Ce travail évalue l’efficacité d’un peptide dérivé d’une protéine TSR dans la réparation des lésions traumatiques de la substance blanche du système nerveux central. Les propriétés neuroprotectrices ont été explorées sur l’activité anti-oxydante et anti-apoptotique. Le NX210 augmente la viabilité des cellules B104 exposées au peroxyde d’oxygène, un des principaux radicaux oxygénés de la réaction secondaire. Lemécanisme anti-apoptotique a été étudié par la mesure de l’activité anti-caspase. Le NX210 inhibe l’activité des caspases 3/7 selon un effet dose dépendant. Les propriétés neuroréparatrices ont été testées sur des modèles de lésions médullaires chez le rat. Dans un modèle de section médullaire, le NX210 stimule précocement la croissance axonale et la fasciculation. Deux molécules impliquées dans la fasciculation, les neurofilaments et la laminine, sont colocalisées au niveau de la repousse. L’efficacité clinique du NX210 a été testée sur un modèle de contusion médullaire. Le poids corporel était précocement et constamment supérieur chez les animaux traités par rapport aux témoins. L’amélioration motrice évaluée en «open-field» comprenait une augmentation de la distance parcourue et une diminution du temps passé dans les cellules centrales. Un score de BBB supérieur à 14 chez les animaux traités signait la restauration de la coordination des mouvements entre les membres thoraciques et les membres pelviens. La normalisation des réflexes pouvait être corrélée à la restitution du contrôle supraspinal, notamment par la repousse des fibres corticospinales, rubrospinales et extéroceptives. L’action sur le recrutement cellulaire a été étudiée sur un modèle de section du corps calleux en immunohistochimie. La réalisation d’une lésion proche de la zone subventriculaire permettait d’explorer le recrutement cellulaire à partir de cette niche à cellules souches. L’absence de cellule NeuN+ tendrait à démontrer l’absence de recrutement neuronal. Le marquage au MBP montrait des débris de myéline à distance du foyer lésionnel liés à des phénomènes de dégénérescence wallérienne ou d’excitoxicité. La présence de cellules GFAP+ etNG2+ sur le site lésionnel témoignait d’un recrutement astrocytaire et oligodendrocytaire. / In this work, we have studied the efficacy of a TSR-derived peptide in white matter repair. Neuroprotective properties were studied using two models of oxidative stress and apoptosis in vitro. NX210 increases cell viability after exposition to H2O2, one the main ROS that take part in the secondary lesion. Anti-oxidant action was mediated by the scavenger property of the molecule and the stimulation of signaling pathway. Anti-apoptotic action was assessed by measuring caspase 3/7 activity. NX210 inhibits caspase 3/7 activity according to a dose effect relation. Neurorepair was assessed using two separate rat models of spinal cord injury (SCI). In the model provided by section of both dorsal funiculi, NX210 stimulates early axonal growth that predominates on sensory fibers and displays a fasciculate organization. At the site of regrowth, neurofilaments were colocalized with laminin, a molecule involved in fasciculation and axonal guidance during embryogenesis. Clinical efficiency was assessed using a contusive model of SCI. Body weight was early and constantly increased in NX210 treated animals as compared to vehicle treated animals. Improvement in locomotor behavior was appraised with the open field tests. Path length was significantly increased while time spent in central cells was constantly decreased in NX210 treated animals. A BBB score above 14 only performed by NX210 treated animals was related to the restoration of coordination between forelimbs and hind limbs. Normalization of reflexes such as paw placement and toe spread in NX210 treated animals could becorrelated to the recovery of supraspinal control. The action on cell recruiting was assessed by immunohistochemistry using a rat model of corpus callosum section. The lesion was performed near the subventricular zone to study cell proliferation and migration from the stem cell niche to the site of injury. The lack of NeuN immunostaining confirmed the absence of neural cells recruitment. Myelin debris identified by MBP immunostaining were located at a distance from the site of injury. GFAP and NG2cells significantly more numerous in NX210 treated animals identified astrocyte and oligodendrocyte recruitment all around the lesion site.

L'évaluation non-invasive de la myéline dans la substance blanche du système nerveux central est fondamentale pour le suivi de pathologies telles que la sclérose en plaques. La myéline est majoritairement constituée de lipides et de protéines : du fait des nombreuses interactions dans ces macromolécules, les temps de relaxation transversale sont très courts (T2 < 1 ms), rendant indétectables ces signaux par des séquences conventionnelles. Les méthodes standards d’imagerie par RMN pour la caractérisation de la myéline reposent sur la modélisation des interactions entre les protons aqueux et la structure myélinisée. Néanmoins, la sélectivité et la robustesse de ces méthodes indirectes peuvent être remises en cause. Les séquences à temps d’écho ultracourt (UTE – TE < 1 ms) permettraient de faire l’acquisition directe des signaux issus de la matrice semi-solide de la myéline. Le développement de telles méthodes pour la mise en contraste positif et sélectif de la myéline sur système préclinique est l’objet de cette thèse. La validation de chacune des méthodes a été menée sur modèle murin ex vivo en confrontant des animaux sains et démyélinisés. Les résultats à partir des méthodes UTE montrent une sélectivité significative à la démyélinisation, suggérant l’adéquation de la technique pour l'évaluation de la myéline dans la substance blanche. / Non-invasive evaluation of white matter myelin in the central nervous system is essential for the monitoring of pathologies such as multiple sclerosis. Myelin is essentially composed of lipids and proteins: because of the numerous interactions between these macromolecules, the transverse relaxation times are very short (T2 < 1 ms), and their signals are undetectable using conventional sequences. Standard MRI methods for the characterization of myelin rely on the modeling of the interactions of aqueous protons with myelinated structures. Nonetheless, the selectivity and robustness of such indirect methods are questionable. Ultrashort echo time sequences (UTE – TE < 1 ms) may allow to directly detect the signals arising from the semi-solid spin pool of myelin. The main objective of this thesis consists in developing such methods in order to generate a positive and selective contrast of myelin using a preclinical imaging system. Validation of each method was carried out using an ex vivo murine model by confronting healthy and demyelinated animals. Results show a significant selectivity of the UTE methods to demyelination, suggesting that the technique is promising for white matter myelin monitoring.

La production physiologique continue de cellules myélinisantes dans le système nerveux (SN) de mammifère offre de nouvelles perspectives thérapeutiques. Lors d’une atteinte de la myéline, une régénération endogène impliquant la génération d’oligodendrocytes s’engage. Ce processus repose sur la mobilisation de progéniteurs oligodendrocytaires parenchymateux et de progéniteurs de la zone sous-ventriculaire (SVZ). Cette réparation ne permet cependant pas une récupération fonctionnelle systématique. Nos travaux ont pour but d’identifier les facteurs qui contrôlent les différentes étapes de régénération. Ils révèlent une réexpression du CNTF et une surexpression des héparans sulfates protéoglycanes (HSPGs) suite à une démyélinisation du corps calleux. Ces changements de l’environnement péri-lésionnel régulent positivement le processus de remyélinisation. Nous avons montré un impact direct de l’expression post-lésionnelle du CNTF sur la mobilisation des deux sources cellulaires. Différents tests in vitro ont identifié le CNTF comme facteur chémoattractant pour ces cellules. Nos données montrent également que des modifications de sulfatation des héparans sulfates (HS) protéoglycanes contrôlées par la N-désacétylase-Sulfotransférase 1 des cellules du lignage oligodendrocytaire s’établissent en bordure de lésion et créent un microenvironnement favorable à la régénération. Divers test fonctionnels in vivo et in vitro révèlent le rôle clef des HSPGs dans la cinétique de démyélinisation et de remyélinisation en régulant la mobilisation des cellules du lignage oligodendrocytaire et l’activation microgliale. / In the mammal’s nervous system, the ongoing production of new myelinating cells on has open news therapeutic perspectives for demyelinating diseases. An endogenous regeneration process involving the generation of oligodendrocytes can occur following demyelination. This process relies on the mobilization of an endogenous reservoir of progenitor cells located in the adult brain: The parenchymal oligodendrocyte precursors and the subventricular zone derived neural progenitors. However, these endogenous repair attempts do not permit an efficient functional recovery. These failures are mainly due to mobilization, differentiation or to the generation of a hostile environment for the repair process. Our work is focusing on the identification of factors regulating those events. Our data show the reexpression of CNTF and overexpression of heparan sulphate proteoglycans (HSPGs) following a focal demyelination of the corpus callosum in adult mice. These environmental changes favor myelin repair. We show a direct impact of the post-lesional expression of CNTF on the mobilization of both cellular sources. Using various in vitro assays, we showed that CNTF is acting on the two cellular sources as a chemoattractant factor. Our data also show that sulfation modifications of HSPGs performed by the deacetylase-N-sulfotransferase 1 (Ndst1) on oligodendrocyte lineage cells occurred around the lesion and created a permissive microenvironment for the regenerative process. Various in vitro and in vivo functional assays demonstrated the key role of HSPGs in demyelination and remyelination dynamic by controlling mobilization of the oligodendrocyte lineage cells and microglial activation.

Les cellules gliales qui forment les segments de myéline du système nerveux périphérique (SNP) sont appelées cellules de Schwann. Elles assurent aux nerfs un soutien fonctionnel et permettent une conduction rapide et efficace de l'influx nerveux. Cette fonction requiert une communication réciproque entre les neurones et les cellules gliales qui les entourent. Une perturbation de cette interaction entraine le plus souvent une situation pathologique comme les neuropathies périphériques dont la plus connue est la maladie de Charcot-Marie-Tooth. Cependant, les mécanismes qui conduisent à ces pathologies sont encore peu connus et leur compréhension demande au préalable l'élucidation des mécanismes physiologiques qui contrôlent le développement du SNP. Ce travail a consisté en l'analyse de nouvelles fonctions des gènes ndrg4 et elmo1, dans le développement du système nerveux périphérique, chez le poisson zèbre. Nous avons montré que ndrg4 (n-myc downstream regulated gene) est un facteur neuronal qui régule le développement de la myéline périphérique en contrôlant le regroupement des canaux sodiques aux nœuds de Ranvier et l'expression de la mbp. Ndrg4 semble moduler l'échange vésiculaire entre les axones et les cellules de Schwann, en contrôlant l'expression de certaines protéines de relargage vésiculaire comme SNAP25, membre du complexe SNARE.Ce travail décrit par ailleurs une nouvelle fonction de elmo1 (engulfment and cell motility 1) dans le développement du SNP du poisson zèbre, où il favorise la survie des neurones dans lesquels il est exprimé. Nous avons montré qu'elmo1 protège les neurones de l'apoptose et que cette fonction est contrôlée par la voie nétrine1/unc5b en amont de Rac1. De ce fait, elmo1 est requis pour le développement du ganglion de la ligne latérale postérieure et des axones qui en émergent pour donner un système nerveux fonctionnel. Ainsi, ces travaux contribuent à une meilleure connaissance du développement du SNP et élucident pour la première fois une nouvelle voie de signalisation requise pour la survie des neurones dans le SNP. / The glial cells that form myelin segments in the peripheral nervous system (PNS) are called Schwann cells (SCs). They provide functional support for nerves and allow a fast and efficient conduction of the action potentials. This requires a bilateral communication between axons and the associated glial cells. Disruption of this interaction often leads to peripheral neuropathies e.g. Charcot-Marie-Tooth disease. However, the mechanisms underlying these diseases remain poorly known and their understanding requires, at first, the elucidation of the physiological mechanisms responsible for PNS development. This work consists of a functional analysis of two genes, ndrg4 and elmo1, in the PNS development, using the zebrafish model. We showed that the neuronal factor ndrg4 (n-myc downstream regulated gene 4) regulates nodes of Ranvier organization and mbp expression along the Posterior Lateral Line nerve (PLLn). This is achieved, most likely, by the ability of ndrg4 to modulate vesicular exchange between axons and SCs. Indeed, the expression of some key proteins involved in vesicle docking and release such as SNAP25, a member of the SNARE complex, are significantly dependent on ndrg4.Moreover, this work describes a novel role for neuronal elmo1 (engulfment and cell motility 1) in PNS development by promoting neuronal survival within the PLL ganglion. We showed that elmo1 has protective role against apoptosis and that its function is controlled by the netrin1/unc5b signalling upstream of Rac1 and independently of macrophages role in apoptotic clearance. Therefore, elmo1 is required for the proper development of the PLL ganglion and the axonal development of the PLLn. Thus, this study further contributes to our understanding of PNS development and unravels a novel molecular pathway required for neuronal survival in the PNS.

Au cours des dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés dans la prévention des épisodes de démyélinisation qui surviennent au cours de la sclérose en plaques, mais beaucoup moins dans le domaine de la régénération de la myéline détruite. Notre équipe a précédemment démontré que la protéine Sonic Hedgehog (Shh) est un régulateur positif des progéniteurs oligodendrocytaires favorisant la réparation de la myéline dans un modèle de démyélinisation induite par injection focale de lysolécithine dans le corps calleux chez la souris. Cependant, les mécanismes moléculaires mis en jeu restent encore largement méconnus. Mon projet de thèse consiste à explorer le rôle d'un co-récepteur de Shh, Boc, une glycoprotéine reliée aux molécules d'adhésion cellulaire (CAM) et fortement induite à l’issue d’une démyélinisation. Dans un premier temps, nous avons focalisé nos investigations sur la caractérisation du mutant Boc knockout au cours de la myélinisation développementale. Nos résultats révèlent des activités région et temps spécifiques de Boc sur les mécanismes de prolifération et de maturation des progéniteurs oligodendrocytaires. De plus, les souris Boc knockout présentent un phénotype d’hypermyélinisation qui apparaît au cours des premières semaines post-natales et persiste à l’âge adulte.Dans un second temps, nous avons déterminé l'effet de l'absence de Boc sur les processus de démyélinisation et de réparation de la myéline. En utilisant le modèle d’injection focale de lysolécithine dans le corps calleux, nous avons démontré un retard dans la maturation des progéniteurs oligodendrocytaires et une réduction de la régression des lésions chez les souris dépourvues de Boc.Nos résultats indiquent ainsi un rôle positif de Boc dans le processus de régénération faisant suite à une démyélinisation. Par ailleurs, l’absence de Boc diminue la réaction gliale inflammatoire étroitement associée au mécanisme de régénération de la myéline. L’ensemble de nos résultats indique une activité différente du récepteur au cours des processus de myélinisation et de remyélinisation du système nerveux central. Ces données originales contribuent à la caractérisation d’une composante de la signalisation Hedgehog impliquée dans le processus régénératif associé aux pathologies démyélinisantes. Ces résultats seront importants à considérer dans le cadre de l’approche thérapeutique des maladies démyélinisantes. / During the last years, significant progress have been made in preventing demyelinating events that occur during multiple sclerosis, but much less in the field of regeneration of the lost myelin. Our team has previously demonstrated that the Sonic Hedgehog (Shh) protein is a positive regulator of oligodendrocyte progenitors enhancing myelin repair in a demyelination model relying on the focal injection of lysolecithin into the corpus callosum. However, the molecular mechanisms that are involved are still largely unknown. My thesis project was aimed at exploring the role of a co-receptor of Shh, Boc, a glycoprotein linked to the cell adhesion molecules (CAM) and strongly induced during myelin repair. First, we focused our investigations on the characterization of the Boc knockout mutant during developmental myelination. Our results reveal region and time specific activities for Boc in the mechanisms of proliferation and maturation of oligodendrocyte progenitors. In addition, Boc knockout mice exhibit hypermyelination that occurs in the firstpostnatal weeks and persists until adulthood In a second step, we determined the effect of the absence of Boc in the processes of demyelination and myelin repair. Using the model of focal injection of lysolecithin into the corpus callosum, we demonstrated a delay in oligodendrocyte maturation and a decrease in lesion regression in the Boc knockout mice. Thus, our results indicate a positive role for Boc in the regeneration process following demyelination.Furthermore, the absence of Boc decreases the inflammatory glial reaction closely associated with myelin repair. Altogether, our results indicate a different activity of the receptor during the processes of myelination and remyelination in the central nervous system. These original data contribute to the characterization of a component of the Hedgehog signaling pathway involved in the regenerative process associated with demyelinating pathologies.Those results will be important to consider in the context of the therapeutic approach of the demyelinating diseases.

Au cours des maladies démyélinisantes du système nerveux central (SNC), les gaines de myéline qui entourent les axones et contribuent à la rapidité de la conduction nerveuse, mais aussi les oligodendrocytes qui synthétisent la myéline sont détruits. C’est le cas dans la plus commune de ces pathologies, la sclérose en plaques, qui se caractérise par des épisodes inflammatoires et démyélinisants récurrents évoluant après quelques années vers une forme progressive secondaire. A l’heure actuelle, les traitements disponibles pour les patients sont essentiellement de type immunomodulateurs. Ces molécules sont efficaces pour réduire la fréquence des épisodes démyélinisants, mais elles sont dépourvues d’activité sur la forme progressive de la maladie. Juste avant que ne débute mon travail de thèse, les voies de signalisation respectivement induites par les protéines Hedgehog et les stéroïdes de type androgènes se sont révélées être des régulateurs positifs de la réparation de la myéline vraisemblablement en utilisant des mécanismes différents. A partir de ces découvertes, nous avons émis l’hypothèse que la modulation pharmacologique simultanée des deux voies pourrait être intéressante dans une perspective thérapeutique. En utilisant des cultures de cellules gliales mixtes ou en administrant ces modulateurs à des souriceaux nouveau-nés, nous avons d’abord montré l’existence d’une interaction fonctionnelle entre les deux voies au cours du développement physiologique de la myéline à la période post-natale précoce. De façon intéressante, le blocage de la signalisation Hedgehog est requis pour que les androgènes puissent jouer leur rôle dans le processus de myélinisation. Les mécanismes moléculaires impliqués dans la communication entre les deux voies sont apparemment indépendants de la régulation de la transcription du principal effecteur de la signalisation Hedgehog (Gli1), ainsi que de celle du récepteur nucléaire des androgènes (AR). Par ailleurs, l’administration de ces mêmes modulateurs à des animaux ayant subi une démyélinisation du SNC nous a permis de mettre en évidence un effet synergique des deux voies sur la régénération de la myéline, la résolution de l’inflammation et la récupération fonctionnelle. Ces résultats seront importants à considérer dans le contexte d’une nouvelle approche thérapeutique des maladies démyélinisantes. / During demyelinating diseases of the central nervous system (CNS), the myelin sheaths that surround the axons and contribute to nervous conduction velocity, but also the oligodendrocytes that synthesize myelin are lost. This is particularly true in multiple sclerosis, the most common of those pathologies, which is characterized by recurrent inflammatory and demyelinating attacks evolving after several years into a secondary progressive form. Presently, the treatment of patients mostly relies on the use of immunomodulators, which are successful in decreasing the frequency of the attacks. However, these molecules lead to poor results in the progressive form of the disease. Just before the beginning of my PhD, the Hedgehog and androgen signaling pathways have been identified as positive regulators of myelin repair likely by using different mechanisms. On the basis of these findings, we hypothesized that a combination therapy using pharmacological modulators of each of these pathways could be interesting from a therapeutic point of view. By using primary mixed glial cell cultures and in vivo administration of the modulators to early postnatal mice, we have shown that the Hedgehog and androgen signaling pathways functionally interact during the physiological development of myelin at the early postnatal period. Importantly, the blockade of the Hedgehog signaling is required to allow androgen to play their role in the myelination process. The molecular mechanisms implicated in the pathway crosstalk do not involve the transcriptional regulation of the main effector of Hedgehog signaling (Gli1) or the nuclear androgen receptor (AR). Moreover, the same modulators administered into demyelinated animals led us to demonstrate a synergetic effect both on myelin repair, inflammation resolution and functional recovery. These results should be considered in the context of a novel therapeutic approach of demyelinating diseases.

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

Le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR) est un facteur de transcription activé par de nombreux xénobiotiques (molécules étrangères à l’organisme) qui régule l’expression d’enzymes et transporteurs permettant le métabolisme et l’élimination de ces ligands. Cette protéine exprimée dans toutes les cellules chez les vertébrés, joue un rôle majeur dans la détoxication et la protection des organismes vis à vis des molécules toxiques. Des orthologues de celle-ci ont été identifiés chez les invertébrés mais ne semblent pas jouer le même rôle; ils sont exprimés principalement dans des neurones et ne sont pas activés par des polluants. L’absence du AhR chez ces organismes entraîne au niveau cellulaire, des défauts de morphologie dendritique et sur le plan comportemental, des anomalies dans le comportement de nutrition. Malgré ces découvertes, peu de recherches ont été entreprises sur les conséquences d’une invalidation du AhR sur le fonctionnement du système nerveux central chez les vertébrés. Au cours de ma thèse, j’ai étudié ces conséquences au niveau moléculaire, cellulaire et comportemental: les souris AhR KO développent un nystagmus pendulaire horizontal dont l’origine est en partie liée à des défauts structuraux de la gaine de myéline. Au niveau moléculaire, nous avons mis en évidence un changement de la composition lipidique, de l’expression des gènes de la myéline et de l’inflammation, défauts qui sont retrouvés en partie chez des souris dont le AhR a été invalidé spécifiquement dans l’oligodendrocyte, la cellule responsable de la formation de la gaine de myéline. J’ai donc réalisé des études en parallèle sur la lignée murine d’oligodendrocyte, 158N, et montré que l’invalidation du AhR dans cette lignée ainsi que in vivo, modifiait l’expression du gène MAG (Myelin Associated Glycoprotein). Compte tenu du rôle du AhR en tant que récepteur de polluants, nous avons également exposé ou traité nos modèles avec de la TCDD (dioxine de Seveso) et montré que celle-ci modifiait également l’expression du gène MAG. Mes travaux démontrent donc que le AhR joue un rôle au niveau oligodendrocytaire dans la formation de la gaine de myéline. Son rôle connu en tant que récepteur de polluants laisse supposer que certaines contaminations environnementales pourraient jouer un rôle dans l’incidence de pathologies au niveau du système nerveux central, ce qui soulève de nombreuses questions en terme de santé publique. / The aryl hydrocarbon receptor (AhR) is a transcription factor activated by many xenobiotics (foreign molecules) that regulates the expression of enzymes and transporters which allow the metabolism and elimination of these ligands. This protein expressed in all cells in vertebrates, plays a major role in detoxication and protection of the organisms against toxic molecules. Some orthologs have been identified in invertebrates but do not seem to play the same role; they are expressed mainly in neurons and are not activated by pollutants. The absence of the AhR in these organisms causes at the cellular level, defects of the dendritic morphology and behaviourally, abnormalities in the feeding behavior. Despite these findings, little research has been conducted on the consequences of the AhR invalidation in the central nervous system of vertebrates. During my PhD, I studied these consequences at the molecular, cellular and behavioral : the AhR knockout mice develop a horizontal pendular nystagmus whose origin is partly related to structural defects in the myelin sheath. At the molecular level, we have shown modifications in the lipid composition, myelin and inflammation gene expression, defects that are found partly in mice whose AhR was invalidated specifically in the oligodendrocytes, the cells involved in myelin sheath formation. I therefore made parallel studies on the murine oligodendrocyte lineage, 158N, and showed that the invalidation of the AhR in this cell line and in vivo, altered MAG (Myelin Associated Glycoprotein) gene expression. Given the role of the AhR as a receptor of pollutants, we have also exposed or treated our models with TCDD (dioxin of Seveso) and showed that it also changed the expression of MAG gene. My works show that the AhR is involved in oligodendrocyte level in the formation of the myelin sheath. As the AhR is also a receptor of pollutants, some environmental contaminants may play a role in the incidence of diseases in the central nervous system, which raises many issues in terms of public health.

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie démyélinisante dont les causes ne sont pas encore bien élucidées. Cependant, l’implication des réponses auto-immunes dans la mort des oligodendrocytes engendrant la destruction des gaines de myéline et le disfonctionnement axonal est bien documentée. Les thérapies actuelles utilisant des agents anti-inflammatoires et immunomodulateurs ciblent la réduction de l’inflammation et la progression de la maladie, mais leur efficacité reste limitée et décroit après un long traitement. Toutefois, une nouvelle stratégie de traitement, basée sur la capacité endogène du cerveau à réparer la myéline, commence à voir le jour.L’utilisation des hormones stéroïdes offre une grande opportunité, compte tenu de leurs actions pléiotropiques à la fois au cours du développement et chez les sujets adultes. Notre étude montre que les androgènes et les progéstagènes jouent un rôle très important dans la prolifération des oligodendrocytes et dans la réparation de la myéline. Ces stéroïdes permettent une remyélinisation au niveau des cultures organotypiques du cervelet de souris ou de rats après une démyélinisation par la lysolécithine. En outre, l’utilisation des souris knock-out pour le récepteur de la progestérone (PR-KO) montre l’importance de ce récepteur dans l’effet promyélinisant de la progestérone. De même, l’effet pro-remyélinisant des androgènes passe par l’intermédiaire de leur récepteur nucléaire (AR) puisque la Flutamide, agent antagonisant ces récepteurs, aboli complétement cette action. De même, l’utilisation des souris knock-out pour le récepteur de la progestérone montre l’importance de ce récepteur dans l’effet promyélinisant de la progestérone.L’influence de la testostérone et des ces métabolites sur la réparation de la myéline au niveau du corps calleux est aussi montrée in vivo, en traitant les souris C57Bl/6 par la cuprizone pendant 12 à 14 semaines. Le traitement de ces souris par la testostérone ou ces métabolites 5α- dihydrotestosterone (5α-DHT), 17β-estradiol ou par un agoniste synthétique fort, le 7α-methyl-19-nortestosterone (MENT) pendant 6 semaines, induit un remarquable recrutement des progéniteurs d’oligodendrocytes, suivie par une importante remyélinisation des zones démyélinisées. Le mécanisme d’action de ces androgènes implique le récepteur AR puisque aucun effet promyélinisant n’a été observé chez les souris dont l’AR est muté (tfm : testicular feminization mutation) et les souris ARNes/cre (mutation conditionnelle de l’AR dans les neurones et les cellules macrogliales). Les souris ArKO (Aromatse Knoctout) ne pouvant pas convertir la testostérone en estradiol sont aussi insensibles au traitement par la testérone.Ces travaux montrent que les stéroïdes jouent un rôle très important dans la remyélinisation in vitro et in vivo, fournissant une preuve expérimentale pour une utilisation des stéroïdes dans des essais cliniques futurs visant à réparer la myéline. / Multiple sclerosis (MS) is a very prominent demyelinating disease. The cause of demyelination in MS is not clear, however, it involves autoimmune responses and the death of oligodendrocytes accompanied by myelin destruction and axonal dysfunction. Currently available therapies including anti-inflammatory agents and immunomodulators are targeted to reduce inflammation and disease progression but their limited efficacy further decrease after prolonged treatment.However, another therapeutic strategy has gained recently much interest, is to boost the endogenous capacity of the brain to repair myelin.Steroid hormones offer an opportunity for therapeutic interventions in a wide range of tissue abnormalities because of their multiple actions during development and in adulthood. Our studies show that androgens and progestagens play pivotal role in oligodendrocyte proliferation and subsequent myelination. Androgens or progestagens promote remyelination after lysolecithin mediated myelin insult of organotypic cerebellar slices in culture. Moreover, remyelinating effects of testosterone can be blocked by flutamide, an androgen receptor (AR) inhibitor. Also, the remyelination induced by progestagens is abolished when cerebellar slices are used from progesterone receptors (PR) knockout mice.The influence of testosterone and its metabolites on myelin repair was also evident in toxininduced demyelination in vivo. Long-term cuprizone intoxication (12-14 weeks) of adult C57Bl/6 mice caused chronic and severe demyelination in the corpus callosum. Treatment of these mice with testosterone or its metabolites, particularly 5α-dihydrotestosterone (5α-DHT), estradiol-17β and potent testosterone analog 7α-methyl-19-nortestosterone (MENT) for 6 weeks results in a marked replenishment of the corpus callosum with oligodendrocytes and remyelination. Testosterone fails to stimulate remyelination in mice carrying testicular feminization mutation (Tfm) of AR in the cuprizone model. Furthermore, we demonstrate that testosterone directly targets neuronal and macroglial AR, because the specific ablation of neural AR in (ARNes/Cre) mice prevents the myelin repair in response to testosterone. Interestingly, blocking the conversion of testosterone into estrogens by knocking out the aromatase gene (ArKO mice), also impair the remyelinating effect of testosterone.In conclusion, we provide a strong evidence for a new role of progestagens and androgens in remyelination and thus present a sound experimental support for future clinical trials based on steroid hormone therapy for demyelinating disorders.

Les lésions du Système Nerveux Central, qu'elles soient accidentelles ou liées à une maladie, sont à l'origine de dégâts irréversibles. En effet, suite à la section des axones, il s'en suit un processus de cicatrisation. Cette « cicatrice gliale » constitue une barrière physique et chimique sollicitant de nombreux acteurs cellulaires et moléculaires. Les principales cellules la constituant sont les astrocytes, les oligodendrocytes, les microgliocytes et les fibroblastes. Ces cellules surexpriment les protéines de myéline et la sémaphorine 3A (Sema3A), des agents très inhibiteurs de la régénération nerveuse et de la croissance axonale. Par ailleurs, l'hyperactivité des microgliocytes est à l'origine de l'augmentation considérable de la quantité de radicaux libres oxygénés néfastes pour les neurones.<br />Une approche thérapeutique novatrice serait l'utilisation de composés hybrides portant deux activités distinctes. Une activité neurotrophique permettant la neuro-régénération et une activité antioxydante assurant la neuro-protection en piégeant les radicaux libres.<br />Dans cet objectif, cinq séries de molécules hybrides combinant une chaîne grasse Ω-hydroxylée et des noyaux quinol ont été synthétisés. Les alcools gras quinoliques (QFA) C-alkylés, comportant des noyaux quinol polyméthoxylés, ont été obtenu par couplage de Sonogashira entre des arylbromures et des alcynes vrais. Les homologues N- ou O-alkylés ont été obtenus par des réactions de type SN2.<br />Les molécules synthétisés possèdent de très bonnes activités antioxydantes sous leurs formes déméthylés dépassant d'un facteur 100 l'activité antioxydante du Trolox®. Par ailleurs, le QFA15 portant une chaîne latérale à 15 atomes de carbones, est capable de promouvoir une croissance axonale très importante, aussi bien sur substrat permissif que sur substrat inhibiteur tel les protéines de myéline ou la Sema3A. Des études préliminaires du mécanisme d'action ont permis de conclure que le QFA15 sollicite les nucléotides cycliques.