones dopaminergiques et les niveaux plasmatiques d’androgènes. La progestérone, un stéroïde non-féminisant, possède également des propriétés neuroprotectrices chez les souris MPTP. De plus, nos résultats montrent que la progestérone, lorsqu’administrée après le MPTP, permet la récupération partielle des neurones dopaminergiques. Lors de cette thèse, nous avons montré l’effet neuroprotecteur de plusieurs composés qui pourraient servir de stratégies alternatives à l’utilisation des œstrogènes. L’investigation des récepteurs oestrogéniques impliqués dans la neuroprotection fournissent d’importantes informations pour le développement de nouvelles thérapies. / Studies in humans and animal models have shown that estrogens exert significant beneficial effects on the risk to develop Parkinson's disease. Although estrogens are neuroprotective, their peripheral actions currently limit their use for the treatment or prevention of neurodegenerative diseases, hence the importance of finding alternative strategies that mimic the beneficial effects of estrogen but minimize adverse effects. In this thesis, we have shown that activation of the membrane G protein-coupled estrogen receptor (GPER1), a non-feminizing receptor, is as potent as 17β-estradiol to protect dopaminergic neurons against MPTP toxicity in male mice, a model of Parkinson's disease. Neuroprotection by 17β-estradiol is lost when the GPER1 or estrogen receptors (ER) α/β are blocked, indicating that both ERα/β and GPER1 are required for the protection of dopaminergic neurons by 17β-estradiol. These results suggest a potential interaction between ERα/β and GPER1. Using a pharmacological approach, our results show that ERα interacts with GPER1 to increase Akt signaling, as well as the levels of Bcl-2 and BDNF, and protect dopaminergic neurons from the toxic effect of MPTP. However, the neuroprotective effect of GPER1 is independent of ERα/β, while GPER1 requires collaboration with ERα/β to increase BDNF levels. Investigation of the mechanism of action of raloxifene, a selective estrogen receptor modulator used in the clinic, has revealed that raloxifene acts through GPER1 to activate Akt, increasing the levels of Bcl-2 and BDNF, and protects dopaminergic neurons and plasma androgen levels. Progesterone, a non-feminizing steroid, has neuroprotective properties in MPTP mice. In addition, our results show that progesterone, when administered after MPTP, has rescued effects on dopaminergic neurons. In this thesis, we have shown the neuroprotective capacity of several compounds that could serve as alternative strategies to the use of estrogen. Investigation of estrogen receptors involved in neuroprotection provides important information for the development of new therapies.

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative affectant environ 1% des gens de plus de 60 ans. Le diagnostic de la maladie est clinique et repose sur l'observation des symptômes classiques tels que les tremblements de repos, la bradykinésie et la rigidité musculaire. Depuis maintenant près de 30 ans, les cliniciens peuvent profiter d'une alternative pour traiter les symptômes moteurs de la MP lorsque la médication est jugée inefficace ou ses effets secondaires trop handicapants pour le patient : la stimulation cérébrale profonde (SCP). Cette chirurgie repose sur l'insertion d'électrodes dans des noyaux profonds du cerveau, souvent les noyaux sous-thalamiques (NST), en s'appuyant sur la stéréotaxie pour établir l'emplacement optimal. Ces électrodes sont par la suite connectées à un stimulateur qui permet d'induire un courant électrique à haute fréquence dans la zone cible, selon des paramètres établis par le neurologue. Ce traitement non curatif permet d'améliorer la qualité de vie des patients et de diminuer les doses d'analogues dopaminergiques administrés tout en réduisant les effets secondaires qui y sont associés. L'objectif de la présente étude est d'identifier les changements cliniques, morphologiques et neurochimiques induits par la SCP chronique du NST. Ainsi, nous analyserons de façon détaillée les cerveaux de patients parkinsoniens ayant subi une SCP pendant 11 et 12 ans - deux des plus longues durées de stimulation répertoriées dans la littérature - afin de mieux comprendre les changements induits par une exposition chronique aux champs électriques. Le but ultime de notre travail est de corréler certaines de ces modifications anatomiques et neurochimiques aux différents impacts cliniques de la thérapie. Différentes suggestions seront faites concernant les mécanismes physiologiques de la SCP. Une meilleure compréhension du fonctionnement de cette méthode thérapeutique permettra de mieux cibler d'autres structures nerveuses impliquées dans différentes pathologies neurologiques, psychiatriques ou cognitives. / Parkinson's Disease (PD) is a neurodegenerative disorder affecting approximately 1% of people above 65 years old. Diagnosis is based on clinical evaluation, the patients typically presenting a combination of resting tremor, bradykinesia and muscular rigidity, sometimes accompanied by postural instability. For almost 30 years now, clinicians have been able to take advantage of an alternative therapy to alleviate PD motor symptoms when the medication is deemed ineffective or its side effects impair significatively the patient's condition. This therapeutic approach is called deep brain stimulation (DBS). The surgery implies the permanent insertion of electrodes into deep nuclei of the brain, usually the subthalamic nucleus (STN), relying on stereotaxic landmarks to establish the optimal target. Electrodes are subsequently connected to a stimulator to induce a high frequency electric current locally, according to parameters established by the neurologist. This non-curative therapy improves patient's quality of life and reduces the doses of dopaminergic analogues administered along with their side effects. The objective of this study is to identify the clinical, morphological and neurochemical changes induced by chronic STN-DBS. This case series will therefore focus on a detailed analysis of the brain of two PD patients who underwent DBS for 11 and 12 years, two of the longest stimulation durations ever reported in detail in the literature, in order to better understand the long-term changes induced by chronic exposure to electric fields. The ultimate goal is to correlate some of the anatomical and neurochemical changes to the clinical outcomes of the therapy. Various mechanisms will be proposed to improve the global understanding of deep brain stimulation to be able, in the long-term, to target other brain structures in order to treat other neurological, psychiatric or cognitive disorders.

Des études cliniques concluent que les oestrogènes induisent des effets modulateurs dans le cerveau et des études expérimentales faites par notre laboratoire démontrent que le 17β-oestradiol a des effets bénéfiques dans des modèles animaux du Parkinson. La recherche est en cours pour trouver des nouveaux composés oestrogéniques comme agents neuroprotecteurs au cerveau pour prévenir ou combattre la maladie de Parkinson. Une perte de la dopamine (DA) striatale observée suite a une lésion avec la neurotoxine l-méthyl-4-phényl-l, 2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP) chez la souris, le 17β-oestradiol prévient cette perte et cet effet neuroprotecteur peut impliquer les récepteurs oestrogéniques alpha et beta (ERα et ERβ). Les mécanismes impliqués devraient être davantage étudiés et font l'objet de cette thèse. Les résultats de cette recherche montrent que l'absence des ERs induit des changements dans les niveaux des stéroïdes sanguins, des transporteurs dopaminergiques et par conséquence la susceptibilité des neurones au MPTP. La réponse au traitement avec le 17β-oestradiol, montre une spécificité dans diverses régions du cerveau. Les souris invalidées pour le ERα (ERKOα) avaient des niveaux élevés d'androgènes et le MPTP cause une diminution de la tyrosine hydroxylase chez les deux groupes ERKOs, les souris ERKOα sont plus sensibles au MPTP que les souris invalidées pour le ERβ (ERKOβ) comparativement aux souris sauvages. Donc, un rôle important des ERα et plus modéré des ERβ est observé au cerveau des souris mâles suite à une lésion au MPTP. Ceci se manifeste sur les concentrations de la DA et aussi sur les transporteurs (DAT et VMAT2) comme marqueurs de l'intégrité des terminaisons dopaminergiques nigro-striatales pré-synaptiques. De plus, les ERs induisent des effets neuroprotecteurs dans le cortex, le striatum et l'hippocampe en modulant les niveaux des récepteurs glutamatergiques NMDA NR1/NR2B et les récepteurs dopaminergiques DI et D2. Par conséquent, une répercussion se manifeste au niveau post-synaptique dans les voies de signalisation PDK/Akt et MAPK/ERK où seulement les souris ERKOβ avaient une augmentation de la signalisation Akt/GSK3β, ERK1/ERK2 avec la lésion au MPTP. Ces résultats démontrent que ces deux récepteurs oestrogéniques sont impliqués dans l'effet neuroprotecteur des oestrogènes.