L'érythropoïèse est le processus de formation des globules rouges (GR) ayant lieu principalement dans la moelle osseuse. Il débute par l'engagement de cellules souches hématopoïétiques vers la lignée érythroïde, qui donnent lieu à des progéniteurs, puis à des précurseurs érythroïdes. Des changements morphologiques accompagnent la différenciation érythroïde, incluant une réduction de la taille des cellules, l'acquisition d'hémoglobine et finalement, l'expulsion du noyau qui survient au stade réticulocytes. Ces réticulocytes sont à l'origine des GR retrouvés dans la circulation sanguine. L'anémie est définie par une diminution de la teneur en hémoglobine dans le sang et peut être causée par une diminution de la production de GR, ou par une augmentation de leur destruction. La sérotonine (5-HT) est depuis longtemps connue comme un neurotransmetteur dans le système nerveux central (SNC), où elle est impliquée dans de nombreuses fonctions. Sa disponibilité dépend de l'expression de la tryptophane hydroxylase (TPH), dont une étude récente a révélé l'existence de deux isoformes, la TPH2 exprimée dans le SNC et la TPH1 en périphérie. Cette découverte a ravivé l'intérêt d'étudier les fonctions potentielles de la 5-HT en dehors du SNC. De plus, des rôles non suspectés de la 5-HT dans de nombreux systèmes physiologiques en périphérie ont été révélés par la caractérisation du modèle murin KO pour la Tph1 (Tph1-/-). Dans ce manuscrit, nous présentons des données in vivo, montrant que les souris Tph1-/- présentent une érythropoïèse inefficace. Le défaut majeur survient dans la moelle osseuse, où l'absence de 5-HT altère la progression des précurseurs érythroïdes, qui expriment les récepteurs 5-HT2A et 5-HT2B, vers la différenciation terminale. Ces précurseurs expriment également la Tph1, suggérant une synthèse locale de 5-HT. De plus, des cultures in vitro nous ont permis de démontrer l'action directe de la 5-HT sur les précurseurs érythroïdes, par l'ajout de 5-HT qui augmente la capacité proliférative des cellules issues des souris sauvages et mutées. D'autre part, les GR issus des souris Tph1-/- sont plus sensibles à la phagocytose par les macrophages et ont une durée de vie significativement réduite par rapport à des GR sauvages. Cette dégradation augmentée des GR associée à l'érythropoïèse inefficace dans la moelle osseuse, conduisent à un phénotype d'anémie macrocytaire des souris Tph1-/-. Lorsqu'elles vieillissent, les souris développent une splénomégalie, due à une érythropoïèse accrue dans la rate. L'ensemble de nos résultats démontre que la 5-HT est un facteur clef dans la production et la survie des GR.

La stimulation cérébrale profonde (DBS) du gyrus cingulaire subgénual est actuellement en coursd'évaluation comme nouvelle cible thérapeutique chez les patients souffrant de dépression majeure.Afin de caractériser les mécanismes sous-jacents l'action de la DBS, et plus particulièrement, lapossible implication du système glial, les effets de la stimulation du cortex préfrontal infralimbique surplusieurs marqueurs précliniques de la réponse antidépressive ont été évalués chez le rat. Ce travailde thèse, en utilisant des approches électrophysiologiques, immunohistochimiques etcomportementales, montre que la DBS aigue (130 Hz, 150 μA) induit des comportements pseudoantidépresseurs(évalués dans le test de nage forcée) qui sont associés à une augmentation del'activité des neurones 5-HT du raphé dorsal et de la neurogenèse du gyrus denté. De plus, la DBSaigue est capable de renverser les effets du stress sur la métaplasticité synaptique hippocampique.Par ailleurs, la DBS à plus faible intensité (20 μA, 130 Hz) induit des effets pro-cognitifs, i.e. unefacilitation de la plasticité synaptique au sein de l'hippocampe dorsal et une amélioration desperformances mnésiques des rats dans le test de reconnaissance d'objet. De façon importante, ceseffets neurobiologiques sont prévenus par une lésion pharmacologique gliale avec la gliotoxine Lalpha-aminoadipic acid. Ensemble, nos données in vitro et in vivo soulignent pour la première fois lerôle crucial des astrocytes dans les mécanismes d'action de la DBS. Cette étude propose donc quel'intégrité du système glial au niveau le site de stimulation est un pré-requis majeur afin d'optimiserl'efficacité de la DBS

Les inhibiteurs sélectifs de recapture de la sérotonine (5-HT) (ISRS) bloquent directement le transporteur de la 5-HT (SERT) et stimulent indirectement de multiples auto- et hétérorécepteurs5-HT par l'augmentation de la concentration extracellulaire de 5-HT dans la fente synaptique. Cependant, le rôle des différents récepteurs ainsi que leur interaction dans les effets thérapeutiques des ISRS restent mal connus. Nous avons tenté de les identifier à l'aide de tests neurochimiques (microdialyse intracérébrale in vivo) et électrophysiologiques en utilisant une approche pharmacologique (utilisation de escitalopram, de ligands des récepteurs 5-HT1A/2A) et génétique (utilisation de souris knock-out [KO] SERT, 5-HT1A ou 5-HT2A). Les études neurochimiques et électrophysiologiques révèlent que les auto-(1A) et hétéro-(2A) récepteursagissent de concert pour maintenir une influence inhibitrice sur le système sérotoninergique, en particulier, en réponse au escitalopram : l'absence d'un récepteur est compensée par une régulation de l'autre. Enfin, les souris KO SERT constituent un nouveau modèle pour tester le mécanisme du escitalopram dans l'augmentation des concentrations de noradrénaline (NA).

Les pathologies dépressives se caractérisent par des symptômes hétérogènes impliquant de nombreuses régions cérébrales. L'une d'entre elles, l'hippocampe, est le siège d'un processus physiologique, appelé neurogenèse, qui, chez l'adulte, serait impliqué dans l'étiologie de la dépression et la réponse au traitement antidépresseur.L'objectif de ce travail a été d'étudier le rôle des 4 étapes du processus de neurogenèse hippocampique dans l'action des antidépresseurs dans un modèle physiopathologique de la dépression, chez la Souris adulte.

Depuis des années, l’imagerie TEP des récepteurs 5-HT1A a permis une compréhension accrue du rôle physiopathologique de ces récepteurs. Toutefois les radiotraceurs actuels ne permettent pas d’évaluer le couplage entre récepteurs 5-HT1A et protéines G, susceptible d’être altéré au cours de pathologies. Les travaux effectués au cours de cette thèse visent à promouvoir l’utilisation de techniques d’imagerie translationnelles pour explorer le couplage des récepteurs 5-HT1A in vivo. La première partie a consisté à évaluer un agoniste des récepteurs 5-HT1A, le F13640, comme potentiel radiotraceur TEP. L’ensemble des résultats suggère que le [18F]F13640 est spécifique des récepteurs 5-HT1A couplés, avec des propriétés inédites par rapport aux radiotraceurs classiques.La deuxième partie a consisté à évaluer l’intérêt de l’imagerie des récepteurs 5-HT1A couplés. Les variations de densité de récepteurs couplés et totaux ont été comparées en autoradiographie postmortem au cours de la maladie d’Alzheimer. La fixation du [18F]F13640 dans l’hippocampe est diminuée dès les premiers stades, tandis que la fixation du [18F]MPPF n’est réduite qu’aux stades avancés. Ces observations démontrent la complémentarité entre traceurs agonistes et antagonistes des récepteurs 5-HT1A en imagerie TEP.La dernière partie s’est focalisée sur le concept d’agonisme biaisé, impliquant la possibilité de cibler différentes populations de récepteurs 5-HT1A en fonction de leur couplage aux protéines G. Le F13640 a été comparé au F15599 à doses pharmacologiques en imagerie TEP et en IRMf. Chez le rat, ces deux agonistes produisent des réponses hémodynamiques et métaboliques différentes. Chez le chat, ils diffèrent également en termes d’occupation des récepteurs et de réponse hémodynamique conséquente. L’ensemble des données est en faveur d’une stimulation préférentielle des récepteurs postsynaptiques par le F15599 par rapport aux autorécepteurs, contrairement au F13640 / Since the 1990s, PET imaging of 5-HT1A receptors has led to an increased understanding of the pathophysiological role of these receptors. However, the coupling between 5-HT1A receptors and G-proteins, which may be altered during pathologies, cannot be explored using current radiotracers. The work carried out in this thesis aims to promote the use of translational imaging techniques to explore the coupling of 5-HT1A receptors in vivo. In the first part, we evaluated the 5-HT1A receptor agonist F13640 as a PET radiotracer candidate. Taken together, the results suggest that [18F]F13640 binds specifically to coupled 5-HT1A receptors and displays novel properties and distribution pattern compared to classical 5-HT1A radiotracers. The second part was a proof-of-concept study regarding the interest of coupled 5-HT1A receptors imaging. Densities of coupled and total receptors were compared in postmortem autoradiography during Alzheimer’s disease. [18F]F13640 binding in hippocampus was decreased in the early stages, whereas [18F]MPPF binding was reduced in the advanced stages only. These results confirm the complementarity between 5-HT1A receptor agonists and antagonist tracers in PET imaging.In the last part we focused on the concept of biased agonism, which implies the possibility of targeting different populations of 5-HT1A receptors depending on their coupling with G-proteins. F13640 and F15599 were compared at pharmacological doses using PET and fMRI imaging. The two agonists produce different hemodynamic and metabolic responses in rat brain. They also differ in cat brain in terms of receptor occupancy and subsequent hemodynamic responses. Taken together, the results are consistent with a preferential stimulation of postsynaptic receptors over autoreceptors for F15599, in contrast with F13640

La mélatonine est une neurohormone sécrétée en période nocturne dans la glande pinéale. Elle régule les rythmes biologiques et influe sur différents processus physiologiques. Son implication ainsi que celle de la sérotonine, un neurotransmetteur, dans certains troubles de l’humeur font des récepteurs associés à ces deux hormones (MT1, MT2 et 5-HT2C respectivement) des cibles innovantes pour le développement de nouveaux antidépresseurs. Dans le cadre de cette thèse, des ligands mixtes mélatoninergiques et sérotoninergiques en série 7-azaindolique ont été synthétisés et testés biologiquement. L’élaboration de dérivés furo[3,2-b]pyridiniques a permis d’évaluer le potentiel biologique de ce squelette original et de mettre au point une nouvelle méthode de synthèse de ce motif. Ces travaux ont également été l’occasion d’étudier l’influence sur l’affinité et l’activité mélatoninergiques de la présence de différents groupements aryles plus ou moins volumineux en position 2 du noyau. Le dernier objectif a consisté dans le développement d’une voie d’accès à des analogues furopyridiniques tricycliques. Le raisonnement méthodologique poursuivi réside dans la mise en place d’une séquence réactionnelle permettant d’accéder aux structures désirées via une procédure courte et efficace. / Melatonin is a neurohormone secreted in the pineal gland during dark phases. This regulator of the biological clock is thus involved in several physiological process. Melatonin and serotonin, a neurotransmitter, are involved in some mood disorders, leading to consider associated receptors (MT1, MT2 and 5-HT2C respectively) as innovative targets for the development of new antidepressant.During this PhD, some 7-azaindolic ligands with both melatoninergic and serotoninergic activity were synthesized and tested from a biological point of view.Elaboration of furo[3,2-b]pyridinic derivatives allow us to evaluate the biological potential of this scaffold and to develop a new synthetic pathway to this pattern. This work has been the opportunity to study the influence of bulky aryl groups at C2 position over affinity and activity of these molecules towards melatoninergic receptors.The last aim consisted in developing a new methodology to access tricyclic furopyridinic analogues with a short and efficient chemical sequence.

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont définis par l’association de troubles des interactions sociales, de troubles du langage et de comportements stéréotypés et intérêts restreints. Cette entité recouvre en réalité des situations cliniques très hétérogènes, tant par le spectre de sévérité des symptômes que par la variété des comorbidités et signes associés. Si l’étiologie génétique semble prépondérante, les mécanismes moléculaires impliqués semblent complexes et hétérogènes, et les associations génotype-phénotype inconstantes. Une stratégie possible pour décomposer cette hétérogénéité clinique et génétique consiste à s’appuyer sur des endophénotypes, ou phénotypes intermédiaires, pour définir des catégories plus homogènes sur le plan physiopathologique. Parmi les nombreux endophénotypes biologiques décrits dans les TSA, l’augmentation de la sérotonine sanguine est l’un des mieux documentés, mais les mécanismes en sont encore inconnus. Des déficits en mélatonine (qui est un dérivé de la sérotonine) ont également été rapportés par plusieurs études. L’objectif de cette thèse était de caractériser les anomalies de la voie sérotonine-mélatonine dans les TSA, et d’en étudier les mécanismes et les corrélats cliniques. L’exploration exhaustive de la voie sérotonine-mélatonine à partir de prélèvements sanguins dans une grande cohorte de plus de 200 patients avec TSA et leurs apparentés a permis d’estimer la prévalence de l’hypersérotoninémie dans les TSA à 45%, et celle du déficit en mélatonine à environ 60%. Cette étude a mis en évidence des anomalies du catabolisme de la sérotonine ainsi que des anomalies de la synthèse de la mélatonine, et a ainsi permis de proposer des mécanismes biochimiques à ces deux endophénotypes. Les anomalies de synthèse de la mélatonine, qui pourraient s’accompagner d’une augmentation de la N-acétylsérotonine, ont été confirmées sur des échantillons de glandes pinéales et de tractus gastro-intestinal (sources majeures de mélatonine et de sérotonine de l’organisme) issus de patients avec TSA. Les gènes impliqués dans la synthèse de la mélatonine (gènes codant pour les enzymes AANAT et ASMT) ont été étudiés dans les TSA, ainsi que dans des pathologies neurodéveloppementales connexes. Les anomalies de la synthèse de mélatonine pourraient être associées aux troubles du sommeil, fréquents chez les patients avec TSA / Autism Spectrum Disorders (ASD) are defined by three core symptoms: social interaction impairments, language impairments, and stereotyped behavior and restricted interests. Beyond this definition lie extremely diverse clinical situations, in terms of symptoms severity as well as comorbidities and associated features. The aetiology of ASD is considered to be mostly genetic, but the molecular mechanisms involved seem to be complex and heterogeneous, and the genotype-phenotype associations elusive. One possible strategy for decomposing the clinical and genetic complexity is to focus on endophenotypes, or intermediate phenotypes, to define more homogeneous pathophysiological categories. Among many biological endophenotypes reported in ASD, the increase of blood serotonin is well documented but still unexplained. Deficits in melatonin (which chemically derives from serotonin) have also been described. The aim of this work was to characterize the impairments of the serotonin-melatonin pathway in ASD, and to address their mechanisms and clinical correlates. Based on a comprehensive assessment of the serotonin-melatonin pathway from blood samples in a large cohort of 200 patients with ASD and their relatives, the prevalence of hyperserotonemia in ASD was estimated to be 45%, and that of melatonin deficit about 60%. Impairments of serotonin catabolism were shown, as well as impairments of melatonin synthesis, thus providing biochemical mechanisms for both endophenotypes. Abnormal melatonin synthesis, which may involve an increase in N-acetylserotonin, was confirmed on pineal gland and gastro-intestinal tract samples (i.e. the major sources of melatonin and serotonin) from patients with ASD. The genes involved in melatonin synthesis (coding for AANAT and ASMT enzymes) were studied in ASD and in related neurodevelopmental disorders. Abnormal melatonin synthesis may be associated with sleep disorders, frequently observed in patients with ASD

La neurohormone ocytocine (OT) est de plus en plus étudiée pour son potentiel thérapeutique dans les troubles du comportement social, comme l'autisme, qui sont associés à une dérégulation de plusieurs systèmes de neurotransmission, notamment l'OT et la sérotonine (5-HT). Dans ce cadre, une étape importante afin de développer des médicaments basés sur des mécanismes biologiques est de caractériser les interactions entre l'OT et les autres neurotransmetteurs. La littérature sur les rongeurs montre que la relation entre OT et 5-HT est fortement impliquée dans plusieurs aspects du comportement social. Par ailleurs, nous avons récemment montré chez le sujet sain que le fonctionnement du récepteur 5-HT 1A (5-HT1AR) est modifié suite à l'administration d'OT.neuroJ'ai donc réalisé une première expérience chez des patients autistes en utilisant le scanner TEP avec le radiotraceur [18F]MPPF (spécifique du 5-HT1AR). Aucune différence n'est apparue, à l'état basal, entre 18 patients autistes et 24 sujets contrôles. Par ailleurs, l'OT n'a pas modifié le système 5-HT1AR. Enfin, alors qu'une corrélation entre la densité de 5-HT1AR et le volume de matière grise du striatum a été observé dans le groupe contrôle, cette relation était absente dans le groupe de patients. Ces résultats suggèrent une altération subtile du 5-HT1AR, ne pouvant être détectée qu'au niveau fonctionnel.Parce que le scanner TEP ne permet pas de dire si les changements observés sont dus à une libération de sérotonine ou à une modification directe du récepteur, j'ai réalisé une deuxième expérience chez 3 macaques rhésus, avec le [18F]MPPF et le [11C]DASB (marquant le transporteur de la 5-HT). Par rapport au placebo, l'OT injectée dans le ventricule latéral a significativement augmenté la liaison du [18F]MPPF dans l'amygdale et l'insula tandis que la liaison du [11C]DASB diminuait dans ces mêmes régions. Ainsi, nous pouvons dire que l'OT a provoqué la libération de 5-HT ainsi qu'une modification du 5-HT1AR dans ces régions importantes pour les comportements socio-émotionnels. Une étude par autoradiographie a confirmé cette interprétation.Ces expériences montrent qu'il existe une action régulatrice de l'OT sur la 5-HT chez le primate, mais que ce mécanisme est dérégulé chez les patients avec autisme. Cela ouvre donc la voie à l'investigation de traitements combinés exerçant un effet sur ces deux neurotransmetteurs / The neurohormone oxytocin (OT) is increasingly studied for its therapeutic potential in social disorders, like autism, which are associated with the deregulation of several neurotransmission systems, including OT and serotonin (5-HT). Hence investigating OT’s interactions with other neurotransmitters is a relevant step towards mechanism-based treatments. Studies in rodents demonstrated that the interaction between OT and 5-HT, is critical for several aspects of social behaviour. Moreover, using PET-scan in humans we have recently found that 5-HT 1A receptor (5-HT1AR) function is modified after intra-nasal oxytocin intake. Thus I performed a first experiment in which intra-nasal OT was administered to patients with autism undergoing a [18F]MPPF (a 5-HT1AR radiotracer) PET scanner, in order to study their basal serotonergic system and to look if the oxytocin modulates the 5-HT1AR system. I found no differences of baseline 5-HT1AR concentration between 18 autistic subjects and 24 controls. Critically, in patients, OT did not induce changes on the 5-HT1AR system. Moreover, in controls, there was a correlation between 5-HT1AR and grey matter volume in the striatum, that was not observed in patients. These results suggest a subtle disruption of patients’ serotonergic system, that can only be seen at the functional level. Because PET scan does not tell us if the observed modification is due to a change in 5-HT1AR or 5-HT concentration, I performed a second PET scan experiment on 3 macaque monkeys, using [18F]MPPF and [11C]DASB, that marks the serotonin transporter. Compared to placebo, OT injections in the lateral ventricle significantly reduced [11C]DASB binding potential in right amygdala, insula and hippocampus whereas [18F]MPPF binding potential increased in right amygdala and insula. Thus we reproduced results obtained in healthy humans and extended it by suggesting that OT provokes the release of 5-HT in key limbic regions involved in socio-emotional processing. These results were confirmed with autoradiography.Taken together, these experiments indicate that OT modulates 5-HT release in primates, but this mechanism is disrupted in patients with autism. This opens ways to investigate combined OT/5-HT treatments, especially since FDA approved drugs targeting the two systems are already available for use in patients with autism

Le diabète de type 2 est aujourd'hui un réel problème de santé publique mondial. Il résulte d'un défaut de masse et/ou de fonction des cellules bêta pancréatiques. L'identification et la compréhension des mécanismes à l'origine de ces défauts permettrait de développer des stratégies pour restaurer la masse fonctionnelle de cellules bêta. Les hormones glucocorticoïdes (GC), hormones de stress et d'adaptation métaboliques, sont capables d'inhiber la sécrétion d'insuline mais leur mode d'action n'est pas encore entièrement compris. Récemment, la sérotonine, neurotransmetteur présent dans les cellules bêta, a été décrite comme étant à l'origine de l'augmentation de la masse bêta lors de la gestation et d'une modulation de la sécrétion d'insuline chez la souris. Dans ce contexte, nous avons voulu définir si les GC pouvaient moduler le système sérotonine des cellules bêta. Nous nous sommes alors intéressés aux enzymes de synthèse de la sérotonine Tph1 et Tph2. Nous avons pu montrer que l'expression des enzymes Tph1 et Tph2 était inhibée par les GC entrainant une diminution de la synthèse de la sérotonine. Ensuite nous avons confirmé que l'expression de Tph1 et 2 était stimulée par la prolactine mais aussi montré pour la première fois que ces enzymes étaient stimulées par l'exenatide-4, un analogue de GLP-1. Dans ces deux situations stimulantes, nous retrouvons un effet contre-régulateur des GC. Enfin, nous nous sommes intéressés au rôle de la sérotonine sur la fonction des cellules bêta. Nous avons pu mettre en évidence que la sérotonine est capable d'inhiber la sécrétion d'insuline par altération du flux calcique dans la cellule bêta pancréatique. En conclusion, nos résultats montrent que, au sein de la cellule bêta, le système sérotonine est une des cibles des GC, suggérant que la réduction de sérotonine puisse être un relais des effets des GC sur les cellules bêta. / Type 2 diabetes is now a real global public health problem. It results from a defect of mass and / or function of pancreatic beta cells. The identification and understanding of the mechanisms underlying these defects would help develop strategies to restore the functional beta cell mass. Glucocorticoid hormones (GC), hormones of stress and metabolic adaptation, can inhibit insulin secretion but their mode of action is not yet fully understood. Recently, the neurotransmitter serotonin present in the beta cells has been described as involved in the increase in beta-cell mass during gestation and a modulation of the insulin secretion in mice. In this context, we wanted to determine whether GC could modulate the serotonin system of beta cells. We focused on the enzymes required for serotonin synthesis Tph1 and 2. We could show that the expression of Tph1 and Tph2 1 and Tph2 enzyme was inhibited by GC causing a decrease in serotonin synthesis. We then confirmed the expression of Tph1 and 2 was stimulated by prolactin but also showed for the first time that these enzymes were stimulated by exenatide-4, a GLP-1. In these two stimulating situations, we found that GC exerts a counter-regulatory effect. Finally, we studied the role of serotonin on beta cell function. We were able to show that serotonin can inhibit the secretion of insulin by altering the calcium flux in the pancreatic beta cell. In conclusion, our results show that, within the beta cell, the serotonin system is one of GC target, suggesting that serotonin reduction can be a relay of the effects of GC on beta cells.

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative caractérisée par une mort sélective des motoneurones. Les mécanismes impliqués dans cette pathologie sont encore mal connus. Il apparait néanmoins que la SLA est une maladie multifactorielle impliquant différents partenaires tels que les motoneurones, les cellules gliales et musculaires. Le modèle murin SOD1G93A développe un phénotype semblable à celui observé chez les patients SLA. L'étude précise du patron locomoteur des SOD1G93A nous a permis de re-définir la date d'apparition des symptômes à 2 mois d'âge soit 1 un mois avant la date communément admise. Nous corrélons cette donnée fonctionnelle à des modifications histologiques au niveau médullaire, en particulier sur la composante gliale, et musculaire. Sur cette base, nous avons développé deux approches in vivo, l'une physiologique et l'autre pharmacologique. D'une part nous avons caractérisé les effets d'exercices physiques de différentes intensités chez les souris SOD1G93A. Cette étude à mis en évidence le rôle primordial de l'environnement et ne démontre pas d'effet de l'exercice sur la survie des souris SOD1G93A. D'autre part, nous rapportons une augmentation de survie des souris SOD1G93A après traitement chronique à faible dose d'une molécule anti-glutamatergique, la gacyclidine. A forte dose cette molécule semble avoir un effet néfaste.En parallèle, nous avons décrit la répartition anatomique de la sérotonine et d'un de ses récepteurs dans la moelle épinière humaine. Nous observons de grandes similarités topographiques avec les murins et primates, et validons ainsi l'utilisation future de ces modèles animaux dans les pathologies affectant la locomotion tel que la SLA. / Amytrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease characterized by a selective death of motoneurons. Pathogenesis and mechanisms of selective vulnerability are not yet fully understood although there is growing evidences that ALS is a complex multi-factorial disease that involves several partners such as neuron, glial and muscle cells. Transgenic mice over-expressing a human mutated form of the gene coding for SOD1 develop a dominantly inherited adult-onset paralytic disorder that mimics human ALS symptoms. The precise description of the SOD1G93A mice locomotor pattern using a gait analysis method allowed us to refine symptoms onset at two months of age. This is one month earlier than described in the literature. We correlate these functional modifications to histological alterations of (1) the glial component of the spinal cord, and (2) muscles. From this referent study, we have then developed and evaluated a physiological and pharmacological in vivo approaches. In our first study, we have characterized the effect of different intensities of physical exercise on SOD1G93A mice. Our study not only demonstrates the crucial role of the environment but also that exercise does not have an impact on the survival of SOD1G93A mice. In the second part of our work, we report an increase in SOD1G93A mice survival when they had been chronically treated with a low dose of gacyclidine, an anti-glutamatergic molecule. At higher dose, this molecule seems to be detrimental.In a parallel study, we have carried out the anatomical description of serotonin and one of its receptor in the adult human spinal cord. We observe topographic similarities with rodents and primates, thus validating their further use as animal models, to study motor pathologies such as ALS.