Bien que l’exposition professionnelle et chronique aux solvants organiques constitue un problème de santé publique, les effets neurotoxiques engendrés, notamment sur la fonction d’équilibration, sont encore mal connus. Cette thèse a pour objectif d’identifier les signes précoces d’une atteinte neurotoxique provoqués par une exposition chronique et subchronique à des solvants organiques à des concentrations inférieures aux valeurs limites d’exposition professionnelle. Ainsi, l’organisation sensorielle, la régulation posturale et la stabilisation du regard, ont été évaluées par différents examens posturographiques et vidéonystagmographiques, chez des salariés régulièrement exposés à des solvants. Une première étude exposés – non-exposés, menée au CHU de Nancy, a montré qu’une exposition chronique, en particulier au toluène et à l’éthanol, altérait la qualité du contrôle postural, notamment en situations de conflits sensoriels nécessitant le traitement des informations vestibulaires. Le temps de réaction oculomotrice était également plus long chez les exposés à des solvants, suggérant ainsi une atteinte des structures corticales et sous-corticales régulant la stabilisation du regard. Une seconde étude exposés – non-exposés, menée à Sfax (Tunisie), a montré qu’une exposition chronique et subchronique, en particulier au n-hexane et au toluène, générait des effets neurotoxiques précoces, qui ont été confirmés par évaluation du contrôle postural sur une plateforme ambulatoire de posturographie. Ainsi, une dégradation de la qualité du contrôle postural, notamment lors d’une situation de conflit sensoriel nécessitant des informations vestibulaires, a été observée, suggérant ainsi des atteintes des structures corticales, sous-corticales et des voies vestibulaires régulant l’équilibre. La qualité du contrôle postural lors de situations de conflits sensoriels peut constituer un indicateur prédictif de mise en évidence d’atteintes précoces, non seulement par les solvants, mais aussi par d’autres agents neurotoxiques, par l’utilisation de la posturographie, outil d’investigation performant et non invasif. / Occupational and chronic exposure to organic solvents is a public health problem. However, there is limited knowledge of effects on equilibrium function after this exposure. The aim of this study was to identify predictive signs of neurotoxic alterations due to a chronic and subchronic exposure to certain organic solvents below the threshold limit value. Thus, the sensorial organisation and the postural and gaze control have been evaluated by posturography and videonystagmography in chronically exposed workers. A first study exposed – non-exposed, was carried out in the university hospital of Nancy, has shown that chronic exposure, mainly to toluene and ethanol, altered on the one hand, quality of balance control specifically during sensorial conflict situations managed by vestibular information, and, on the other hand, saccadic reaction time. These results suggest an alteration of the cortical and subcortical structures involved in postural and gaze control. A second study exposed – non-exposed, was carried out in Sfax (Tunisia), has shown that chronic and subchronic exposure, mainly to n-hexane and toluene, generated neurotoxic predictive effects on balance control, which was evaluated on a posturography ambulatory platform. Thus, balance control was lower in chronically exposed workers, and got worse after subchronic exposure, particularly during conflict situations where vestibular information was important. These results suggest an alteration of the cortical and subcortical structures and vestibular pathway involved in balance control. Balance control performance during sensorial conflict situations could be considerate as a predictive indicator of neurotoxicity induced by an exposure to solvents and to other chemical substances, evaluated by posturography which is a discriminating and not-invasive method.

La vincristine est un vinca-alcaloïde très largement utilisé et reste incontournable dans la prise en chargethérapeutique de nombreux cancers, notamment en pédiatrie. Ce médicament présente une neurotoxicitédose-limitant, très variable d’un individu à l’autre, difficilement prévisible, ayant ainsi des conséquencescliniques directes sur l’efficacité thérapeutique. Cette variabilité pourraient avoir une originepharmacocinétique et pharmacogénétique, en partie liée au métabolisme hépatique intense de la vincristinepar les enzymes CYP3A4 et CYP3A5 et à son transport par la P-glycoprotéine (codée par le gène ABCB1).En effet, de nombreux polymorphismes génétiques des gènes CYP3A4, CYP3A5 et ABCB1 ont été décritsdont certains sont associés à d’importantes différences d’expression et/ou de fonctionnalité de la protéine.Nous avons donc développé une méthode de dosage sensible et hautement spécifique de la vincristine parLC-MSMS, adaptée à la réalisation d’une étude de pharmacocinétique-pharmacogénétique dans unepopulation pédiatrique atteinte de tumeurs solides.Nous avons montré que les différents facteurs démographiques, thérapeutiques et génétiques étudiés(allèles CYP3A5*3, CYP3A4*1B ; mutations ABCB1 C1236T, G2677T(A) et C3435T) ne sont pasprédictifs de la variabilité de la pharmacocinétique de la vincristine observée dans notre populationpédiatrique. Ces résultats sont renforcés par l’observation d’une large variabilité pharmacocinétique entreles cures pour un même patient, qui ne peut être expliquée par des facteurs génétiques. Nous avons pu chezcertains patients, évaluer l’accumulation intracellulaire de la vincristine. Une importante variabilité estégalement retrouvée au niveau cellulaire et nos résultats montrent deux profils d’accumulationintracellulaire de vincristine très distincts qui pourraient avoir une origine génétique. En effet, les patientsporteurs du génotype hétérozygote d’ABCB1 présentaient une tendance à une plus forte accumulation surles temps précoces.Néanmoins, l’incidence de survenue d’une neurotoxicité n’a pas non plus été associée à des différencesd’exposition plasmatique ou d’accumulation intracellulaire de vincristine ou encore aux polymorphismesgénétiques étudiés du CYP3A4, CYP3A5 et d’ABCB1 dans notre population. La pertinence clinique d’unedifférence d’accumulation intracellulaire de la vincristine reste à être évaluée sur un effectif beaucoup plusimportant. La variabilité de la neurotoxicité de la vincristine ne semble donc pas être prédite par desfacteurs génétiques affectant la pharmacocinétique et pourrait donc avoir notamment une originepharmacodynamique, liée à une modification de sa sensibilité chez certains patients. / Vincristine is a natural vinca-alkaloid widely used in many chemotherapy regimens for paediatric tumourdiseases. The most frequent and clinically relevant side-effect of vincristine is a dose-limitingneurotoxicity which is unpredictable and characterized by a great variability between patients. Thisvariability could have a pharmacokinetic and pharmacogenetic origin, partly due to the intense hepaticmetabolism of vincristine through both CYP3A4 and CYP3A5 and a transport by P-glycoprotein (encodedby the ABCB1 gene). Indeed, several genetic polymorphisms have been described for CYP3A4, CYP3A5and ABCB1 which could affect the expression and/or the functionality of the protein. We have firstdeveloped a sensitive and highly specific LC-MS/MS method for vincristine quantification, suitable for apharmacokinetics-pharmacogenetics study in paediatric patients treated for solid tumours diseases.Our results showed that demographic, therapeutic and genetic factors assessed (CYP3A5*3, CYP3A4*1Balleles and ABCB1 C1236T, G2677T (A) and C3435T mutations) are not predictive of vincristinepharmacokinetics variability observed in our paediatric population. These results are enhanced by theobservation of a wide inter-course variability which cannot be explained by genetic factors. In somepatients, we were able to evaluate the vincristine intracellular concentration and we observed similarly alarge inter-patient variability. Two populations emerge according with the intracellular vincristineaccumulation and this dichotomic distribution could have a genetic origin. Indeed, a tendency to a greateraccumulation of intracellular vincristine was observed in patients with ABCB1 CGC-TTT diplotype in theearly post-dose period.Nevertheless, the incidence of neurotoxicity in our population has not been associated to differences inplasma exposure and intracellular accumulation of vincristine and to the assessed genetic polymorphismsof CYP3A4, CYP3A5 and ABCB1. The clinical relevance of differences in the intracellular accumulation ofvincristine remains to be evaluated on a larger cohort of patients. The variability of vincristineneurotoxicity does not seem to be explained by genetic factors affecting its pharmacokinetics and thereforecould have a pharmacodynamic origin, probably linked to a modification of vincristine sensitivity inpatients.

L’hyperbilirubinémie (HB) se développe chez 90% des nouveau-nés prématurés. L’HB modérée peut induire des désordres neurologiques aigus. L'HB sévère a été liée à une augmentation des apnées-bradycardies du prématuré. L'objectif de cette étude est de tester notre hypothèse selon laquelle une HB modérée perturbe le contrôle cardiorespiratoire chez les nouveau-nés prématurés, via une accumulation et/ou une neurotoxicité de la bilirubine au niveau des centres de contrôle cardiorespiratoire. Méthodes : Deux groupes d'agneaux prématurés (14 jours avant terme), contrôle (n=6) et HB (HB, n=5) ont été étudiés. À 5 jours de vie (J0), une HB modérée (150-250 ?mol/L) a été induite par injection iv de bilirubine durant 17h chez les agneaux HB. Les effets de l’HB modérée sur la commande respiratoire de base, la variabilité du rythme cardiaque (VRC) et respiratoire ont été évalués durant des polysomnographies, à J0 et 72h après (J3), après normalisation de la bilirubinémie. L'effet de l’HB sur la réactivité cardiorespiratoire a été analysé à J0 et J3 durant i/ des chémoréflexes laryngés (CRL) induits par injection supra-glottique de HCI, ii/ des chémoréflexes pulmonaires (CRP) provoqués par injection iv de capsaïcine et iii/ une exposition à l’hypoxie. Les cerveaux ont été analysés en imagerie magnétique par résonance (IRM) et histopathologie afin de mettre en évidence les dépôts centraux de bilirubine et d'éventuelles anomalies neuroanatomiques. Résultats : À J0, l’HB modérée augmente le temps passé en apnée spontanée. Elle est responsable d'une co-activation sympatho-vagale avec augmentation de la VRC et d'une perturbation de la rythmogenèse respiratoire. Elle altère la réactivité du système de contrôle cardiorespiratoire, comme l’attestent la diminution de l’inhibition cardiorespiratoire liée aux CRL et aux CRP, ainsi que l’augmentation de la réponse cardiaque à l’hypoxie. Ces effets sont pour la plupart réversibles à J3. Les analyses IRM et histopathologiques n'ont révélé aucune différence majeure entre les 2 groupes. Conclusions : L’HB modérée perturbe le contrôle cardiorespiratoire chez les agneaux prématurés. Bien que cela n'ait pu être démontré dans cette thèse, ces anomalies fonctionnelles pourraient être liées à la neurotoxicité de la bilirubine au niveau des centres de contrôle cardiorespiratoire. L’HB, même modérée, apparait donc comme un facteur important à prendre en compte dans la pathogénie et le traitement des apnées du prématuré.

Le mercure représente d'importants problèmes pour les populations riveraines en Amazonie et peut causer des conséquences dramatiques sur leur santé. De façon générale, les symptômes associés à une intoxication au mercure sont influencés par plusieurs facteurs, notamment le niveau et la durée de l'exposition. La présente étude a été réalisée en 2000 et 2001, dans un village localisé sur les rives de la Rivière Tapajós, un important tributaire de l'Amazone, et avait pour objectifs: 1) d'évaluer les performances psychomotrices (mouvements fins, dextérité manuelle, vitesse de mouvement, stabilité des mains) et sensorielles (discrimination de deux points); et 2) de mettre en relation les résultats des performances aux tests administrés et les niveaux de mercure retrouvés dans le sang et dans les cheveux, en tenant compte des covariables (âge, sexe, etc.). Les informations sociodémographiques de la population (état de santé, consommation d'alcool, régime alimentaire, etc.) ont été récoltées à partir d'un questionnaire administré sur forme d'une entrevue. Les échantillons biologiques (sang et cheveux) ont été prélevés pour la détermination de la concentration des niveaux de mercure par spectrométrie de l'absorption atomique. Des tests neurocomportementaux, servant à évaluer la performance motrice et sensorielle, ont été administrés chez les individus âgés de 15 ans et plus. De façon générale, les résultats de l'analyse de régression multiple indiquent que les niveaux de mercure mesurés dans les bioindicateurs d'exposition (cheveux et sang) sont reliés à une diminution de la performance motrice aux tests psychomoteurs. Par contre, une telle relation n'a pas été observée pour le test évaluant la sensibilité tactile. L'analyse longitudinale des concentrations de mercure dans les cheveux de 38 femmes sur une période de deux ans révèle une variation saisonnière de l'exposition. D'après ces données, on observe l'occurrence des pics de mercure (niveau le plus élevé) dans le mois correspondant à la saison des hautes eaux, où les personnes consomment davantage les poissons piscivores. Le présent mémoire met en évidence deux principales découvertes: (1) l'exposition au mercure des années antérieures aux tests semble contribuer davantage à l'apparition des dysfonctions du système nerveux que l'exposition récente et, (2) le test de Santa Ana (version Helsinki) présente une très haute sensibilité pour la détection des altérations des fonctions motrices. Ces résultats montrent l'importance de l'évaluation minutieuse des fonctions neurophysiologiques sur plusieurs années, afin de permettre une meilleure connaissance de l'évolution et la réversibilité des atteintes découlant de l'exposition au mercure. Il est possible que les désordres neuromoteurs puissent continuer à évoluer même si les doses auxquelles les populations sont soumises sont faibles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Amazonie, Neurotoxicité, Tremblement, Pic de mercure, Poissons, Cheveux, Sang.

Ce travail de thèse a visé à étudier les paramètres toxicocinétiques et toxicologiques de l'uranium chez le poisson. Il apparaît que l'uranium est hautement bioaccumulé et bioconcentré par les poissons. Sa répartition, bien que généralisée à l'ensemble de l'organisme, est néanmoins très hétérogène (branchies et foie constituant des sites majeurs d'accumulation). On note une perturbation du système antioxydant hépatique (inhibition des activités SOD, CAT et GPx ; déplétion du GSHtot) et du système cholinergique cérébral (inhibition/suractivation de l'AChE). Des atteintes génotoxiques surviennent également au niveau sanguin, hépatique et gonadique. L'activité radiologique de l'uranium influe sur les cinétiques d'apparition de ces perturbations biochimiques, celles-ci apparaissant d'autant plus précocement que l'activité délivrée est importante. Des atteintes histologiques (de différentes natures selon l'activité radiologique mise en jeu) sont également constatées (branchies, muscle).

Dans l’arsenal thérapeutique anticancéreux, les agents anti-microtubules (MTA) occupent une place essentielle dans le traitement de tumeurs solides et d’hémopathies malignes. Néanmoins, leur utilisation est limitée par l’induction d’une toxicité neurologique qui affecte la qualité de vie des patients et dont les mécanismes d’action demeurent peu compris. L’absence de solutions préventives ou curatives réellement efficaces, reflète la complexité des mécanismes d’action des MTA. Dans le cadre du projet « Mitotarget » (7ème PCRD) porté par le partenaire industriel Trophos, notre objectif était de préciser le mécanisme à l’origine de la neurotoxicité des MTA et d’évaluer le potentiel neuroprotecteur de l’olesoxime, composé ayant fait la preuve de son efficacité neuroprotectrice dans différents modèles de pathologies neurodégénératives. Nous montrons ici que les réseaux microtubulaire (dynamique des microtubules, localisation de la protéine EB1) et mitochondrial (motilité des mitochondries), cibles des MTA dans les cellules cancéreuses, sont aussi affectés dans les cellules de type neuronal. Leur préservation par l’olesoxime est nécessaire à l’établissement d’une neuroprotection. Ce travail met en évidence l’originalité du mécanisme d’action de l’olesoxime, premier neuroprotecteur capable d’agir tout à la fois sur les microtubules et les mitochondries, et souligne l’importance des liens étroits existant entre ces deux compartiments. Deux axes d’étude ont été initiés à la suite de ce projet afin de (i) déchiffrer les interconnexions microtubules-mitochondries dans la réponse des cellules cancéreuses aux MTA; (ii) préciser l’importance et la régulation post-traductionnelle de la protéine EB1 dans l’efficacité anti-migratoire des MTA. L’ensemble des données obtenues appelle à poursuivre la caractérisation des mécanismes de réponse aux agents anti-microtubules afin d’optimiser les stratégies thérapeutiques existantes. / Nowadays, the so-called Microtubule Targeting Agents (MTAs) remain benchmark clinical treatments displaying high efficiency and are still widely used against a broad spectrum of tumors and hemopathies. The new compounds in clinical development and the discovery of their anti-angiogenic properties make them a family booming. However, MTAs treatment is limited by the occurrence of neurological toxicities that greatly impair patients quality of life and which mechanisms of action are still poorly understood. The current absence of really efficient curative of preventive strategies underline the complexity of MTA mechanisms of action. In the framework of the “MitoTarget” project from the 7th PCRD,lead by the industrial partner Trophos, we aimed to precise MTA neurotoxic mechanisms and to evaluate neuroprotective potential of olesoxime, a compound that already showed to be efficient in various models of neurodegenerative diseases. Our data show that microtubular (microtubule dynamics parameters, EB1 protein localization) and mitochondria (mitochondria) networks, MTA targeted compartments in cancer cells, are damaged in neuronal-like cells. Interestingly, olesoxime neuroprotective activity implies preservation of both microtubule and mitochondria from MTA-induced damages. This work highlights the original mechanism of action of olesoxime as the first neuroprotective agent able to act on both microtubule and mitochondria and underlines the strengthened link existing between these compartments. It thus gave rise to two side projects with the aim to (i) decipher microtubule-mitochondria interconnections in response to MTA treatment; (ii) precise the importance and regulation of EB1 in the anti-migratory efficacy of MTA by looking at EB1 post-translational modifications. Altogether, the data obtained incite to keep on characterizing mechanisms involved in response to MTA in order to optimize the existing therapeutic strategies.

L’irradiation cérébrale thérapeutique comporte un risque de neurotoxicité tardive irréversible en partie lié à l’effet de l’irradiation sur le compartiment vasculaire cérébrale. Les péricytes et les communications entre les péricytes et les cellules endothéliales jouent un rôle majeur dans la stabilisation des vaisseaux, dans la formation et la régulation de la barrière hématoencéphalique et dans le contrôle du flux sanguin cérébral. Nous montrons, dans un modèle murin d’irradiation cérébrale, que les péricytes sont une cible précoce de l’irradiation cérébrale. Après irradiation, la morphologie des péricytes est modifiée et des marqueurs d’activations du péricytes sont surexprimés. En conséquence, la communication entre péricyte et cellule endothéliale est rompue, ce qui se traduit par une diminution de la capacité du péricyte à induire une constriction vasculaire après stimulation électrique. De façon concomitante, la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique est anormalement augmentée après irradiation. Un traitement par thalidomide, administré dans la semaine précédant et suivant l’irradiation, prévient les conséquences de l’irradiation sur les péricytes. Les communications entre péricytes et cellules endothéliales sont maintenues ainsi que les fonctions contractiles des péricytes. L’imperméabilité de la barrière hématoencéphalique est également préservée. La voie de signalisation PDGF-β/PDGFR-β essentielle au recrutement des péricytes par les cellules endothéliales, est, au moins partiellement, impliquée dans l’effet protecteur de la thalidomide. Des études supplémentaires sont nécessaires pour définir les mécanismes sous tendant l’effet de l’irradiation sur les péricytes ainsi que l’effet protecteur de la thalidomide. Nous avons en parallèle mis au point un modèle murin de lymphome cérébral luciférase positif pour vérifier, dans un premier temps, l’innocuité de l’association de la radiothérapie et de la thalidomide et de ses dérivés de la classe des immunomodulateurs (iMids), le lénalidomide et le pomalidomide. Ces trois molécules ne diminuent pas l’effet antitumoral de la radiothérapie, mais l’association de radiothérapie et de pomalidomide est synergique sur la décroissance tumorale mesurée par l’évolution des courbes de bioluminescence. Le concept de normalisation de la vascularisation tumorale fait référence aux molécules capables, non pas de faire régresser les vaisseaux tumoraux anormaux, mais de les « normaliser » pour améliorer, d’une part, la disponibilité des chimiothérapies au sein de la tumeur, et d’autre part, l’oxygénation tumorale pour accroitre l’efficacité de la radiothérapie. Nos résultats sont en faveur d’un tel effet exercé par le pomalidomide dans notre modèle murin de lymphome cérébral, caractérisé par une infiltration tumorale périvasculaire, une fuite capillaire mais sans néo angiogenèse. Nos travaux fournissent un rationnel biologique à de futurs essais cliniques avec les iMids dans le traitement des lymphomes cérébraux primitifs voire des tumeurs malignes cérébrales. / Therapeutic brain irradiation carries a risk of irreversible delayed neurotoxicity partly due to the effect of irradiation on the cerebral vascular compartment. Pericytes and communication between pericytes and endothelial cells play a major role in vessel stabilization in the formation and regulation of the blood-brain barrier and in the control of cerebral blood flow. We show in a murine model of brain irradiation, that pericytes are a target of early brain irradiation. After irradiation, the morphology of pericytes is altered and markers of activation of pericytes are overexpressed. Consequently, communication between the endothelial cell and pericyte is disrupted , which results in a decreased capacity of pericytes for inducing a vascular constriction after electrical stimulation. Concomitantly, the permeability of the blood - brain barrier is abnormally increased after irradiation. Treatment with thalidomide administered in the week before and after irradiation, prevents the effects of irradiation on pericytes . Communication between pericytes and endothelial cells are maintained as well as the contractile properties of pericytes. The impermeability of the blood brain barrier is also preserved. The PDGF-β/PDGFR-β signaling pathway, which is essential for the recruitment of pericytes by endothelial cells, is at least partially involved in the protective effect of thalidomide. Further studies are needed to define the mechanisms underlying the effect of irradiation on the pericytes and the protective effect of thalidomide. We have, in parallel, developed a model of murine luciferase positive CNS lymphoma to verify first, the safety of the combination of radiotherapy and thalidomide and its derivatives of the class of immunomodulators ( IMiDs ), lenalidomide and pomalidomide. These three molecules do not decrease the antitumor effect of radiotherapy, but the antitumoral effect of the association of radiotherapy and pomalidomide is synergistic. The concept of the normalization of the tumor vascularization refers to molecules capable not to induce regression of the abnormal tumor vessels but to "normalize" the tumoral vasculature in order to improve, on one hand , the availability of chemotherapy in the tumor , and on the other hand, the tumor oxygenation to increase the effectiveness of radiotherapy. Our results are in favor of such an effect exerted by pomalidomide in our murine model of cerebral lymphoma, characterized by perivascular tumor infiltration and capillary leak .Our work provide a biological rational for future clinical trials with IMiDs in the treatment of brain lymphomas or malignant brain tumors.

Dans le système nerveux central, les monoamines modulent de nombreuses fonctions essentielles comme la locomotion, la motivation, la cognition, l’humeur et le sommeil. Le niveau extracellulaire de ces neurotransmetteurs est régulé par des transporteurs à haute affinité,cependant d’autres transporteurs, à faible affinité, peuvent contribuer à la recapture des monoamines, comme les transporteurs de cations organiques (OCT) et le transporteur plasmique des monoamines (PMAT). Récemment, l’implication des OCT dans différentes fonctions centrales, notamment le contrôle de l’humeur, la réponse au stress et aux antidépresseurs a été mise en évidence. Le rôle de PMAT dans le cerveau reste quant à lui encore peu caractérisé. Il transporte in vitro les monoamines, avec une préférence pour la dopamine et la sérotonine, avec des affinités submillimolaires. Ce transporteur est exprimé dans de nombreuses régions du cerveau humain et murin et dans différents types neuronaux. Par hybridation in situ fluorescente nous avons déterminé sa distribution cellulaire précise, dans des régions à fort niveau d’expression comme le complexe du cerveau antérieur basal (BFC) et des régions appartenant aux ganglions de la base comme le globus pallidus et la substance noire réticulée (SNr). Nous avons montré qu’il est fortement exprimé dans les neurones GABAergiques exprimant la parvalbumine, dans tous les interneurones cholinergiques dustriatum ainsi qu’une petite fraction des neurones cholinergiques du BFC. Il est également retrouvé dans certains noyaux monoaminergiques comme le locus coeruleus et les noyaux duraphé mais est absent des noyaux dopaminergiques, la substance noire compacte et l’aire tegmentale ventrale.Afin d’étudier sa fonction, nous avons exploité le système Cre-lox, approche couramment utilisée en biologie, en injectant un virus adéno-associé exprimant la recombinase Cre (AAVCre)dans la substance noire (SN) de souris comportant des allèles de PMAT floxés. Cette étude ne nous a pas permis de conclure quant à la fonction de PMAT dans la SN, mais nous a conduit à mettre en évidence une toxicité majeure de cet outil. Nous avons montré que l’injection d’AAV-Cre dans la SN entraine une perturbation anatomique et fonctionnelle des systèmes dopaminergiques et de la SNr, noyau de sortie des ganglions de la base, induisant des altérations comportementales importantes, avec une hyperlocomotion basale robuste et une insensibilité à la cocaïne, potentiellement par une action génotoxique.Nous avons également généré des souris invalidées constitutivement pour PMAT (PMAT-/-). Les tests comportementaux que nous avons commencés récemment nous ont révélé des altérations comportementales significatives chez ces souris de l’activité locomotrice dans un nouvel environnement ainsi que du niveau d’anxiété. Ces altérations pourraient résulter d'une perturbation des voies aminergiques en l’absence de PMAT. Nous poursuivrons cette étude par l'exploration d'autres aspects comportementaux ainsi que par l’évaluation des modifications neurochimiques engendrées par l'invalidation. Ces approches devraient fournir des pistes afin d’identifier les conséquences de l'absence de PMAT sur la signalisation aminergique, que l'on pourra explorer plus précisément par la suite sur le plan fonctionnel / High-affinity reuptake transporters exert a crucial role in the control of synaptic transmissionby ensuring the recycling of the released transmitters into the presynaptic terminals. Other typesof transporters such as Organic Cation Transporters (OCTs) and the Plasma MembranemonoAmine Transporter (PMAT), have been shown to transport, with low-affinity but highcapacity, aminergic neurotransmitters. While the role of OCTs in central nervous system hasbeen partially unraveled, the function of PMAT remains poorly characterized. In vitro, PMATtransports preferentially dopamine and serotonin and its expression is widespread in the brain,encompassing monoamine nuclei but also projection regions. In this study, we determined theprecise neuronal specificity of PMAT in several highly-expressing regions. We show that it isfound mostly in PV+ GABAergic neurons of basal forebrain and basal ganglia, in allcholinergic interneurons of the striatum and in some cholinergic neurons of basal forebraincomplex. These systems, highly regulated by monoamines, are important for locomotion,motivation, learning and wakefulness. Our result show that PMAT is located at a strategicposition to control the aminergic modulation of these integrated functions.To investigate the implication of PMAT in these regions, we used the Cre-lox technology, avalued and widely used approach for the study of gene function in vivo, injecting an adenoassociatedvirus expressing Cre recombinase in substantia nigra (SN) of mice in which PMATgene was floxed. In this study, we could not assess PMAT function in this SN but found thatAAV-CRE expression in this region produces major toxic effects. We showed that AAV-Creinjection in this region engenders a massive decrease of neuronal populations in both parscompacta and reticulata, leading to DA depletion in the nigrostriatal pathway. This wasassociated with a drastic behavioral phenotype with increased basal locomotor activity and lossof locomotor response to cocaine. Several hallmarks of Cre toxicity were found in SN of AAVCreinjected mice, including an increase of the DNA break markers. These observationsunderscore the need for careful control of Cre toxicity in the brain and reassessment of previous studies.To study the role of PMAT, we also generated PMAT knock out mice (PMAT-/-). Behavioralstudies that we just started have revealed significant impairments of locomotor activity in a newenvironment and anxiety level, supporting a possible disruption of monoaminergic systems inthese mice. On-going studies aim to explore other behaviors and search for eventualneurochemical changes provoked by PMAT invalidation. These experiments should providesome cues to understand which monoamines and circuits may be affected, that can beinvestigated functionnally and more specifically in a second step

L'oxaliplatine est un médicament de référence dans les traitements des cancers colorectaux métastatiques. Toutefois, l'oxaliplatine occasionne une toxicité d'ordre neurologique qui retentit sur la qualité de vie de certains patients prédisposés. Nous avons analysé pour la première fois la neurotoxicité de l'oxaliplatine par une approche protéomique. Un protocole expérimental, associant marquage iTRAQ et fractionnement par IEFOFFGEL a tout d'abord été mis en place afin d'améliorer la couverture protéomique d'échantillons complexes. Puis, l'expression protéique différentielle après traitement par I'oxaliplatine a été analysée globalement, à la fois dans le protéome intracellulaire et dans le sécrétome d'un modèle cellulaire humain de nerotoxicité. L'analyse du protéome intracellulaire a permis l'identification de plus de 2700 protéines et offre de nouvelles perspectives quant aux mécanismes moléculaires de la neurotoxicité de I ' o x aliplatine. Le médicament aItère l'expression de protéines impliquées dans la réponse aux dommages à l'ADN, le contrôle du cycle cellulaire, le stress oxydatif , le métabolisme énergétique, le stress protéotoxique, la résistance multidrogue, la plasticité neuronale et l'homéostasie calcique. L'analyse du sécrétome a mis en évidence la sur-expression, suite au traitement par l'oxaliplatine, de 23 protéines sécrétées. Nous proposons pour la première fois les protéines Calmoduline, Thymosine beta-10 et le facteur neurotrophique Neudésine comme candidats biomarqueurs de la neurotoxicité des traitements anticancéreux à base d'oxaliplatine.

Certaines maladies neurodégénératives sont associées au mauvais repliement de la protéine prion (PrP[indice supérieur c]) et sont connues sous le nom de maladies à prion ou les encéphalopathies spongiformes transmissibles (ESTs). Récemment, il a été démontré que PrP[indice supérieur c] augmente l'efficacité des micro-ARN (miARN) via son interaction directe avec la protéine Argonaute 2 (Ago2) au niveau de la membrane des corps multivésiculaires (multivesicular bodies (MVBs)). Ago2 est une des protéines centrales du complexe RISC (RNA-induced silencing complex) qui est responsable de l'efficacité des ARNi. Certaines formes pathologiques de PrP[indice supérieur c] induisent l'activation de la réponse au stress eiF2a dépendante, une étape déterminante pour le développement de la pathologie. Cependant, l'activation de la réponse au stress eiF2a dépendante, favorise normalement la survie cellulaire via la formation de deux types de granules d'ARN, les granules de stress (GSs) et les P-Bodies. Aucune étude n'a investigué le rôle de ces deux types de granules d'ARN et de la régulation de l'efficacité des miARN par PrP[indice supérieur c] dans la neurotoxicité associée aux ESTs. Mon premier objectif est d'approfondir nos connaissances sur le nouveau rôle de PrP[indice supérieur c] dans la régulation du système miARN et de l'implication des miARN et du système endosomal dans les ESTs génétiques. Mon second objectif est d'investiguer le rôle des GSs et des P-Bodies, dans la neurotoxicité reliée aux ESTs et établir un lien entre la dérégulation de la réponse au stress et du système ARNi. PrP[indice supérieur c] augmente l'efficacité des miARN via l'interaction de sa région octapeptidique répété (OR, octapeptide repeat region) avec la protéine Ago2. L'effet d'un mutant cytoplasmique artificiel nommé CyPrP (connu comme agent neurotoxique potentiel) et de cinq mutants familiaux de PrP[indice supérieur c] sur le système endosomal et miARN a été caractérisé. Les mutants de PrP[indice supérieur c] affectent la maturation des MVBs et, conséquemment, induisent une délocalisation de GW182, une diminution l'efficacité des miARN et de la production des exosomes. Nous proposons que cette dérégulation de la voie endosomale et miARN par les mutants familiaux de PrP[indice supérieur c] contribue à la neurodégénérescence observée dans les ESTs. Les mutants de PrP[indice supérieur c] induisent également l'expression de la protéine PACT qui est responsable de l'activation de la kinase de stress PKR et de la phosphorylation d'eiF2a. Cependant, malgré la phosphorylation d'eiF2a, les mutants familiaux de PrP[indice supérieur c] et PrP[indice supérieur Sc] inhibent la formation des GSs et des P-Bodies augmentant la susceptibilité des cellules aux différents stress. L'inhibition des P-bodies par les mutants confirment également que les mutants de PrP[indice supérieur c] induisent une diminution de l'efficacité des miARN. Je propose que le maintien de l'activation de la voie PACT-PKR-eiF2a et l'inhibition des GSs et des P-Bodies contribuent à la dérégulation du système d'ARNi, à la susceptibilité des neurones et à la neurodégénérescence observée dans les ESTs. Une meilleure compréhension des mécanismes de neurotoxicité plus particulièrement de l'inhibition du système ARNi et de la réponse au stress par les formes mal repliées de PrP[indice supérieur c] peut mener au développement de médicaments afin de contrer l'évolution de la pathologie. [symboles non conformes]