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

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Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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Nous avons identifié comment les propriétés fonctionnelles des microcircuits GABAergiques dustriatum se mettent en place depuis la période embryonnaire jusqu’à l’adulte, et comment elles sont modifiées dans un modèle adulte pharmacologique (6-hydroxydopamine) ou génétique(PINK1 KO) de la maladie de Parkinson. Les neurones de projection (MSNs) immatures du striatum génèrent une séquence d’activités spontanées : des spikes calciques isolés et des plateaux calciques dans des petites assemblées de neurones connectés par des jonctions gap(E14-P8) puis des bouffées de spikes synchronisées d’origine synaptique (P6-P7). Ensuite les MSNs deviennent silencieux in vitro juste avant l’apparition de la locomotion du fait de l’expression du courant K de la rectification entrante et de la perte de la composante NR2C/Ddes réponses synaptiques cortico-striatales. Enfin dans les deux modèles murins de Parkinson,les courants synaptiques GABAergiques spontanés des MSNs deviennent géants ou en bouffées du fait du dysfonctionnement d’un seul type d’interneurone GABAergique. Ces résultats montrent l’importance de déterminer l’impact des altérations précoces du système dopaminergique sur le développement des microcircuits GABAergiques du striatum / We investigated how the functional properties of the mouse GABAergic microcircuits of the striatum mature from embryonic to adult stages and how they are altered in a pharmacological(6-OHDA) or genetic (PINK 1 KO) adult model of Parkinson’s disease (PD). The dominant population of immature projection neurons, the medium spiny neurons (MSNs) generates asequence of spontaneous calcium activities: calcium spikes and synchronized gap junction driven calcium plateaus (E14-P8) followed by synapse-driven synchronized calcium spikes (P6-P7). Then they become silent in vitro (P8-P10) just before the onset of locomotion (P10-P12), because of the parallel expression of the K+ rectifying current and loss of the NR2C/Dcomponent of NMDA receptor-mediated cortico-striatal responses. In addition, we show that thetonic low frequency, spontaneous GABAergic activity of MSNs switches to a gigantic or bursting pattern in both PD models. This switch is due to only one subtype of GABAergic interneuron which entrains the striatal microcircuits in abnormal GABAergic oversynchrony. This study reflects the need for developmental investigations on the impact of early alteration of the dopaminergic system on striatal GABAergic microcicuits

La maladie de Parkinson et l’atrophie multisystématisée ont ceci de particulier que le diagnostic de certitude ne peut être obtenu du vivant du patient. L’un des enjeux actuels est d’approcher au plus prêt le diagnostic clinique réel du patient, pré requis indispensable à l’étude de l’histoire naturelle de la maladie, à une analyse fiable des données épidémiologiques de la maladie, à la bonne pratique des études de recherche pharmaceutique, à l’évaluation clinique des thérapeutiques innovantes. S’il est relativement aisé de poser le diagnostic de maladie de Parkinson à un stade avancé, il est en revanche beaucoup plus délicat de l’établir au stade initial de l’affection. C’est avec l’AMS que le diagnostic différentiel initial est le plus difficile. Actuellement les séquences morphologiques d’IRM représentent une aide incontestable, mais les anomalies observées sont souvent inconstantes et apparaissent à un stade tardif. La première partie du travail visait à étudier de manière simultanée et complémentaire la macro et la microstructure cérébrale dans les deux pathologies en utilisant de manière combinée les techniques de morphométrie voxel à voxel (VBM) et d’imagerie du tenseur de diffusion appliqué à l’ensemble du cerveau (VB-DTI). Cette étude confirme les données classiques d’atrophie putaminale dans l’AMS-P et d’augmentation de la diffusivité putaminale ; nous avons de surcroît mis en évidence une diminution de densité de substance grise dans le circuit moteur (cortex moteur primaire CMP gauche versus MP et aire motrice supplémentaire versus témoins) et une diminution de la fraction d’anisotropie dans le CMP gauche versus témoins. Il existait donc des anomalies macro et microstructurelles dans le circuit moteur des patients AMS-P en révélant la destruction tissulaire dans le circuit moteur - indépendamment de la perte de volume détecté par VBM et en accord avec les données anatomopathologiques et les caractéristiques cliniques motrices.La deuxième partie du travail consistait à étudier la connectivité cérébrale et les modifications des connexions cortico-putaminales à l’aide de la tractographie probabiliste. Nous avons étudié les modifications volumiques et les modifications microstructurales putaminales et tenté de dégager des profils utiles au diagnostic différentiel. Des séquences T1 haute résolution volumique et en tenseur de diffusion ont été acquises. Le putamen était segmenté de manière manuelle, le cortex de manière automatique à l’aide du logiciel free surfer. Nous avons calculé la probabilité de connectivité entre le putamen et les régions corticales ipsilatérales motrice, associative et limbique. Les volumes putaminaux, surfaces corticales, paramètres de diffusion (diffusivité moyenne et fraction d’anisotropie) ont été étudiés et comparés entre les groupes. Nous avons mis en évidence pour la première fois une altération des projections putamino-corticales motrices dans l’AMS-P en bonne concordance avec l’atteinte du putamen moteur dorsolatéral et l’atteinte corticale motrice et prémotrice dans la maladie. L’analyse multivariée permettait de discriminer AMS-P d’AMS-C (forme cérébelleuse de l’AMS), de MP et de témoins avec une sensibilité de plus de 75%. La troisième et dernière partie consistait à étudier les profils cognitifs dans les deux pathologies et les corrélations anatomo-cognitives à l’aide de la VBM et de la VB-DTI. La pertinence de l’évaluation cognitive classiquement effectuée dans le diagnostic différentiel maladie de Parkinson et atrophie multisystématisée est quasi nulle. De plus, les principales corrélations imagerie-cognition sont en bonne concordance avec les données de la littérature. L’implication du système moteur dans l’AMS sur le versant moteur semble se confirmer sur le plan cognitif. A notre connaissance aucune étude de corrélation imagerie-cognition en imagerie de diffusion dans la maladie de Parkinson ou l’atrophie multisystématisée n’a été publiée. / A definite diagnosis of Parkinson’s disease (PD) and multiple system atrophy (MSA) can only be confirmed neuropathologically. The clinical differentiation of the parkinsonian variant of multiple system atrophy (MSA-P) from PD is challenging, especially during the early stages of the disease. Early differentiation of these diseases is particularly important because the disorders differ in terms of progression, prognosis, and treatment responses. The aim of the first part of the study was to evaluate in vivo changes in the brain’s macro- and microstructure in MSA-P and in PD and to characterize the cerebral anatomical differences between the two conditions. We used a combination of voxel-based morphometry (VBM) and whole-brain, voxel-based diffusion tensor imaging analysis (VB-DTI). In MSA-P patients, VBM analysis revealed a lower density of grey matter (GM) in a motor related circuit (especially in the left primary motor cortex, PMC), relative to PD patients, and in the left supplementary motor area (SMA), relative to controls). Diffusion tensor imaging analysis revealed lower fractional anisotropy (FA) values in the left PMC and the right cerebellum in MSA-P patients, compared with controls. Using a volumetric diffusion technique, our study revealed selective tissue degeneration in motor circuits, regardless of the volume loss detected in VBM and in agreement with pathology reports and clinical motor characteristics. Our findings suggest that MSA-P is characterized by both macro- and microstructural changes in the sensorimotor circuit. The aim of the second part of the study was to evaluate brain connectivity especially cortico putaminal connectivity using probabilistic tractography. We assessed volumetric and microstructural changes that occur within each of these subregions and try to establish the potential value of these changes in differential diagnosis.DTI and T1-weighted images were obtained using 1.5 T MRI. Putamen was manually segmented. The cortex was segmented using Freesurfer software and cortical regions were classified in three functional systems: motor, associative and limbic. Then, we calculated the connection probability between putamen and ipsilateral cortical target. Volumes and DTI parameters (fractional anisotropy FA, mean diffusivity MD) of the resulting DTI-based parcellations of the putamen were compared between groups. Comparisons between groups were carried out using bivariate non parametrics tests. Putamen microstructural changes were present in the two variants of MSA according to anatomopathological knowledge. Loss of motor connectivity in MSA-P patients can be explained partially by important volume loss of putamen. Statistical multivariate model combining few clinical criteria and data obtained by MRI-based parcellation allows discriminating MSA-P from MSA-C from PD patients and controls in more than 75% of cases.The third part’s aim was to study the cognitive profile of MSA patients compared to PD patients and to evaluate the cognitive clinical correlations with VBM and VB-DTI brain MRI data. The contribution of standard neuropsychological examination to the differential diagnosis of both syndromes remains still limited. Our study revealed the main involvement of motor cortex in cognitive functions. From our knowledge, there is no study of cognitive correlations and DTI parameters in PD or in MSA.

La maladie de parkinson est une affection neurologique caractérisée par une dégénérescence des neurones dopaminergiques du mésencéphale ventral et une perte de l’innervation dopaminergique striatale à l’origine de symptômes moteurs (akinésie, rigidité et tremblement de repos). L’absence de traitements curatifs s’explique notamment par notre large méconnaissance des mécanismes conduisant à la mort neuronale. De nombreuses données supportent un rôle du système immunitaire inné dans ces processus de dégénérescence. Récemment, plusieurs études ont également suggéré le rôle de la réponse immunitaire adaptative dans ces phénomènes. Ainsi une infiltration cérébrale de lymphocytes T CD4+ est observée chez les patients parkinsoniens. Celle-ci pourrait jouer un rôle délétère dans les mécanismes conduisant à la mort des neurones dopaminergiques comme le suggèrent certaines données in vivo dans des modèles de la maladie. Par conséquent, le blocage de cette infiltration lymphocytaire pourrait constituer une stratégie thérapeutique intéressante pour ralentir la dégénérescence neuronale. Notre hypothèse de travail est qu’un processus actif de remodelage de la barrière hématoencéphalique permettrait aux cellules du système immunitaire adaptatif de pénétrer le parenchyme cérébral. Ainsi les chimiokines et les molécules d’adhésion constituent deux grandes familles de protéines impliquées dans les phénomènes d’infiltration tissulaire des leucocytes en condition inflammatoire. A notre connaissance, aucune étude détaillée des mécanismes permettant l’infiltration cérébrale des lymphocytes dans les syndromes parkinsoniens n’a été réalisée. Afin de tester cette hypothèse, le projet a eu plusieurs objectifs : (1) caractériser l’expression des chimiokines et des molécules d’adhésion dans un modèle murin de lésion du système nigro-strié (2) déterminer le rôle du réseau chimiokinique dans le processus d’infiltration lymphocytaire et la dégénérescence dopaminergique dans ce modèle (3) étudier l’expression des facteurs candidats dans la substance noire des patients parkinsoniens. Dans notre étude, nous avons pu montrer une augmentation d’expression transcriptionnelle et protéique très importante des trois chimiokines CCL3, CCL4 et CXCL10 dans le mésencéphale ventral de souris intoxiquées par le MPTP (un modèle expérimental de maladie de Parkinson). La source cellulaire de ces facteurs était les cellules microgliales pour CCL3 et CCL4 et les astrocytes pour CXCL10. Pour aborder le rôle de ces facteurs dans les processus physiopathologiques, notre stratégie a été de cibler les récepteurs des ligands identifiés, en particulier CXCR3, CCR5 et CCR1. Bien que la déficience constitutive de chacun de ces récepteurs ne confère qu’une faible protection des neurones dopaminergiques et une faible diminution de l’infiltration lymphocytaire, une stratégie de blocage multiple des récepteurs aux chimiokines a permis de réduire l’ampleur de ces deux processus. En outre, nous avons détecté une augmentation d’expression de CCL3 et CCL4 dans la substance noire de patients parkinsoniens. Au total, nos résultats montrent une modulation importante du réseau chimiokinique associée à la réaction gliale dans un contexte de lésion du système nigro-strié et suggèrent que le réseau chimiokinique joue vraisemblablement un rôle important dans le recrutement cérébral des lymphocytes T et la physiopathologie de la maladie de Parkinson. / Study of the molecular mechanisms involved in the cerebral infiltration of lymphocytes T in the Parkinson's disease

L’objet de ce travail de thèse est une réflexion sur la façon dont le sujet peut se construire à l’adolescence, avec sa maladie. Je pars du postulat que quelque soit la maladie somatique chronique, des mécanismes seraient communs à tous les adolescents confrontés à cette maladie « depuis toujours-là ». Mon travail de recherche s’appuie sur sept vignettes cliniques d’adolescents hospitalisés dans notre unité soins-études. Le processus de subjectivation pour ces adolescents implique de composer avec un « travail de la maladie ». Un possible travail de subjectivation des parents en tant que « parents d’un enfant malade » peut leur permettre de ne pas se retrouver en impasse dans leur quête identitaire. Il s’agit pour ces adolescents de se réapproprier l’histoire de leur maladie afin de pourvoir devenir sujet. Après l’effraction suscitée par la maladie arrive la puberté, un moment de changements corporels qui n’épargne pas les adolescents atteints d’une maladie chronique, malgré le fantasme de certains patients à ce propos. Le corps malade devient un corps pubère avec la maladie et avec les remaniements pubertaires. Il semble nécessaire qu’un sentiment d’enveloppe « suffisamment bon » ait pu se constituer pendant l’enfance, afin de permettre à l’adolescent de ne pas se sentir trop insécurisé. Je rencontre les adolescents dans un contexte particulier : ils sont hospitalisés pour des soins, mais aussi pour leurs études, et sont donc séparés de leur famille. L’adolescent s’engage dès lors dans une démarche de soins, premier pas vers une demande de réflexion pour mieux appréhender sa maladie et comprendre comment se construire avec elle. Notre travail d’accompagnement les soutient donc également dans leur processus de subjectivation, en engageant pour certains adolescents une véritable réinsertion subjective / The object of this work of thesis is a reflection on the way the subject can build itself in the adolescence, with its disease. I leave the postulate that about is the somatic chronic disease, mechanisms would be common to all the teenagers confronted with this disease " since always there ". My research work leans on seven teenagers hospitalized in our unity care-studies. The process of subjectivation for these teenagers implies to compose with a " work of the disease ". A possible work of subjectivation of the parents as " parents of a sick child " can allow them not to find itself in dead end in their search for identity. It is a question for these teenagers of regaining control the history of their disease to provide subject future. After the burglary aroused by the disease arrives the puberty, one moment of physical changes which does not save the teenagers affected by a chronic disease, in spite of the fantasy of some patients in this connection. The sick body becomes a pubescent body with the disease and with the juvenile reorganizations. It seems necessary that a feeling of envelope " good enough " was able to establish during the childhood, to allow the teenager not to feel too much not secure. I meet the teenagers in a particular context: they are hospitalized for care, but also for their studies, and are thus separated from their family. The teenager makes a commitment from then on in an initiative of care, first step towards a demand of reflection to arrest better his disease and understand how to build itself with her. Our work of accompaniment also supports them thus in the process of subjectivation, by committing for certain teenagers a real subjective reintegration

L'objectif de cette thèse est d'étudier différents aspects du vieillissement tant normal que pathologique afin de mieux comprendre les différents facteurs de ce qu'il est devenu habituel d'appeler le "vieillissement réussi". Ce concept de vieillissement réussi s'articule autout de trois grandes notions, la première étant le maintien d'un haut niveau fonctionnel tant sur le plan cognitif que physique, nos résultats soulignant l'importance de rester actif le plus longtemps possible afin de maintenir un bon niveau de fonctionnement cognitif. Le deuxième axe suppose la conservation d'un niveau de bien-être subjectif optimal. Nous nous sommes intéressée à la problématique de l'accompagnement au quotidien d'une personne atteinte de démence et les répercussions que cela entraîne au niveau de la qualité de vie et du sentiment de fardeau ressenti. Le troisième axe nécessaire à un vieillissement réussi nécessite une faible probabilité de maladies, et nous avons investigué la problématique de la douleur chronique chez la personne âgée. Nos résultats ont montré que ce problème était fréquent chez la personne âgée et qu'il avait un impact négatif important sur leur qualité de vie et leur fonctionnement cognitif. Le fonctionnement cognitif, la qualité de vie et la santé des personnes âgées sont des concepts hautement interconnectés qui nécessite une investigation minutieuse et conjointe.

Les brassinostéroïdes sont des phytostérols découverts relativement récemment. Les études de plusieurs chercheurs ont déjà montré que ces molécules sont de véritable hormones de croissance pour les plantes. Ces stéroïdes possèdent donc un potentiel important en agriculture. Cependant, à notre connaissance, peu d'études sur les brassinostéroïdes n'a été réalisée chez les mammifères. Sachant que plusieurs phytostérols possèdent un potentiel antioxydant, nous avons porté notre attention sur le potentiel neuroprotecteur des brassinostéroïdes. Dans ce travail de recherche, nous avons tenté de déterminer si les brassinostéroïdes sont aptes à contrer le stress oxydatif, un suspect potentiel dans le déclenchement de la maladie de Parkinson. Cependant, ces molécules ne sont pas facilement accessibles dans la nature ou dans le commerce. Peu de brassinostéroïdes sont commerciaux, leur concentration effective dans les plantes est faible et leur extraction à partir de végétaux est laborieuse. C'est ainsi que nous avons opté pour la synthèse de ces molécules. Dans le présent travail, nous présentons la synthèse de la 28-Homocastastérone et de plusieurs précurseurs de brassinostéroïdes. Nous présentons aussi une étude de la réactivité particulière du lien alcénique en position C-22,C-23 de ces molécules. Finalement, nous présentons nos résultats préliminaires sur le potentiel neuroprotecteur des molécules préparées face au MPP+, une toxine reproduisant la neurodégénérescence de la maladie de Parkinson. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Brassinostéroïdes, Neuroprotection, Synthèse asymétrique, Maladie de Parkinson, Chimie des stéroïdes.