La réalisation d’une performance sportive dans un environnement chaud est un challenge majeur que doivent surmonter les athlètes de haut niveau notamment à l’occasion des Jeux Olympiques d’été. Depuis plusieurs décennies, les scientifiques ont tenté de trouver des solutions innovantes. Parmi les réponses proposées, on distingue aujourd’hui le refroidissement corporel préalable ou consécutif à l’effort (le pré et le post-cooling, respectivement), qui permettrait de minimiser les risques d’hyperthermie et améliorerait la récupération de l’athlète. Cependant, les modalités d’utilisation de ces méthodes et leur efficacité font l’objet de conclusions pour le moins contradictoires en raison notamment des techniques de refroidissement mises en œuvre (refroidissement par immersion, vêtements thermorégulants, brumisation…), de la durée d’application, du type d’exercice réalisé et des conditions environnementales explorées. La préparation des Jeux Olympiques à Pékin, en Août 2008, a été une occasion unique de faire un état de l’art sur les méthodes existantes. Nous avons testé chez des cyclistes de haut niveau l’hypothèse selon laquelle une stratégie de refroidissement utilisant une veste garnie d’accumulateurs thermiques permettrait d’améliorer le confort thermique et la performance lors d’un exercice de type anaérobie (Wingate test) et lors d’une épreuve d’endurance de 20 minutes. L’étude menée sur le test de Wingate ne montre aucun effet significatif du pré-cooling sur le pic de puissance ni sur la puissance moyenne mais permet néanmoins d’améliorer significativement (P < 0,05) l’indice de fatigue des athlètes testés. Sur l’épreuve de 20 minutes, le pré-cooling permet une amélioration significative (P < 0,05) de la puissance moyenne développée, du confort thermique et une baisse significative des températures cutanées et rectales. Une autre étude portant sur l’influence de différents maillots sur les réponses physiologiques et perceptives de coureurs cyclistes a montré qu’un maillot constitué de larges mailles offrait un meilleur confort thermique en diminuant significativement (P < 0,05) la température cutanée, mais sans modifier la perception de l’effort. Les bénéfices observés chez les cyclistes de haut niveau nous ont orientés vers la mise en œuvre d’un protocole similaire appliqué à des personnes atteintes de pathologies affectant la thermorégulation. Ainsi, nous avons débuté un protocole de recherche clinique exploratoire visant à étudier les effets du port d’une veste thermorégulante sur les performances motrices et cognitives de patients atteints de sclérose en plaques. Ce protocole, qui a obtenu l’accord du Comité de Protection des Personnes du Grand Est –II, devrait commencer fin 2012. / Abstract: Exercising in the heat and high relative humidity is a major challenge that athletes have to overcome, especially during the summer Olympic Games. For decades, scientists investigated innovative solutions amongst which the body cooling before competing (pre-cooling) or after competing (post-cooling) seemed to be a valuable mean of minimizing hyperthermia threats and increasing the recovery of the athletes. However, contradictory results have been reported concerning body cooling protocols (cold water immersion, cooling vests, water sprays, etc.), exposure time, exercise duration, environmental conditions and their efficiency. By preparing the 2008 Beijing Olympic Games, we managed to review the existing literature on those methods. We hypothesized that a cooling vest combined with a cooling headband would increase thermal comfort of elite cyclists and their performances on an anaerobic (Wingate Test) and endurance (20 minutes time-trial) exercises. The Wingate Test study showed no significant effect of pre-cooling on peak or mean power output despite a significant increase (P < 0.05) of fatigue indexes. During the endurance study, pre-cooling maneuvers induced significant improvement (P < 0.05) of the mean power output, of the thermal comfort and a significant decrease in rectal and skin temperatures. Another study concerning the influence of wearing different cycling shirt on perceived and physiological responses of cyclists showed that a large knitted shirt provided a better thermal comfort by decreasing significantly (P < 0.05) skin temperatures, but without affecting perceived exertion. Those positive results on elite athletes lead us to apply similar cooling strategies on a population experiencing disease-related thermoregulation troubles. We decided to initiate an exploratory clinical study aiming at investigating the effects of a cooling vest on motor and cognitive skills of patients with multiple sclerosis disease. This protocol obtained the clearance of the French National Ethics Committee – East Section II, and should start on the late of 2012.

Novartis a subventionné ce projet de recherche / La sclérose tubéreuse de Bourneville (STB) est une affection caractérisée par la formation de tumeurs bénignes dans différents organes dont le cœur. Elle est due à la désinhibition de la cible mammalienne de la rapamycine (mTOR). Ces tumeurs encore appelées rhabdomyomes (RHM) au niveau cardiaque régressent spontanément dans la plupart des cas mais peuvent se compliquer d’arythmie ou d’obstruction ce qui peut compromettre le débit cardiaque et nécessiter un traitement. Les objectifs généraux de ce travail étaient d’étudier les perturbations des paramètres fonctionnels cardiaques et d’analyser la variabilité de la fréquece cardiaque chez une population porteuse de rhabdomyomes cardiaques dans la sclérose tubéreuse de Bourneville. Méthodes : Nous avons mené cette étude transversale entre février 2013 et mars 2015 afin de déterminer l'impact de la RHM sur le système de conduction cardiaque, sur l'homéostasie nerveuse autonome et sur le fonctionnement du coeur. Trente sujets avec TSC ont été recrutés pour participer à cette étude et ils ont été comparés à 13 contrôles sains qui étaient des membres de la famille libres de RHM. Les séries d’échocardiogrammes qui ont été précédemment enregistrées ont servi à documenter la taille de la tumeur au cours de la petite enfance. Un enregistrement Holter de 24 heures a été effectué pour la détection éventuelle d'arythmies et l'analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC). Nous avons aussi rapporté quatre cas de régression de gros rhabdomyomes obstructifs chez des nouveaux nés sous everolimus par rapport à dix contrôles historiques non traités de notre centre. Résultats : La durée moyenne du suivi était de 4.5 ans. La prévalence des RHM était de 46.8% (37 RHM) entre 0-5 ans, 13.9% (11 RHM) entre 6-11 ans et 39.2% (31 RHM) entre 12- 33 ans. Dans 20% des cas, les RHM étaient responsables d’obstacles à l’éjection ou au remplissage du cœur. Les troubles du rythme retrouvés étaient de bénignes extrasystoles ventriculaires (55%) et des extrasystoles supraventriculaires (50%), Ces extrasystoles étaient plus fréquentes chez ces patients comparés à la population générale. Des arythmies significatives étaient notées chez 3 patients (30%) porteurs de large RHM: l’un présentait une tachycardie supraventriculaire sur syndrome de Wolff Parkinson White, l’autre une fibrillation auriculaire et le dernier des tachycardies supraventriculaires paroxystiques. Dans ii cette étude, nous avons aussi noté une augmentation de la variabilité de la fréquence cardiaque chez les cas dans les domaines et temporels spatial. En analyse régression linéaire on note une inversion de la pente de la courbe de variabilité de la fréquence cardiaque selon l'âge comparée à celle des témoins sains. Chez quatre patients pour qui les RHM obstructifs étaient traités par everolimus, la régression était en moyenne 11.8 fois plus rapide (droite de régression linéaire -0.0285 vs. -0.0024; p<0.001). La durée moyenne de régression de 50% de la taille des masses était de 1.13 ± 0.33 mois (extrêmes 0.66 à 1.4 mois) pour les patients traités par everolimus comparée à 72.9 ± 53.03 mois dans le groupe contrôle historique (p = 0.026). Aucun effet secondaire significatif n’a été observé. Conclusion: Dans cette série les arythmies cardiaques sont plus fréquentes chez les porteurs de sclérose tubéreuse de Bourneville comparés à la population générale avec une tendance plus importante chez les cas avec de gros rhabdomyomes. Pour ces derniers, l’everolimus est efficace pour la réduction de leur taille durant la période néonatale. Mais avec le peu de données de sécurité et d’innocuité disponibles cette approche thérapeutique ne doit être considérée que pour un nombre de cas limités. / Background: Tuberous Sclerosis Complex is caracterised by the formation of benign tumors in various organs, including the heart. It is caused by the disinhibition of the mammalian target of rapamycin (mTOR) protein. RHM (rhabdomyomas) regress spontaneously in most cases but can be complicated by serious arrhythmias or obstruction that may compromise cardiac output requiring treatement. The main objectives of this work were to study functional and electrical cardiac desorders and to analyze the heart rate variability in population of TSC with cardiac rhabdomyoma. Methods: We conducted this cross-sectional study between February 2013 and March 2015 to determine the impact of HMR on the cardiac conduction system and on autonomic nervous homeostasis. Thirty subjects with TSC were recruited to participate in this study and compared to 13 healthy controls that were free family members of RHM. The serial echocardiograms that were previously recorded were used to document the size of the tumor during early childhood. A 24-hour Holter record was performed for possible arrhythmia detection and heart rate variability (VFC) analysis. Results: The median follow-up time was 4.5 years. The prevalence of RHM was 46.8% (37 RHM) between 0-5 years, 39.2% (31 RHM) between 12-33 years and 13.9% (11 RHM) between 6-11 years. RHM causes in 20% an obstacle to inflow or outflow tract. The encountered benign arrhythmias founded were isolated ventricular premature beats (55%) and supraventricular premature beats (50%), which were 2 times fold and 4 times fold more compared to reported prevalence in the general pediatric population, respectively (p<0.05). Significant arrhythmias were noted in 3 (30%) patients with large RHM: one patient with Wolff Parkinson White syndrome had supraventricular tachycardia, one with atrial fibrillation, a third patient had symptomatic paroxysmal supraventricular tachycardia. There was a trend which did not reach statistical significance difference in the prevalence of cardiac arrhythmias between cases with small versus large RHM (p=0.07). In this study heart rate variability was increased in patients with TSC according to time, frequency and non-linear domains. For this heart rate variabity TSC patients with RHM showed an inversed relationship towards age compared to controls, Studies from four everolimus treated cases were compared to 10 controls. Compared to historic controls, everolimus treated patients had a RHM size regression rate 11.8 times faster (linear regression slope -0.0285 vs. -0.0024; p<0.001). The average time to 50% size reduction was 1.13 ± 0.33 month (range 0.66 to 1.4 months) for everolimus treated patients compared to 72.9 ± 53.03 months in the historic controls (p = 0.026). No significant side effect were observed. Conclusion: In this series, arrhythmia was more prevalent in TSC compared to general pediatric population, with a trend towards higher prevalence in cases with larger RHM. Everolimus is effective for size reduction of RHM during the neonatal period. With limited safety data this approach should be used with caution, only in selective cases.

Le diagnostic de sclérose en plaques (SEP) a d’importantes répercussions pour les personnes affectées en raison de son caractère incurable et dégénératif. Vu les pertes fonctionnelles, la SEP nécessite fréquemment une implication des professionnels des centres locaux de services communautaires. Depuis quelques années, l’approche palliative s’est développée afin de soutenir les professionnels dans leur accompagnement en regard de la fin de vie. Cependant, aucun écrit identifié ne fait le lien entre la SEP et l’approche palliative en milieu communautaire. Cette étude qualitative descriptive a pour but de connaître les perceptions de professionnels œuvrant au soutien à domicile à l’égard de l’introduction d’une approche palliative dans la trajectoire de soins des personnes vivant avec la SEP au stade avancé. Structurés par le modèle infirmier de gestion des maladies chroniques basé sur la théorie des trajectoires de Corbin et Strauss (1991), des groupes de discussions et des entretiens individuels ont été effectués avec des ergothérapeutes, des infirmières et des travailleurs sociaux. L’analyse des données s’appuie sur la méthode d’analyse par questionnement analytique de Paillé et Mucchielli (2012). En somme, cette analyse des données permet de décrire que les professionnels oeuvrant au soutien à domicile considèrent l’approche palliative comme 1) faire preuve de soutien, 2) ouvrir la discussion avec la personne soignée et sa famille sur ses besoins et désirs entourant sa fin de vie et 3) adapter ses interventions professionnelles aux besoins et aux objectifs de la personne et sa famille. Bien qu’ils considèrent obligatoire d’introduire l’approche palliative, ils ne se sentent pas à l’aise de l’initier systématiquement dans la prestation de leurs soins. Les professionnels rapportent aussi plusieurs difficultés à amorcer une discussion à ce sujet considérant les caractéristiques de la maladie, l’âge des personnes atteintes, l’absence de pronostic ou la crainte de perte d’espoir. Des recommandations pour la gestion, la pratique, la formation et la recherche en sciences infirmières ont été émises à la suite de cette étude. / The diagnosis of multiple sclerosis (MS) has important implications for people affected by its incurable and degenerative nature. MS, resulting in significant functional losses, often requires the involvement of professionals from local community service centres. In recent years, the palliative approach has been described for professionals in their end-of-life support. However, no identified literature links MS to the community-based palliative approach. This qualitative descriptive study has been designed to describe the perceptions of professionals working at home with regard to the introduction of palliative approach in the care trajectory of people living with advanced MS. Based on the nursing model for chronic disease management based upon the trajectory framework of Corbin and Strauss's (1991), focus groups and individual interviews were conducted with occupational therapists, nurses and social workers. The method of analysis by analytical questioning of Paillé and Mucchielli (2012) was used for data analysis. In summary, the data analysis has allowed us to describe the professionals' views of introducing a palliative approach into their care of people with MS as 1) being supportive, 2) opening the discussion with the person and his family about their needs and their desires at the end of life and 3) adapting professional interventions to people and families’ needs and objectives. However, professionals had several difficulties introducing these elements, considering the characteristics of the disease, the absence of prognosis and the risk of loosing hope. They described a duality in which they consider it mandatory to introduce the palliative approach, but do not feel comfortable integrating it systematically into the delivery of their care. Recommendations for nursing management, practice, education and research were issued as a result of this study.

Les démences frontotemporales (DFT) et la sclérose latérale amyotrophique (SLA) sont deux maladies neurodégénératives dévastatrices. La mutation du gène C9ORF72 a été identifiée comme la cause commune la plus fréquente de ces deux pathologies (c9FTD/ALS). Plusieurs hypothèses pourraient expliquer les mécanismes conférant un effet toxique à la mutation et amenant à une neurodégénérescence. Nous nous sommes intéressés à l'effet de la perte de fonction du gène C9ORF72. Pour étudier sa relation avec la DFT et la SLA, nous avons développé un modèle murin en utilisant un micro ARN interférence de synthèse pour diminuer les transcrits du gène C9orf72 murin et ainsi obtenir des souris avec un knockdown ubiquitaire de C9orf72. Nous avons montré que les souris miR-C9orf72 développent une atteinte de type DFT tout en présentant une motricité normale, ce qui exclut une atteinte de type SLA. Les souris miR-C9orf72 ne présentent pas d'agrégation cytoplasmique de protéine TDP43, un trait de DFT-SLA. Cependant, nous avons observé une augmentation du nombre de cellules corticales contenant une accumulation de p62 chez ces souris. Ces structures sont aussi positives pour le marqueur de lysosomes Lamp1 dans les neurones et les microglies suggérant un stress cellulaire. De ce fait, nous émettons l'hypothèse que la perte de fonction de C9ORF72 est un élément requis pour causer le déséquilibre cellulaire qui mènera à une sensibilité accrue aux produits toxiques produits par l'expansion GGGGCC. Ainsi, ce nouveau modèle pourra servir comme outil pour déchiffrer les mécanismes moléculaires de la pathologie et identifier des cibles thérapeutiques spécifiques aux c9FTD/ALS. / The GGGGCC intronic repeat expansion within C9ORF72 is the most common genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD). The precise mechanisms through which the C9ORF72 mutation causes “c9FTD/ALS” have not yet been elucidated, but several hypotheses have been proposed. For my PhD project, in order I investigated the role of a partial loss of function of C9orf72 in ALS and FTD disease pathogenesis. For this, we have generated C9orf72 knock-down mice by targeting the RNA mouse orthologue of C9ORF72. We found that by knocking down C9orf72 intrinsically, mice develop social interaction deficits and depression like behavior, which relate to FTD-like anomalies. When looking for ALS-like abnormalities, we found that C9ORF72 knock-down mice have conserved spatial memory and normal motility through all their lifespan. However, they develop a lessening of strength that appears late and is maintained without aggravation. They do not present axonal loss or signs of muscle atrophy and/or wasting. Further analysis showed that C9orf72 knock-down mice present neuromuscular junction deficits at an old age that aggravate with further aging. These findings suggest that C9ORF72 partial loss of function leads disease pathogenicity course to a more likely FTD-like phenotype, and that gain of function toxicities caused by the expansion may be needed to trigger motor neuron disease and massive neurodegeneration.

Les études basées sur l’utilisation de modèles murins de la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) portent très souvent sur des stades symptomatiques ou pré-symptomatiques. Des données existent cependant montrant que des altérations morphologiques des motoneurones existent aux stades post-nataux, suggérant que la SLA pourrait être une maladie neurodéveloppementale. Dans ce travail de thèse basé sur l’utilisation du modèle murin SOD1G93A de la SLA, nous avons cherché à savoir si dès le développement des réseaux moteurs, des perturbations existaient notamment au niveau de la mise en place des inhibitions, c'est-à-dire au niveau de l’homéostasie chlorure. En effet, nous pensons qu’une mauvaise construction du réseau pendant la vie embryonnaire serait la cause des dysfonctionnements observés lors de la survenue de la SLA. Nos données mettent en évidence que la morphologie des motoneurones est modifiée chez les embryons SOD1G93A au stade de développement E17,5 par rapport aux embryons WT et que cette modification de morphologie induit une hyperexcitabilité. De plus, nous montrons une altération du potentiel d’équilibre des ions chlorure (ECl) due à une modification de l’équilibre de la balance des co-transporteurs NKCC1/KCC2. Enfin, nous avons cherché à savoir si une modification du ECl avait une conséquence fonctionnelle au niveau de la mise en place de l’activité locomotrice exprimée par le réseau spinal lombaire. En conclusion, les travaux de cette thèse démontrent pour la première fois un déficit développemental au niveau du modèle murin SOD1G93A et ouvre des perspectives sur la recherche des mécanismes de compensations opérant jusqu’à la survenue du phénotype de la maladie. / Most studies based on the use of Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) mouse models focus on symptomatic or presymptomatic periods. However, morphological alterations of ALS motoneurons have been described in post-natal stages, suggesting that ALS could be a neurodevelopmental disease. In this PhD Thesis, based on the use of the SOD1G93A mouse model of ALS, we tried to know if during the embryonic development of the spinal motoneuronal networks, alterations occur particularly at the level of the maturation of GABA/Glycine inhibition, driven by the chloride homeostasis. Indeed, we believe that a wrong construction of the motor network during the embryonic life may be the cause of the troubles observed at the onset of ALS. Our data show that the morphology of motoneurons is altered in E17,5 SOD1G93A embryos compared to WT embryos and that this changes in morphology induced hyperexcitability. In addition, we show an alteration of the equilibrium potential of chloride ions (ECl) due to a modification of the balance of NKCC1/KCC2 chloride co-transporters. Finally, we tried to know if a modification of the ECl had functional consequences in the development of locomotor activity expressed by the lumbar spinal network. In conclusion, the work of this PhD Thesis demonstrates, for the first time, a developmental deficit in the SOD1G93A mouse model and opens new perspectives based on understanding compensatory mechanisms occuring until the appearance of the disease.

Les pathologies du motoneurone sont caractérisées par une atteinte progressive des motoneurones au niveau de la corne antérieur de la moelle épinière. Au delà de cette susceptibilité anatomique commune, qui est responsable d’une atteinte motrice progressive et diffuse dans ces pathologies, d’autres systèmes neurologiques sont touchés. La dégénérescence du faisceau corticospinal est une caractéristique classique dans la sclérose latérale amyotrophique, qui est la maladie du motoneurone la plus commune chez l’adulte. Cependant, il est de plus en plus reconnu que la SLA est une maladie multisystémique. En particulier, une atteinte précoce du système sensoriel a été démontrée dans la modèle animal de la SLA ainsi que dans l’amyotrophie spinal liée à la mutation du gène SMN1 (survival motor neuron 1 en anglais). Chez les patients, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) a émergé comme l’approche la plus performant à l’étage cérébral, permettant d’extraire des indices quantitatifs sur la perte neuronale, la dégénérescence axonale et la démyélinisation dans les pathologies neurodégénératives. Cependant, l’investigation de l’étage médullaire dans ces pathologies est difficile à mener à cause des nombreux défis techniques et méthodologiques que représente l’IRM de la moelle épinière.L’objectif de ce projet de thèse a été d’utiliser l’approche IRM multiparamétrique au niveau de la moelle épinière pour analyser les structures de la matière grise et blanche qui sont atteintes dans deux des pathologies du motoneurone les plus répondues, c’est-à-dire la SLA et la SMA, leurs altérations au cours du temps et leurs corrélations fonctionnelles avec les données cliniques et électrophysiologiques. / Degenerative motor neuron diseases (MND) are characterized by a progressive dysfunction and loss of ventral horn motor neurons of the spinal grey matter. Beyond this common anatomical susceptibility, which is responsible for a progressive and diffuse weakness, other neurological systems are also impaired. The corticospinal tract (CST) degeneration is a classical feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS), which is the most common adult onset motor neuron disease, but a more widespread multisystem involvement is now well recognized. In particular, early sensory system involvement has been demonstrated in animal models of ALS and also of survival motor neuron 1 gene linked spinal muscular atrophy (SMN1-linked SMA). In human patients, magnetic resonance imaging (MRI) has emerged as the most powerful approach at the brain level to extract quantitative data on neuronal loss, axonal degeneration and demyelination in degenerative conditions. Studies at the spinal cord levels are scarce mainly because of technical and methodological difficulties. The objective of the present thesis project was to use a multi-parametric MRI approach at the spinal cord level to analyze grey and white matter structures that are impaired in two most common MND, i.e. ALS and SMN1-linked SMA, their temporal alterations during the disease course and the functional correlates, as assessed by clinical and electrophysiological examinations.

Il a été observé que l’altération des fonctions des granules de stress, entités cytoplasmiques non-membranaires composées d’ARN et de protéines liant l’ARN (RBPs), peut conduire au développement de maladies telles que la sclérose latérale amyotrophique, la démence fronto-temporale, la myopathie à inclusions et la maladie de Paget des os. Ces pathologies sont caractérisées par un dépôt cytoplasmique d’inclusions solides enrichies en RBPs et comprenant des fibrilles. Une connexion génétique a été suggérée entre la persistance des granules de stress et l’accumulation de ces inclusions pathologiques dans le cytoplasme des patients. Dans mon manuscrit de thèse, il est mis en évidence le fait que la protéine hnRNPA1, dont les mutations entrainent les maladies mentionnées plus haut, subit une séparation de phases entre deux liquides connue également sous l’appellation « Séparation de Phases Liquide-Liquide » (LLPS) dans des gouttelettes enrichies en protéines. Bien que le domaine composé d’une séquence à faible complexité (Low Complexity sequence Domains ou LCD) soit suffisant pour obtenir cette séparation de phases, les domaines de liaison à l’ARN y contribuent également en présence d’ARN. Cela a permis d’envisager l’existence de plusieurs mécanismes intervenant dans la régulation de l’assemblage de ces granules. Un autre résultat a mis en exergue le fait que la formation de fibrilles n’est pas une obligation pour permettre la séparation de phases mais que les gouttelettes, enrichies en protéines, entrainent, par ailleurs, une augmentation de la formation de ces fibrilles. La séparation de phases liquide-liquide induite par le domaine composé d’une séquence à faible complexité semble contribuer à l’assemblage des granules de stress et à leurs propriétés liquides. Finalement, cette étude propose d’établir une réelle corrélation entre la formation des granules de stress qui deviennent persistants et l’accumulation d’inclusions pathologiques dans le cytoplasme des patients. / Stress granules are membrane-less organelles composed of RNA-binding proteins (RBPs) and RNA. Functional impairment of stress granules has been implicated in amyotrophic lateral sclerosis, inclusion body myopathy, Paget’s disease of bone and frontotemporal dementia; these diseases are characterized by solid, fibrillar, cytoplasmic inclusions that are rich in RNA binding proteins (RBPs). Genetic evidence suggests a link between persistent stress granules and the accumulation of pathological inclusions. In this thesis manuscript, I demonstrate that the disease-related RBP hnRNPA1 undergoes liquid-liquid phase separation (LLPS) into protein-rich droplets mediated by a low complexity sequence domain (LCD). While the LCD of hnRNPA1 is sufficient to mediate LLPS, the folded RNA recognition motifs contribute to LLPS in the presence of RNA, potentially giving rise to several mechanisms for regulating assembly of stress granules. Importantly, while not required for LLPS, fibrillization is enhanced in protein-rich droplets. I suggest that LCD-mediated LLPS contributes to the assembly of stress granules and their liquid properties, and provides a mechanistic link between persistent stress granules and fibrillar protein pathology in disease.

Les rétrovirus endogènes humains ont longtemps été considérés comme d'inactifs fossiles de l'ADN humain, mais leur abondance (8%) a récemment été révélée grâce au séquençage du génome humain. Plusieurs études indépendantes ont montré une association au niveau moléculaire entre le rétrovirus endogène humain MSRV de la famille HERV-W et la sclérose en plaques (SEP) ainsi que la schizophrénie (SCZ). Les éléments de la famille HERV-W codent pour une protéine d'enveloppe (Env) très immunopathogène. Cette protéine active une cascade autoimmune et inflammatoire via l'interaction du récepteur TLR4 avec les cellules présentatrices d'antigène, provoque une dérégulation du système immunitaire et induit une cytotoxicité particulière. Grâce à un test ELISA développé pour la détection des protéines HERV-W ex vivo, la présence significative d'une antigénémie MSRV-Env a pu être détectée chez environ 75% des patients SEP, alors que tous les contrôles sains étaient négatifs. Une antigénémie positive d'environ 50% chez des patients SCZ pour les protéines Env et Gag a également été rapportée, montrant une corrélation significative avec un sous-groupe de patients ayant un niveau élevé de protéine C-réactive. De plus, un modèle animal d'encéphalomyélite autoimmune expérimentale a pu être reproduit avec l'utilisation de la protéine Env. Ce modèle a montré des signes d'inflammation et de démyélinisation confirmées par des analyses IRM et histologiques, ainsi qu'une autoimmunité anti-myéline. Un anticorps monoclonal, sélectionné pour ses propriétés inhibitrices par rapport à l'activation du TLR4 par MSRV-Env, a été testé in vivo avec ce nouveau modèle animal et in vitro avec des cellules immunitaires. Une inhibition significative des symptômes cliniques en comparaison avec des contrôles non traités a été obtenue et l'innocuité du traitement a été vérifiée. L'interaction de la protéine Env du rétrovirus MSRV avec des facteurs environnementaux pourrait être à la source de la cascade inflammatoire en association avec la SEP ou la SCZ. Cette protéine représente une nouvelle cible thérapeutique dans le cadre du développement prometteur d'un anticorps thérapeutique monoclonal. L'ensemble des ces travaux a contribué à montrer qu'une partie des rétrovirus endogènes humains ont retenu leur activité, ce qui ouvre de nouvelles perspectives de recherche dans le domaine des maladies complexes humaines / Human endogenous retroviruses (HERVs) have long been considered as inactive fossils in human DNA, but recent sequencing of the human genome revealed that they are very abundant and constitute approximately (8%) of the human genomic sequences. Recent independent molecular studies have also shown an association between the MS-associated retrovirus MSRV of the human endogenous retroviruses type “W” (HERV-W) family and Multiple Sclerosis (MS), as well as Schizophrenia (SCZ). HERV-W elements encode a powerful immunopathogenic envelope protein (Env) that activates a proinflammatory and autoimmune cascade through interaction with Toll-Like receptor 4 (TLR4) on antigenpresenting cells, triggers dysregulation of the immune system and mediates a peculiar cellular toxicity. Using a specific ELISA immunoassay for ex-vivo measurement of HERV-W proteins, a highly significant prevalence of MSRV-Env antigenemia in MS sera (about 75%) was reported, whereas all healthy controls were negative. A positive Env and Gag antigenemia (about 50%) was also found in SCZ patients, and a significant correlation with an elevated level of C-reactive protein was shown in a subgroup of SCZ patients. Moreover, the MSRV-Env protein was shown to reproduce the hallmarks of an Experimental Autoimmune Encephalomyelitis, an animal model for MS, with major inflammatory demyelination confirmed by MRI and histology, as well as anti-myelin autoimmunity. An anti-Env monoclonal antibody, selected for its inhibiting effects on MSRV-Env interaction with TLR4 in human lymphoid cell cultures, was tested in vivo with this new MS model and also in vitro with human immune cells. Significant inhibition and prevention of clinical symptoms compared to untreated controls were observed. These rodent models are also useful for initial investigation of the safety of antibody, since the Env protein is not expressed in animal species except for non-human primates. A relationship between environmental factors and the pro-inflammatory MSRV-Env protein is thus a possible hypothesis regarding initiation of a pathogenic cascade leading to diseases such as MS and SCZ. The MSRV-Env protein now represents a novel target, and the neutralizing antibody being developed by GeNeuro, a promising therapeutical approach for the cure of these severe neurological diseases

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative. Une insuffisance diaphragmatique apparaît quand les neurones phréniques sont atteints. La ventilation non-invasive (VNI) est un traitement efficace. Une hyperactivité des muscles inspiratoires extradiaphragmatiques (MIED) est fréquente. C'est un phénomène compensateur vital pour assurer une ventilation correcte mais ses conséquences extraventilatoires restent inconnues. La VNI, mettant au repos les MIED, pourrait avoir d'autres effets bénéfiques que la correction des échanges gazeux. Dans la partie 1, la dépense énergétique (DE) diminue de 7% sous VNI. Dans la partie 2, les tests d'endurance (VMM et PiMAX répétés) ne sont pas adaptés aux patients SLA avec faiblesse diaphragmatique. Une série de 10 SNIP est réussie par 90% d'eux. La réalisation de SNIP répétés suffit à induire une fatigue aux caractéristiques évocatrices de fatigue centrale : la pression chute alors que la vitesse de relaxation normalisée est conservée. La fatigue n'est pas corrélée à la sévérité de la SLA ou à l'utilisation de la VNI. Dans la partie 3, 57% des patients SLA ont un potentiel préinspiratoire (PPI) en ventilation spontanée (VS), réponse corticale au déséquilibre charge-capacité. L'activité corticale préinspiratoire influence l'activité des MIED et la perception de la dyspnée. La VNI inhibe quasi-complètement le PPI. La VNI réduit la DE en soulageant le travail respiratoire imposé aux MIED pour compenser la faiblesse diaphragmatique. Cette contribution métabolique plaide en faveur d'une initiation précoce de la VNI. Juger du moment pour initier la VNI est délicat. La présence d’un PPI en VS peut guider la décision. / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease. Respiratory failure (RF) develops when phrenic neurons are involved. Noninvasive ventilation (NIV) is the only treatment for diaphragm weakness. Patients with ALS-related RF often exhibit strong activity of inspiratory neck muscles (INM) as a compensatory mechanism to maintain adequate ventilation.In chapter 1 of thesis, resting energy expenditure (REE) is lower under NIV (median decrease of 7%). Chapter 2 confirms that standard tests to measure respiratory muscle endurance (maximal voluntary ventilation and repeated maximal inspiratory pressures) are not adapted to ALS patients with diaphragm involvement while 90 % of them complete a series of 10 maximal sniff pressures (SNIP). This test is sufficient to initiate fatigue in ALS patients with a progressive decrease in sniff amplitude and preserved maximal relaxation rate. These results suggest that central fatigue contribute to RF in ALS. Different tests of respiratory muscle endurance were not linked to ALS severity or NIV use. Chapter 3 shows that 57 % of ALS patients with RF exhibit respiratory-related cortical activity during spontaneous breathing. Pre-inspiratory potentials (PIP) almost disappear on NIV. Presence of PIP interferes with dyspnea and INM activity.NIV can reduce REE probably by alleviating the ventilator burden imposed on INM to compensate ALS-related RF. This positive contribution to a better nutritional equilibrium supports the hypothesis that starting NIV early in the course of ALS could be beneficial. To determine the good timing to initiate NIV stay difficult. Recording PIP could provide a useful tool.

Si l’imagerie par résonance magnétique (IRM) montre la charge lésionnelle qui reflète le caractère inflammatoire de la sclérose en plaques (SEP), il n’existe pas de marqueur permettant de prédire son évolution ou de caractériser les phénomènes de neurodégénérescence. Par conséquent, cette étude a pour objectif premièrement d’identifier des marqueurs de l’intégrité tissulaire par IRM de tenseur de diffusion (DTI), permettant de détecter les dommages tissulaires de type inflammatoire et/ou dégénératif, et deuxièmement de caractériser leur évolution par une analyse longitudinale, chez des patients de différentes formes cliniques. A cette fin, nous avons proposé une première approche régionale des substances blanche (SB) et grise (SG) sous-corticale et une deuxième approche statistique globale analysant par TBSS les variations d’anisotropie de la SB et par VBM la densité de la SG. Les résultats obtenus dans la SB montrent des variations de la fraction d’anisotropie (FA), et des diffusivités radiales et axiales reflétant respectivement une atteinte myélinique et une atteinte axonale alors que la SG présente une augmentation de la FA suggérant une atteinte dendritique neuronale. L’analyse par TBSS et VBM montre des anomalies touchant plutôt les régions sous-corticales chez les patients rémittents qui s’étendent aux régions corticales chez les patients de forme progressive. Longitudinalement, on retrouve essentiellement des changements de FA dans la SB et d’atrophie de la SG chez les patients rémittents. Ces travaux montrent que la DTI constitue une méthode sensible pour une meilleure détection et compréhension des altérations cérébrales et de leur évolution dans la SEP. / If magnetic resonance imaging (MRI) shows the inflammatory nature of multiple sclerosis (MS) lesions, there is no marker capable of predicting its evolution or characterizing neurodegeneration. Therefore, the aim of this work was first, to identify markers of tissue integrity by diffusion tensor MRI (DTI) for the detection of inflammatory and/or degenerative tissue damages, and second, to characterize their changes with time using a longitudinal analysis of patients with different clinical forms. To this end, we first proposed a regional approach based on several white (WM) and gray (GM) matter regions of interest, and second, a statistical approach for the analysis of global WM anisotropy changes (TBSS) and GM density changes (VBM). WM analysis showed variations of the fractional anisotropy (FA), and radial and axial diffusivities, reflecting myelin and axonal damage respectively, while the GM analysis showed increased FA suggesting neuronal dendritic loss. TBSS and VBM analysis showed abnormalities affecting mostly subcortical regions in patients with relapsing-remitting (RR) MS which extended to cortical regions in patients with progressive MS. Longitudinally, we mainly observed WM FA changes and GM atrophy in RR patients. This work showed that DTI is a sensitive method for the detection and a better understanding of brain alterations and their progression in MS