The high composition of fruits and vegetables in the daily diet is associated with cognitive well-being, especially in the elderly population. The phytonutrients are shown to have effects as antioxidants that neutralize oxidative stressors and can interact with molecular pathways to signal neuron survival. Adult hippocampal neurogenesis is a dynamic lifelong process of generating functional newborn neurons in the granular layer of the dentate gyrus from adult precursor cells. This process contributes to brain plasticity and plays a role in learning and memory. External stimuli such as environmental enrichment and physical activity are known to positively regulate this process. However, the role of nutrition and whether nutritional compounds have pro-neurogenic effects on adult hippocampal precursor cells are still elusive. In this study, I investigated the impact of dietary compounds in apples, a significant source of phytonutrients in our food, on adult hippocampal neurogenesis. I demonstrated that quercetin, the most abundant polyphenol in apple, induces cell cycle exit and differentiation of adult hippocampal precursor cells in monolayer culture. Furthermore, this compound also increases the number of surviving cells upon differentiation in vitro, through the activation of endogenous antioxidants in the Nrf2-Keap1 pathway and the prosurvival Akt pathway. Quercetin supplementation in vivo is also shown to significantly increase the number of surviving cells and new neurons in the dentate gyrus. To search for other potential active compounds in apple, I performed bioassay-guided fractionation whereby the flesh extract from apples of the Pinova cultivar was subjected to liquid- and solid phase separation and the active fraction was determined using primary neurosphere assays using cells derived from adult mouse dentate gyrus. Using mass spectometry, we revealed that the active compounds in the apple flesh extract are dihydroxybenzoate glycosides, which are non-flavonoid benzoic acid derivatives. I also confirmed that the isomers of these compounds; 2,3- and 3,5 dihydroxybenzoic acids significantly increase the number of neurospheres. Interestingly, 3,5 dihdroxybenzoic acid is an agonist of lactate receptor hydroxycarboxylic acid receptor 1 (HCAR1), with an even higher affinity than lactate. This receptor is suggested to mediate neurotrophic actions such as increasing production and release of BDNF. I also demonstrated for the first time that this receptor is presence in adult hippocampal precursor cells. To observe whether customary fruits or fruit-related products consumption affects adult hippocampal neurogenesis, I performed an experiment giving apple juice supplementation ad libitum to mice. I did not find a significant increase in net neurogenesis or the performance in the Morris water maze after apple juice supplementation. This is likely due to the low concentration of active compounds in apple juice failing to reach an effective concentration in the body. I conclude that apples provide potential proneurogenic compounds that can influence adult hippocampal neurogenesis through the activation of endogenous antioxidant mechanisms and molecular pathways for cell survival. Further studies are necessary to investigate the role of HCAR1 activation on adult hippocampal neurogenesis, which is a potential new mechanism to explain the health benefits of fruit and vegetable consumption. / Eine Ernährung die täglich reich an Obst und Gemüse ist, hat insbesondere bei älteren Menschen einen positiven Einfluss auf kognitive Fähigkeiten. Pflanzeninhaltsstoffe wirken als natürliche Antioxidantien, indem sie oxidative Stressoren neutralisieren. Weiterhin beeinflussen pflanzliche Nährstoffe molekulare Signalwege welche beim Überleben von Neuronen eine Rolle spielen. Die adulte hippocampale Neurogenese ist ein dynamischer, lebenslanger Prozess, bei dem aus Vorläuferzellen funktionelle neue Neuronen in der Körnerzellschicht des Gyrus dentatus gebildet werden. Dieser Prozess trägt zur Plastizität des Gehirns bei und spielt eine bedeutende Rolle beim Lernen und für das Gedächtnis. Externe Stimuli wie zum Beispiel eine reizreiche Umgebung und körperliche Aktivität wirken als positive Regulatoren und begünstigen die adulte hippocampale Neurogenese. Welche Rolle die Ernährung dabei spielt und ob Nahrungsbestandteile einen proneurogenen Effekt auf adulte hippocampale Vorläuferzellen haben ist kaum bekannt. In diesem Projekt habe ich den Effekt von Nahrungsbestandteilen aus Äpfeln, welche eine bedeutende Quelle von pflanzlichen Nährstoffen in unserer Ernährung darstellen, auf die adulte hippocampale Neurogenese untersucht. Ich habe gezeigt, dass Querzetin, das am reichlichsten in Äpfeln enthaltende Polyphenol, in der Monolayer-Zellkultur den Austritt aus dem Zellzyklus induziert und die Differenzierung von adulten hippocampalen Vorläuferzellen fördert. Des Weiteren steigert Querzetin nach der Differenzierung in vitro die Anzahl an überlebenden Zellen. Dies geschieht durch die Aktivierung von endogenen Antioxidantien des Nrf2-Keap1-Signalweges und des für das Überleben von Zellen förderlichen Akt-Signalweges. Die Verabreichung von Querzetin in vivo als Nahrungsergänzungsmittel führte ebenfalls zu einem signifikanten Anstieg der Anzahl an überlebenden Zellen und neu gebildeten Nervenzellen im Gyrus dentatus. Um weitere potentiell aktive Wirkstoffe von Äpfeln zu bestimmen, habe ich eine Bioassay-ausgerichtete Fraktionierung durchgeführt, wobei der Fruchtfleischextrakt von Äpfeln der Sorte Pinova einer Fest-/ Flüssig-Separation unterzogen wurde. Die aktive Fraktion wurde anhand der primären Neurosphäre-Assay-Methode mit Zellen aus dem Gyrus dentatus adulter Mäuse ermittelt. Mittels spektrometrischer Analyse habe ich gezeigt, dass die aktiven Wirkstoffe im Fruchtfleischextrakt von Äpfeln zur Gruppe der Dihydroxybenzol-Glykosiden gehören, welche den nicht-flavonoiden Benzoesäure-Derivaten zuzuordnen sind. Im in vitro Neurosphäre-Assay habe ich zudem gezeigt, dass die Isomere dieser Wirkstoffe, die 2,3- und die 3,5-Dihydroxybenzoesäuren, die Anzahl der Neurosphären signifikant erhöhen. Interessanterweise ist die 3,5-Dihydroxybenzoesäure ein Agonist des Laktatrezeptors Hydroxycarboxylic acid receptor 1 (HCAR1) und weist sogar eine noch höhere Affinität als Laktat auf. Es wird suggeriert, dass dieser Rezeptor neurotrophische Wirkungen vermittelt, wie zum Beispiel eine erhöhte Produktion von BDNF und dessen Ausschüttung. Zudem habe ich das Vorkommen dieses Reporters erstmalig bei adulten hippocampalen Vorläuferzellen nachgewiesen. Um zu untersuchen, ob der Konsum handelsüblicher Obstprodukte die adulte hippocampale Neurogenese beeinflusst, habe ich Mäusen Apfelsaft ad libitum verabreicht. Nach der Gabe von Apfelsaft sah ich keinen signifikanten Anstieg der Gesamtneurogenese und keine Verbesserung der Leistungsfähigkeit im Morris-Wasserlabyrinth-Test. Dies ist bedingt durch eine zu geringe Konzentration der aktiven Wirkstoffe im Apfelsaft wodurch die wirksame Konzentration im Körper nicht erreicht wird. Ich schlussfolgere, dass in Äpfeln potentielle pro-neurogene Inhaltsstoffe enthalten sind, welche die adulte hippocampale Neurogenese beeinflussen. Dies wird insbesondere durch die Aktivierung endogener antioxidativer Mechanismen und molekularer Signalwege vermittelt, die für das Überleben von Zellen von Bedeutung sind. Weitere Studien sind nötig, um zu bestimmen wie sich die Aktivierung von HCAR1 auf die adulte hippocampale Neurogenese auswirkt. Dies stellt einen potentiellen neuen Wirkmechanismus dar, welcher die gesundheitlichen Vorteile von Obst- und Gemüsekonsum belegt.

Le système racinaire, lien essentiel entre la plante et le sol quoi qu'essentiellement invisible, reste encore aujourd'hui peu étudié dans son ensemble. Les plantes étant ancrées au sol via leur système racinaire, leurs facultés d'adaptation et de survie sont donc très dépendantes de leurs capacités à savoir tirer profit de l'espace qui les entoure, notamment par l'intermédiaire de leur système racinaire. Certains arbres font néanmoins partie des plus grands et plus anciens êtres vivants de la planète, preuve s'il en est de leur capacité d'adaptation au milieu dans lequel ils poussent et aux changements environnementaux pouvant survenir dans le temps. Dans le cas des plantations, les contraintes anthropiques imposées se heurtent parfois aux limites de cette formidable capacité d'adaptation. Les travaux développés dans la première partie de cette thèse font l'objet de deux articles publiés et se concentrent sur une revue bibliographique des connaissances sur l'enracinement profond. Le rôle vital du système racinaire pour la plante est ainsi mis en avant ainsi que ses fonctions dans le continuum sol-plante-atmosphère. Son rôle essentiel, souvent sous-estimé dans le stockage du carbone, est également abordé. Les différentes techniques permettant d'accéder aux systèmes racinaires in situ sont passées en revue et nous présentons la technique du puits d'accès que nous avons utilisé pour observer les racines jusqu'à 5 mètres de profondeur. Nous avons également développé nos propres outils de prise de vue par l'intermédiaire de scanner à plat ainsi qu'un outil d'analyse d'images ( IJ_Rizo) aujourd'hui disponible en ligne.Dans la deuxième partie du mémoire, nous nous consacrons à l'étude du système racinaire de l'hévéa adulte (Hevea brasiliensis) dans le nord-est de la Thaïlande. Premier producteur mondial de caoutchouc naturel, la Thaïlande a fortement développé ses plantations d'hévéas allant jusqu'à étendre son exploitation au-delà de sa zone climatique naturelle, dans des zones à fortes contraintes hydriques. Dans ce contexte, nous avons étudié la saisonnalité et la dynamique des racines fines pendant trois ans ainsi que leur contribution au cycle du carbone. Nous avons pu mettre en évidence la continuité de la dynamique racinaire indépendamment des périodes de défoliation mais en lien avec la saisonnalité de la pluviométrie. Nous avons également pu caractériser la faible différenciation de la dynamique racinaire de 0 à 4,5 mètres de profondeur dans un tel contexte. La troisième partie de la thèse concerne l'étude du teck (tectona grandis), espèce endémique d'Asie du Sud-Est, et notamment du Laos dans la région de Luang Prabang. Le développement de sa culture sous forme de plantations mono-spécifiques se poursuit depuis les années 80. En appliquant la technique d'exclusion de pluie pendant 2 ans sur des arbres d'une plantation d'une vingtaine d'années, nous avons observé l'influence du régime de précipitations sur l'enracinement. Un arrêt pratiquement total de croissance des racines en surface et en profondeur a ainsi été mis en évidence. Nous concluons, dans le cas d'espèces à une forte dépendance à la ressource en eau de surface, à un impact direct sur l'état physiologique et une stagnation de la croissance des troncs. Certains individus ont démontré une capacité d'adaptation en modifiant leur cycle de foliation / défoliation accompagné d'une reprise de la croissance des troncs lors de la deuxième année du régime de sécheresse imposé. Nous avons également démontré l'importance de l'enracinement fin pour le stockage du carbone qui, dans ce contexte, représente plus de 45 % du carbone total, soit environ le double des données publiées dans la littérature.Les données obtenues pour les espèces étudiées dans ce mémoire pourront être utilisées pour la modélisation de scenarios simulant le changement climatique et le changement d'usage des terres. / The root system is essential but essentially invisible. Plants are anchored to the soil through their root system; their adaptation and survival abilities are highly dependent on their ability to learn to take advantage of the space that surrounds them. Certain trees are nevertheless some of the largest and oldest living species on the planet- evidence of their ability to adapt to changes in their environment. Within managed anthropogenic constraints, particular species are vulnerable. It is clear that a wide range of parameters are likely to influence the root system and its operation, which offers many entry points to improve our understanding of a root's capacity for expansion, its dynamics, its role within the plant itself and within the soil plant atmosphere continuum. Available data on the extent and dynamics of plant roots includes several thousand references. However, the vast majority of these observations were made within the first meter of the soil profile. Data acquisition for the fine and/or deep roots is currently limited by constraints of time and financial resources. To overcome this lack of information, while trying to assess root dynamics under different environmental conditions, many models have been developed. However, it is still difficult to describe the complexity of root development in the community and to integrate its "plasticity".To understand such a complex environment, we must work toward establishing a definition of objectives and the tools necessary to develop and implement them. The work developed in the first part of this thesis is the subject of two articles and focuses on a literature review about deep roots. The vital role of the root system for the plant is well highlighted, as is its impact as a link within the atmosphere. We discuss the role of deep roots in carbon storage, which is critical and often underestimated. The different techniques for accessing the root systems in situ are also considered, and we present our access technique for observing the roots down to depths of five meters. We have also developed tools for shooting through a flatbed scanner and image analysis ( IJ_Rizo ) now available online.In the second part of the thesis, we focus on the study of root systems of adult rubber trees (Hevea brasiliensis L. RRIM 600) in the northeast of Thailand. Thailand has greatly expanded its acreage to extend its operations beyond its natural climate zone, into areas of high water stress. In this context, we studied the seasonality and dynamics of fine roots for three years and their contribution to the carbon cycle. We were able to highlight the continuity of root dynamics during independent periods of defoliation, yet link these to the seasonality of rainfall. We were also able to characterize the low differentiation of root dynamics at 0 to 4.5 m of depth in this context.The third part of the thesis concerns the study of teak particular to the region of Luang Prabang, Laos. By applying the rain exclusion technique for 2 years on a plantation of twenty-year-old trees, we observed the influence of precipitation patterns. During the period of water stress, an almost total cessation of root growth, at the surface and significant depths, has been highlighted. We conclude that in the case of species with a high dependence on water resources there is a direct impact on the physiological state and stagnated trunk growth. Some individuals have demonstrated an ability to adapt by changing their foliation/defoliation cycle, accompanied by a resumption of trunk growth during the second year of imposed drought. We also demonstrated the importance of rooting as a means of carbon storage, which in this context represents more than 45% of total carbon- roughly double the amount published in other literature .The data obtained for the species studied in this paper can be used for modelling scenarios simulating climate change and changing land use.

Les déformations rachidiennes se réfèrent aux patients avec une courbure anormal de la colonne vertébrale qui ont terminé leur croissance. Par leur prévalence, leur impact clinique, et le taux relativement élevé d'échecs chirurgicaux, elles représentent un défi thérapeutique. La recherche a permis de démontrer que la préservation ou la restauration de l'alignement, sont des éléments clé du traitement chirurgical. L'objectif de cette thèse était d'analyser le traitement des patients avec DR, avec un intérêt particulier pour la restauration de l'alignement sagittal et l'évaluation musculaire. Fondé sur une analyse rétrospective d'une base de données multicentriques, les deux premiers articles présentent une évaluation du traitement chirurgical en termes d'efficacité clinique et de réalignement radiographique. Les écarts entre la planification préopératoire et l'exécution opérationnelle ont aussi été étudiés avec une collecte de données prospectives, et ont mis en évidence la nécessité de mieux comprendre le rôle des muscles dans le maintien de la posture. Par conséquent, deux protocoles pour la caractérisation des principaux muscles impliqués dans l'alignement sagittal ont été validés. Les deux méthodes sont basées sur la segmentation manuelle d'acquisition IRM spécifique (méthode de Dixon) afin d'obtenir l'infiltration graisseuse en plus du volume musculaire. Une des méthodes permet d'obtenir la reconstruction 3D des muscles et donc de générer des modèles musculo-squelettiques personnalisés. L'autre ouvre la voie à une pratique clinique car nécessite seulement la segmentation de quatre coupes pour obtenir une évaluation des principaux groupes musculaires. Enfin, à partir de la première méthode, le système musculaire de patients avec DR a été décrit. / Adult spinal deformity(ASD) refers to abnormal curvatures of the spine in patients who have completed their growth. Due to its prevalence, clinical impact, and the relatively high rate of surgical failures, they represent a therapeutic challenge. Research has been able to demonstrate that the preservation or the restoration of the sagittal alignment, are key objectives of surgical treatment. The objective of this thesis is to analyze the treatment of ASD patients, with particular interest in restoration of sagittal alignment and to develop tools to assess the spino-pelvic musculature of ASD patients. Based on an analysis of a multicenter database, the first two articles present an evaluation of the surgical treatment in term of clinical effectiveness and radiographic realignment. In addition, the discrepancies between surgical preoperative planning and operative execution have been studied with a prospective data collection, and have highlighted the necessity to understand better the role of the muscles in the maintaining of the posture. Therefore two methods for the characterization of the muscles involved in the sagittal alignment have been validated. Both methods are based on manual segmentation of specific MRI acquisition (Dixon methods) in order to obtain precise fat infiltration quantification in addition to muscular volume. One method permits to obtain 3D reconstruction able to generate patient–specific musculoskeletal model. The other one open the path to a clinical purpose, because necessitate only segmentation of four slices to obtain an relevant evaluation of the muscular system. Finally, thanks to the first protocol the muscular system of ASD patients have been described.

Les expériences qui jalonnent la vie favorisent la survenue de modifications cérébrales durables et pouvant impacter les fonctions cognitives, ainsi que le développement de troubles cérébraux. L'hippocampe est une structure cérébrale qui joue un rôle essentiel dans l'apprentissage et la mémoire. Dans la première étude, nous avons montré comment l'activité neuronale sous-tendant les processus de la mémoire influence fortement l'intégration des nouveaux neurones hippocampiques dans le cerveau adulte, suggérant une modulation durable de la fonction hippocampique. Dans la deuxième étude, nous avons montré que le séjour en milieu enrichi qui prévient les déficits mnésiques liés à l'âge et induit également des modifications épigénétiques dans le cerveau sain et modèle de la maladie d'Alzheimer. Ceci suggére que des règulations épigénétiques durables pourraient soutenir les effets promnésiques de l'enrichissement environnemental. Ainsi, cette thèse a mis en évidence dans l'hippocampe, l'existence de plasticité dépendante de l'activité dans le cerveau sain et modèle de la maladie d'Alzheimer. Cette plasticité pourrait être une cible pertinente dans le traitement de certaines conditions pathologiques. / Throughout life, environmental challenges promote long-lasting changes within the brain that can affect cognitive function, as well as the development of brain disorders. Within the brain, the hippocampus plays a key role in learning and memory processes. In the first study, we demonstrate how neuronal activity triggered by the learning and memory enhances the synaptic integration of adult-born hippocampal neurons that could support hippocampal function. In the second study, we show that enriched environment prevents age-related memory deficits and induces epigenetic modifications in both healthy and Alzheimer's disease conditions. This suggests that long-lasting epigenetic regulations may participate in sustaining the promnesic effects of environmental enrichment. Altogether, this thesis provides evidence of activity-dependent plasticity in the hippocampus in healthy and diseased brain, and suggests that stimulating such plasticity may contribute to improve pathological conditions.

La dyslexie est un trouble neuro-développemental spécifique à l'apprentissage de la lecture, qui touche entre 6 et 8% de la population. Elle se caractérise principalement par des déficits dans les compétences de reconnaissance des mots écrits affectant les procédures de lecture phonologique et orthographique. Les travaux de recherche ont mis en évidence de manière systématique une persistance de ces déficits à l'âge adulte. Pourtant, certains adultes dyslexiques parviennent à poursuivre et réussir des études post-secondaires. Ainsi, ces individus pourraient développer des stratégies de lecture adaptatives ou compensatoires leur permettant d'atteindre un niveau de compréhension en lecture similaire à des adultes normo-lecteurs. Les travaux conduits dans cette thèse visent à préciser la dynamique des mécanismes neurocognitifs impliqués dans l'établissement de stratégies de lecture adaptatives ou compensatoires chez l'adulte dyslexique universitaire. Les résultats de ces travaux de thèse suggèrent que la compensation des étudiants dyslexiques serait soutenue par le développement et l'utilisation des compétences sémantiques et principalement des compétences morphologiques, et supportent l'hypothèse d'une réorganisation cognitive et neuro-fonctionnelle de la lecture des adultes dyslexiques universitaires. / Dyslexia is a neurodevelopmental reading disorder that affects 6 to 8% of the population. It is characterized by severe deficits in written word recognition, affecting both phonological and orthographic reading procedures. Research has systematically shown that these deficits persist into adulthood. Nevertheless, some dyslexic adults successfully study at university level, suggesting that they developed adaptive or compensatory reading strategies which allow them to achieve a level of reading comprehension that is similar to those of adult skilled readers. This thesis aimed to precise the dynamics of neurocognitive mechanisms involved in the compensatory reading strategies of university students with dyslexia. Overall, the results confirmed the hypothesis that successful compensation in university students with dyslexia is achieved through a spatiotemporal reorganization of the reading network, and suggests that this compensation is supported by the development and use of semantic skills in general, morphological skills in particular. These findings support the hypothesis of a cognitive and neuro-functional reorganization of reading skills in university students with dyslexia.

Ce travail de thèse explore la signification écologique des variations inter et intraspécifiques de la croissance et des traits fonctionnels des espèces d’arbres de forêt tropicale guyanaise en relation avec les conditions d’éclairement. Nous démontrons que le syndrome de traits associé à la niche de régénération (durée de vie des feuilles plus longue et surface massique plus grande pour les espèces les plus tolérantes à l’ombre) est valide pour 14 espèces non pionnières et non strictement sciaphiles. La plasticité de la surface massique exprimée au stade juvénile chez les espèces les moins spécialisées pourrait refléter une adaptation à l’hétérogénéité de l’éclairement rencontrée au stade jeune et au cours des stades ontogéniques successifs. Les analyses multivariées mettent en évidence un lien étroit entre la durée de vie des feuilles, la profondeur relative du houppier et la niche de régénération. La plasticité de la profondeur du houppier observée chez les espèces les plus héliophiles ne peut pas être interprétée comme une réponse d’évitement de l’auto-ombrage. Nous montrons qu’elle correspond plutôt à un changement des taux de croissance et de mortalité des feuilles et des branches imposé par les conditions d’éclairement et se produisant à l’échelle de la plante entière. En ce qui concerne la variabilité intraspécifique de la croissance des arbres adultes, nous avons observé une faible contribution de la compétition pour la lumière et un effet important de l’espèce. Nos résultats indiquent que ce patron de réponse résulte de la partition des espèces le long du gradient lumineux vertical et de la forte abondance d’espèces de petite taille peu sensibles à la compétition du fait de leur adaptation aux conditions lumineuses du sous-bois. La différentiation de niche de régénération et la stratification verticale des arbres adultes étayent l’hypothèse d’une partition de niche vis à vis de la ressource lumineuse dans les trois dimensions de la forêt tropicale humide. / This study explores the ecological significance of inter- and intraspecific variations of growth and functional traits found in tropical tree species of French Guiana in relation to light regime. We demonstrate that the syndrome of leaf traits associated with light -niche (longer life span, higher leaf mass per area of more shade tolerant species) holds among a set of 14 species comprising no pioneer nor any shade specialist species. Our results further suggest that plasticity of leaf mass per area expressed at the sapling stage may reflect adaptation to the spatial heterogeneity of light conditions encountered both at the sapling stage and later. Multivariate analysis provides evidence of a close linkage between leaf lifespan, relative crown depth and light-niche optimum. The plasticity in relative crown depth observed in shade-intolerant species can not be interpreted in terms of self-shading avoidance. Rather, crown depth adjustment was found to be a consequence of changes in growth rates and mortality rates of leaves and branches imposed by current light conditions and occurring at the whole-plant level. At the adult stage, our results point to competition for light making an unexpectedly low contribution to individual tree growth variations, contrasting with a major effect of species identity. We argue that this pattern of variation is likely to result from the vertical niche partitioning of species and the high abundance of small-statured species that are moderately responsive to light competition (consistent with their adaptation to understorey conditions). Light-niche differentiation of juvenile trees and vertical stratification of adult trees provide strong evidence for light niche partitioning in the three-dimensional space of tropical forests.

Des cellules souches dérivées des crêtes neurales ont été trouvées dans divers tissus adultes comme le ganglion de la racine dorsale (GRD). Ce projet de thèse vise à identifier et caractériser la cellule souche de ce tissu. Premièrement, nous avons étudié le potentiel souche de l’ensemble des cellules du GRD. In vitro, certaines sont capables de proliférer pour former des sphères multipotentes qui génèrent des neurones, des glies et des myofibroblastes. In vivo, selon le contexte dans lequel les cellules issues des sphères sont transplantées, elles génèreront différent types cellulaires. Dans le funiculus dorsal démyélinisé de la souris Nude, elles se différencient en cellule de Schwann alors que dans un cerveau de souris nouveau-né Shiverer, elles produisent des péricytes qui s’intègrent aux capillaires sanguins. Bien que le GRD possède une population cellulaire au potentiel souche, son identité et son rôle restent à découvrir. Afin d’identifier cette cellule, nous avons combiné plusieurs techniques et souris transgéniques pour éliminer les diverses cellules candidates. Nous avons découvert plusieurs cellules avec une plasticité intéressante. Deux progéniteurs unipotents ayant la morphologie et la signature moléculaire de péricyte et de fibroblaste de l’endonèvre ont été trouvés dans le nerf sciatique et le GRD adulte. Enfin la cellule souche du GRD correspond de par sa morphologie à une cellule satellite (SGC). Elle prolifère et est bi-potente in vitro. Elle génère, in vivo, des SGC mais également des neurones en condition pathologique. Mieux comprendre ses mécanismes de régulations pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les maladies du SNP. / Neural crest-derived stem cells have been identified in various adult tissues including the dorsal root ganglia (DRG). This thesis project aims to identify and characterize the putative adult DRG stem cell. First, we studied the stemness potential of global DRG cell populations. In vitro, within the adult DRG, some cells were able to form multipotent spheres that gave rise to neurons, glia and myofibroblasts. The graft of the DRG cell forming spheres proved their differentiation plasticity in vivo. Depending upon their graft environment; they generate different cell types. In the demyelinating dorsal funiculus of adult Nude mice, they formed myelinating Schwann cells while in the brain of new born Shiverer mice, they produced pericytes integrated within capillaries. Although, the DRG cells seemed to have an interesting stemness potential, their identity and their physiopathological role remain unknown. In order to characterize this stem cell and study its fate within the DRG, we combined several technics with transgenic mouse lines to exclude the diverse DRG candidate cells. We discovered different cells with interesting plasticity. Two types of unipotent progenitors that have the morphology and molecular characteristics of pericyte and endoneurial fibroblast in the adult sciatic nerve and DRG. But most of all, we found that the DRG stem cell has the phenotype of the satellite glial cell (SGC). They proliferate and are bipotente in vitro. In vivo these stem cells generate SGC under normal condition and produce glia more neurons when necessary in pathological condition. Understanding these regulation mechanisms could open the way to new therapeutic strategies for PNS diseases.

Chez le jeune adulte, le substitut valvulaire aortique idéal demeure inconnu. La prothèse mécanique est durable. Cependant, elle requiert une anticoagulation à vie. De récentes études ont démontré un excès de mortalité à long terme chez les patients après un remplacement valvulaire aortique (RVA) mécanique. D’autres part, plusieurs patientes sont en âge de procréer lorsqu’une chirurgie est indiquée. La grossesse chez les patientes porteuses de RVA mécanique est à risque d’évènements thromboemboliques. Dans ce contexte, ces derniers sont mieux prévenus par la warfarine comparativement à l’héparine chez les patientes enceintes porteuses de prothèses mécaniques. Cependant, la warfarine est associée à des malformations fœtales. Les prothèses biologiques évitent l’anticoagulation. Par contre, la dégénérescence structurelle de la prothèse est plus rapide chez les patients jeunes, ce qui les expose à un haut risque de réintervention. L’objectif de ce mémoire est d’étudier les issues à long terme suivant un RVA chez le jeune adulte. Deux études ont été réalisées dans le cadre de ce travail. La première avait pour objectif de déterminer la survie et les complications à long terme dans une population de jeunes adultes ayant subi un RVA mécanique isolé. La survie de ce groupe de patient est inférieure à celle de la population générale québécoise appariée pour l’âge et le sexe. De plus, il existe un risque faible, mais constant à long terme de dysfonction de la prothèse et de réopération dans cette population. La deuxième étude a pour objectif de déterminer les complications cardiaques, maternelles et fœtales durant la grossesse chez des patientes porteuses de RVA mécanique ou biologique. Les résultats obtenus démontrent que la grossesse chez ces patientes est associée à un risque de complications maternelles et cardiaques significatives, et ce surtout chez les patientes porteuses d’une prothèse mécanique. / In young adults, the ideal aortic valve substitute remains unknown. Mechanical prostheses are durable. However, their use requires lifelong anticoagulation. Recent reports suggest an excess in long-term mortality in patients following mechanical aortic valve replacement (AVR). Furthermore, many patients are of childbearing age when the surgery is indicated. Pregnancy in patients with mechanical prostheses is associated with an increased thromboembolic event. Those are better prevented by warfarin comparatively to heparin. However, warfarin is associated with fetal malformations. Bioprostheses avoid anticoagulation. Nevertheless, young adults experience a more rapid prosthetic valve deterioration, which exposes young patients to a significantly higher risk of early reoperation. The aim of this thesis is to assess long term outcomes following AVR in young adults. For this project, two different studies were completed. The first study examines the long-term survival and complications following isolated AVR in young adults. Long-term survival was lower than what was expected in a sex- and gender-matched Quebec general population. There was a low but constant occurrence of valve dysfunction and reintervention after AVR in this population. The goal of the second study was to assess cardiac, maternal and fetal complications during and after pregnancy in women with mechanical or biological AVR. Based on our results, we concluded that pregnancies in those women carried a significant risk of cardiac and maternal adverse outcomes, particularly with mechanical prostheses.

Contexte : Autisme, trouble du spectre autistique, schizophrénies précoces voire même très précoces (SDTP)... autant de termes utilisés de nos jours! Même si les classifications restent aujourd'hui catégorielles, les travaux sont cependant croissants pour approfondir et comprendre un éventuel lien entre les troubles du spectre autistique et schizophrénique, et notamment un lien entre les troubles du spectre autistique (TSA) et les schizophrénies précoces. Objectif : Clarifier les liens cliniques et biologiques entre TSA et schizophrénies à début précoce (avant 18 ans) et même très précoce (avant 13 ans). Méthodologie: Population de 62 sujets, divisés en trois groupes selon l'âge de début de la pathologie schizophrénique : strictement avant 13 ans (Very Early Onset Schizophrenia, VEOS), entre 13 et 18 ans (Early Onset Schizophrenia, EOS) et supérieur ou égal à 18 ans (Adult Onset Schizophrenia, AOS). Pour chaque groupe, 2 évaluations cliniques sont effectuées : recherche d'antécédents prémorbides autistiques avec l'ADI-R (Autism Diagnostic Interview-Revised); l'autre phénotypique avec MINI (Mini International Neuropsychiatric Interview), BPRS (Brief Psychiatric Rating Scale), PANSS (Positive And Negative Symptoms Scale for schizophrenia), STAI (State Trait Anxiety Inventory), TAS (Toronto Alexithymia Scale) et NSS (Neurological Soft Signs). L'analyse biologique est basée sur des mesures du cycle du cortisol salivaire (jour 1: 8h00; 11h00; 16h00; 24h00 et jour 2 :8h00), afin d'évaluer la réponse au stress de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrenalien. Résultats: un gradient des troubles VEOS > EOS > AOS apparaît. Plus la schizophrénie semble débuter tôt et plus sont retrouvés des antécédents prémorbides autistiques et une réactivité au stress, réponse également exacerbée chez les apparentés. Conclusion: Un lien clinico-biologique apparaît donc entre SDTP et TSA, avec notamment des troubles cliniques déjà présents avant trois ans et des anomalies de la réponse au stress. Les schizophrénies à début très précoce sont-elles ainsi à distinguer dans le grand ensemble des schizophrénies? En tout cas, un diagnostic à mieux connaître, afin de mieux le prendre en charge et de mieux accompagner patients et famille. / Context : Autism spectrum disorders (ASD) , early onset schizophrenia (EOS) or even very early onset schizophrenia (VEOS)... so many terms used these days! Although today, classifications are categorical, work is however increasing to deepen and understand a possible link between ASD and schizophrenia spectrum disorders, and especially a link between ASD and early onset schizophrenia. Objective : To clarify clinical and biological links between ASD and EOS (before age 18) and especially links between ASD and VEOS (before age 13). Méthod: 62 subjects, divided into three groups according to age at onset of schizophrenia : strictly before age 13 (VEOS ), between age 13 and 18 (EOS) and after 18 (Adult Onset Schizophrenia, AOS). For each group, two clinical evaluations are assessed: search early symptoms of autism with the ADI-R (Autism Diagnostic Interview-Revised) and phenotypic evaluation with MINI (Mini International Neuropsychiatric Interview), BPRS (Brief Psychiatric Rating Scale), PANSS (Positive And Negative Symptoms Scale for schizophrenia), STAI (State Trait Anxiety Inventory), TAS (Toronto Alexithymia Scale) et NSS (Neurological Soft Signs). Biological analysis is based on salivary cortisol measurements, collected during a 24-h period (0800h-day 1, 1100h, 1600h, 2400h, 0800h-day2), in order to evaluate the stress response of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Résults: VEOS symptoms > EOS symptoms > AOS symtoms. The earlier the schizophrenia is and the more present premorbid history of autism is and the more abnormal stress response is (abnormal stress response also present in relatives). Conclusion: A clinico-biological link appears between VEOS and ASD, with early symtoms of autism before thirty six months and stress response abnormalities. Are VEOS different from schizophrenia? Anyway, a diagnosis to know better in order to improve patients and families cares.

Les bovins sont porteurs de souches d'Escherichia coli entérohémorragiques (EHEC), pathogènes pour l'homme et également de souches d'E. coli résistantes aux antibiotiques. Dans un premier temps, nous avons évalué la fréquence de ces souches dans les effluents de station d'épuration des eaux usées de deux abattoirs, l'un de bovins adultes et l'autre de veaux de boucherie. Les pourcentages d'E. coli antibiorésistantes et porteuses d'intégrons de résistance de classe 1 étaient significativement plus élevés dans les effluents et boues d'abattoirs de veaux (87,5%, 56,2%) par rapport aux bovins adultes (5,0%, 0%). Ces pourcentages n'étaient pas modifiés par le traitement épuratoire. Le traitement épuratoire n'a également eu aucun impact sur les pourcentages de souches d'E. coli productrices de shigatoxines (STEC). Une souche STEC O157:H7 hautement pathogène a été isolée des boues destinées à l'épandage agricole dans la station d'épuration d'abattoir de bovins adultes. Ces résultats ont confirmé qu'il existe des risques de dissémination environnementale d'E. coli antibiorésistantes et/ou pathogènes via les effluents d'abattoir de bovins et ont mis en évidence que ce risque était différent selon la catégorie de bovins abattus. Dans un deuxième temps, nous avons évalué la résistance de souches STEC du top 5 (O26:H11, O103:H2, O111:H8, O145:H28 et O157:H7) isolées de fèces de bovins adultes. Sept des 39 souches STEC testées étaient résistantes, dont 6 à au moins 3 classes d'antibiotiques. Les souches non-STEC et aEPEC du top 5 d'E. coli de la flore fécale de ces mêmes bovins étaient toutes sensibles, indiquant un possible lien génétique entre gènes de résistance et virulence. Nous avons mis en évidence que le gène ehxA, marqueur fiable du plasmide de virulence des EHEC, et les gènes de résistance blaTEM, strA-strB, tet(A), sulII étaient localisés sur un même plasmide de grande taille pour 4 souches STEC (1 O26:H11, 1 O103:H2 et 2 O111:H8). Cette association génétique soulève la problématique de la sélection clonale de ces souches pathogènes lors du traitement des bovins porteurs avec des antibiotiques. / Cattle are known to be reservoir of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC), pathogenic for humans and antibiotic resistant E. coli as well. In a first stage, we assessed frequencies of these strains in two bovine slaughterhouse wastewater treatment plants, one slaughtered only adult cattle and the other only veal calves. Percentages of resistant and class 1 integron-bearing E. coli were significantly higher in veal calves effluents and thickened sludges (87.5%, 56.2%) compared to those of adult cattle (5.0%, 0%). These percentages were not impacted by treatment process. The treatment had no impact on percentages of Shiga toxin-producing E. coli (STEC) either. A STEC O157:H7 highly pathogenic for humans was isolated from the thickened sludge of the adult cattle slaughterhouse, intended to be spread on agricultural lands. These results confirmed that bovine slaughterhouse effluents might contribute to the environmental dissemination of antibiotic resistant and/or pathogenic E. coli and underlined that the risks of dissemination differ according to slaughtered bovine category. In a second stage, we assessed the antibiotic resistance of top 5 STEC (O26:H11, O103:H2, O111:H8, O145:H28 and O157:H7) isolated from adult cattle fecal samples. Seven of the 39 top 5 STEC were resistant, of which 6 resistant to at least 3 classes of tested antibiotics. Non-top 5 STEC and aEPEC E. coli strains from fecal flora of the same bovine carriers were all susceptible to the tested antibiotics, indicating a possible link between EHEC-associated virulence genes and antibiotic resistance genes. We showed that ehxA gene, which is a reliable marker of the EHEC virulence plasmid, and antibiotic-resistance genes blaTEM, strA-strB, tet(A), sulII were located on a same large plasmid in 4 antibiotic-resistant top 5 STEC strains (1 O26:H11, 1 O103:H2 and 2 O111:H8). This genetic association raises the concern about the clonal selection of such pathogenic strains by antibiotic use in bovine carriers.