L'embryologie de la surrénale humaine et la pathogénie de l'hypoplasie congénitale des surrénales sont mal connues et complexes. L'une pouvant expliquer l'autre, nous présentons, à partir de 119 fœtus humains normaux de12 à 36 semaines de développement (SD), une étude cinétique histologique et moléculaire de la surrénale fœtale et nous décrivons 3 cas d'hypoplasie surrénalienne. Après un rappel des mécanismes moléculaires connus, régulant ensemble l'embryologie surrénalienne, gonadique et hypophysaire et ceux de l'hypoplasie surrénale congénitale, nous présentons nos résultats. Dans la corticosurrénale humaine fœtale normale, les cellules du cortex permanent prolifèrent et, dès la 12ème SD, expriment la NCAM, la 3β-HSD et la P450 c21. Elles ont la capacité de synthétiser des minéralocorticoïdes et/ou du cortisol. Les cellules du cortex fœtal ne prolifèrent pas et expriment ni la 3β-HSD, ni la NCAM. La médullosurrénale est formée par des neuroblastes immatures (CgA-, NCAM+) qui migrent et prolifèrent de la périphérie vers le centre de la glande, où ils se différencient en neuroblastes matures (CgA+). Dans les deux cas d'hypoplasie surrénale de type anencéphalique, avec absence de mutation de DAX-1 et de SF-1, la dysembryoplasie surrénalienne est probablement d'origine hypophysaire, par absence de cellules gonadotropes. Dans le 3ème cas, jamais décrit, associant un RCIU, une hypoplasie surrénalienne congénitale, une ambiguïté sexuelle, une absence de différenciation des cellules antéhypophysaires, l'absence de mutation de gènes connus (DAX-1, SF-1, SRY, FGF9, SOX2, SOX3, SOX5 et SOX9) suggère l'existence de nouveaux gènes régulant la différenciation précoce de ces trois glandes endocrines.

Au cours des dernières années, la littérature scientifique a traité de l'existence d'une différence sexuelle dans l'expérience de la douleur, notamment dans plusieurs pathologies. Plusieurs facteurs sont proposés pour tenter d'expliquer ce phénomène, mais de nombreux arguments pointent en direction d'un rôle des hormones sexuelles dans la perception de la douleur. Il existe cependant peu d'études qui identifient les effets précis des hormones sexuelles sur les mécanismes endogènes du contrôle de la douleur. D'un autre côté, il est bien démontré que le stress aigu exerce un effet analgésique sur la réponse nociceptive. Plusieurs mécanismes sont responsables de cette analgésie; des mécanismes endogènes de contrôle de la douleur (les opioïdes endogènes et des mécanismes nonopioïdergiques) et l'axe hypothalamo-hypophysaire-surrénalien (HHS) modulent la réponse nociceptive au niveau du système nerveux central (SNC). La douleur est un stress important pour l'organisme et peut ainsi déclencher les réactions de réponse au stress. Cette réponse implique notamment l'axe HHS en plus du système sympathoadrénomédullaire et du système nerveux sympathique. Le but de ce projet est d'évaluer, dans un modèle animal (rat) de stress douloureux aigu (injection de formaline), l'implication de la glande surrénale dans la différence de sensibilité à la douleur (stress) chez des individus mâles et femelles. Pour ce faire, nous avons utilisé un traitement de 40 minutes (min) chez des animaux sains (mâles et femelles) et des animaux gonadectomisés (castrés (CAST) et ovariectomisés (OVX)) ce qui nous a permis de vérifier l'implication des hormones sexuelles mâles et femelles au niveau des réponses obtenues. Nous avons principalement examiné l'implication de deux hormones importantes dans la réponse au stress, qui agissent à la fois au niveau de la surrénale et du SNC: l'ACTH, principale hormone agissant sur la sécrétion de corticostérone, ainsi que l'angiotensine II (Ang II). Des dosages in vivo des niveaux plasmatiques d'ACTH, d'aldostérone et de corticostérone ont été effectués. De plus, des études in vitro ont été réalisées sur les cellules glomérulées et fasciculées. En effet, elles ont été isolées et testées pour leur capacité à répondre aux hormones en terme de production de seconds messagers: AMPc pour l'ACTH et inositols phosphates (IPs) pour l'Ang II. Nos travaux ont montré qu'il n'existait aucune différence significative entre les différents groupes dans les niveaux plasmatiques d'ACTH et d'aldostérone. Par contre, nous avons noté que le stress douloureux (formaline) induit une augmentation de la sécrétion de corticostérone. De plus, nous avons noté une différence entre le niveau de sécrétion de corticostérone de base des mâles sains et des femelles saines ainsi qu'entre les niveaux de sécrétion suite au stress entre les différents groupes. En effet, les niveaux de sécrétion des femelles saines sont plus élevés que ceux des mâles sains (fait connu depuis longtemps); les niveaux des femelles saines sont similaires à ceux des OVX; les niveaux des mâles sains sont plus faibles que ceux des CAST; finalement, les niveaux des OVX sont similaires à ceux des CAST. Ensuite, in vitro, nous n'avons pas noté d'effet significatif dans la réponse des IPs tant chez les cellules glomérulées que fasciculées suite à une stimulation à l'Ang Il. Par contre, la réponse de l'AMPc suite à une stimulation à l'ACTH est significativement plus élevée chez les mâles sains tant dans les cellules glomérulées que fasciculées. En résumé, nos résultats semblent indiquer (compte tenu du petit nombre de sujets utilisés) que la testostérone interagit tant au niveau in vivo (en diminuant l'activité de l'axe HHS) et qu'in vitro (certains effets potentiels sur la machinerie cellulaire des cellules fasciculées). Cependant, ces effets sont probablement distincts, car nous observons des réponses diamétralement opposées. Au niveau in vivo la testostérone laisse entrevoir un effet protecteur alors qu'in vitro elle semble avoir un effet activateur.

La voie de l’AMPc est une voie impliquée dans la physiopathologie de nombreuses tumeurs endocrines. Les phosphodiestérases sont des enzymes clés de la voie de l’AMPc dans la mesure où elles permettent de réguler finement les niveaux intra-cellulaires d’AMPc en hydrolysant l’AMPc en son catabolite inactif, le 5’AMP. L’hyperplasie macronodulaire bilatérale des surrénales est une étiologie rare de syndrome de Cushing ACTH-indépendant responsable d’un syndrome de Cushing souvent modéré contrastant avec la taille des nodules surrénaliens. Sa physiopathologie est mal connue.Nous avons tout d’abord pu montrer dans ce travail que les variants faux sens de la phosphodiestérase 11A pouvaient participer au développement des tumeurs corticosurrénales bilatérales sécrétrices de cortisol. Ces variants sont, en effet, non seulement retrouvés de façon plus fréquente chez les patients porteurs d’une hyperplasie nodulaire comparés à des sujets contrôles, mais ils ont également des conséquences fonctionnelles in vitro.Nous avons, dans une seconde partie, montré grâce à une étude de transcriptome ayant porté sur un groupe d’adénomes cortisoliques comparés à un groupe d’adénomes non-sécrétant que plusieurs gènes codant pour la voie de l’AMPc étaient impliqués dans la sécrétion cortisolique et que la phosphodiestérase 8 B semblait avoir un rôle prépondérant. Ces résultats ont ensuite été confirmés au niveau protéique. / Pas de résumé en anglais

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

L’embryologie de la surrénale humaine et la pathogénie de l’hypoplasie congénitale des surrénales sont mal connues et complexes. L’une pouvant expliquer l’autre, nous présentons, à partir de 119 fœtus humains normaux de12 à 36 semaines de développement (SD), une étude cinétique histologique et moléculaire de la surrénale fœtale et nous décrivons 3 cas d’hypoplasie surrénalienne. Après un rappel des mécanismes moléculaires connus, régulant ensemble l’embryologie surrénalienne, gonadique et hypophysaire et ceux de l’hypoplasie surrénale congénitale, nous présentons nos résultats. Dans la corticosurrénale humaine fœtale normale, les cellules du cortex permanent prolifèrent et, dès la 12ème SD, expriment la NCAM, la 3β-HSD et la P450 c21. Elles ont la capacité de synthétiser des minéralocorticoïdes et/ou du cortisol. Les cellules du cortex fœtal ne prolifèrent pas et expriment ni la 3β-HSD, ni la NCAM. La médullosurrénale est formée par des neuroblastes immatures (CgA-, NCAM+) qui migrent et prolifèrent de la périphérie vers le centre de la glande, où ils se différencient en neuroblastes matures (CgA+). Dans les deux cas d’hypoplasie surrénale de type anencéphalique, avec absence de mutation de DAX-1 et de SF-1, la dysembryoplasie surrénalienne est probablement d’origine hypophysaire, par absence de cellules gonadotropes. Dans le 3ème cas, jamais décrit, associant un RCIU, une hypoplasie surrénalienne congénitale, une ambiguïté sexuelle, une absence de différenciation des cellules antéhypophysaires, l’absence de mutation de gènes connus (DAX-1, SF-1, SRY, FGF9, SOX2, SOX3, SOX5 et SOX9) suggère l’existence de nouveaux gènes régulant la différenciation précoce de ces trois glandes endocrines. / The embryology of the human adrenal and the pathogenesis of the hypoplasia adrenal congenital are complex and not well known. We studied the histological and functional characteristics of the fetal human adrenal in normal fetuses aged 12 to 36 weeks development (WD) and presented three cases of congenital adrenal hypoplasia with pituitary abnormalities. In the human fetal adrenal cortex, only the cells of the definitive zone proliferate from the 12th WD. We observe the expression of an adherence protein (NCAM) and of two steroidogenesis enzymes (3β-HSD and P450 c21) in the definitive zone cells, attesting to the capacity of these cells to synthesize mineralocorticoids and/or cortisol. In the fetal zone, only P450 c21 immunoreactivity is detected. The adrenal medulla is formed by immature neuroblasts (CgA -, NCAM+) which migrate and proliferate from the periphery toward the center of the gland, where they differentiate in mature neuroblasts (CgA+). In the two cases of congenital adrenal hypoplasia of anencephalic type without DAX 1 and SF-1 mutation, the cause is probably from pituitary origin and related to absence of gonadotrope cells. In the third case of congenital adrenal hypoplasia, never described, combining a retard intrauterine development, a congenital adrenal hypoplasia, sexual ambiguity, pituitary abnormalities. The absence of mutation of known genes (DAX -1, SF -1, SRY, FGF9, SOX2, SOX3, SOX5 and SOX9) suggests the existence of new genes regulating early differentiation of the adrenal, the gonad and the pituitary.

L'insuffisance surrénale primaire (ISP) se caractérise par un déficit en hormones stéroïdiennes lié à un trouble du cortex surrénal qui expose au risque d'insuffisance aiguë et de menace vitale. Actuellement, 80% des formes pédiatriques d'ISP sont d'origine génétique et 5% restent sans étiologie génétique identifiée. Les récentes découvertes de mutations de gènes du stress oxydant ouvrent le champ des recherches d'anomalies génétiques non spécifiques de la glande surrénale. Le séquençage parallèle massif (MPS) autorise aujourd'hui la réalisation de millions de séquences et l'étude simultanée de plusieurs gènes de plusieurs patients ce qui permet d'accélérer le diagnostic. C'est aussi la technique de choix pour la recherche de nouveaux gènes. Cependant, parmi les défis de cette nouvelle technologie, il est possible de citer la gestion de la très grande quantité de données qu'elle génère et le besoin d'une validation rigoureuse préalable à son utilisation à des fins diagnostiques.Le premier objectif du présent travail était d'établir un diagnostic génétique dans une cohorte de patients atteints d'ISP et de rechercher de nouveaux gènes. L'étude des génotypes et des phénotypes permet de comprendre les mécanismes physiopathologiques pour les engager dans le traitement et le conseil génétique.Le second objectif était le développement de méthodes bio-informatiques et d'inférence statistique pour faciliter le transfert du séquençage classique (Sanger) vers la technique MPS. Ce développement comprend l'analyse graphique de la qualité du séquençage, l'ajustement de modèles log-linéaires pour comparer les propriétés de différents « pipelines », et l'ajustement de modèles additifs généralisés pour estimer les contributions des sources d'erreurs de séquençage. Les analyses statistiques ont considéré chaque paire de bases comme unité statistique et chaque patient comme étude indépendante, ce qui confère à l'analyse simultanée de tous les patients le caractère d'une méta-analyse / Primary adrenal insufficiency (PAI) is characterized by an impaired production of steroid hormones due to an adrenal cortex defect. This condition exposes to the risk of acute insufficiency which may be life-threatening. Today, 80% of pediatric forms of PAI have a genetic origin but 5% have no clear genetic support. Recently discovered mutations in genes relative to the oxidative stress have opened the way to research works on genes unrelated to the adrenal gland. Massive Parallel Sequencing (MPS) is now able to perform millions of sequences and study simultaneously several genes in several patients, which accelerates the diagnosis. Above all, MPS is the preferred technique for new gene discoveries. However, among the challenges of this new technology one may cite the management of the huge amount of data MPS generates and the need for a strict validation process before the use of MPS for diagnosis purposes.The first objective of the present work was to establish a genetic diagnosis in a cohort of patients with PAI and search for new genes. Study the genotypes and phenotypes allows a better understanding of the physiopathological mechanisms of PAI and offering appropriate care for the patients and counseling for families. The second objective was the development of bioinformatic and statistical inference methods to help shifting from the classical Sanger sequencing to MPS. This shift involves a graphical analysis of the quality of sequencing, an adjustment of log-linear models to allow comparing the properties of different pipelines, an adjustment of the generalized additive models to allow estimating the contributions of various sources of sequencing errors. The statistical methods have considered each DNA base-pair as a statistical unit and each patient as a separate study which confers the simultaneous study of all patients the status of a meta-analysis

Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) touche entre 5 à 10 % des femmes en âge de procréer et est associé à de nombreuses complications. Ce désordre endocrinien est caractérisé par des niveaux circulants élevés d’androgènes, dont la production est principalement modulée par la P450c17 et son cofacteur, soit la P450oxydoréductase (POR). Plusieurs études démontrent que l’hyperandrogénie présente chez les femmes SOPK pourrait être causée par la formation de phénomènes toxiques survenant à la suite de l’exposition des tissus non adipeux à un excès d’acides gras non estérifiés (AGNE), appelé lipotoxicité. Ainsi, l’objectif de cette étude est de déterminer les mécanismes cellulaires sous-jacents à l’hyperandrogénie induite par la surexposition des cellules productrices d’androgènes aux AGNE. Pour y arriver, les cellules surrénaliennes bovines (CSB) ont été exposées en présence de forskoline (Fsk; 1X/2 jours; 10 µM; activateur des adénylates cyclases) et d’oléate (acide gras monoinsaturé, 2X/jour; 200 µM) durant 48 heures. Par la suite, le milieu de culture a été prélevé afin de doser le DHEA (principal androgène surrénalien) par ELISA. De plus, les protéines ont été récoltées afin de déterminer l’expression protéique de la P450c17 et de POR par Western blot. Finalement, pour déterminer les activités 17αhydroxylase et 17,20-lyase de la P450c17, la concentration de plusieurs stéroïdes a été déterminé par LC-MS/MS et le ratio produit/substrat a été effectué. Les résultats sont présentés en moyenne ± SEM. Ainsi, sous stimulation à la Fsk, la présence de 200 µM d’oléate (vs absence d’oléate) augmente la production de DHEA de 114% par les CSB (n=17; 214 ± 20% vs 100 ± 0%; p<0,0001). De plus, l’ajout d’oléate n’affecte pas l’expression de la P450c17 (n=8; 98 ± 6% vs 100 ± 0%; p=0,74) et de POR (n=7; 119 ± 13% vs 100 ± 0%; p= 0,22). Finalement, la présence d’oléate augmente l’activité 17αhydroxylase de la P450c17 de 124% (n=7; 224 ± 19% vs 100 ± 0%; p= 0,02) et tends à augmenter l’activité 17,20-lyase de la P450c17 de 81% (n=7; 181 ± 28% vs 100 ± 0%; p= 0,08). Ainsi, l’augmentation de la production des androgènes induite par les AGNE pourrait être due principalement à leurs effets sur l’augmentation des deux activités enzymatiques de la P450c17, sans effet significatifs sur l’expression de la P450c17 ni de son cofacteur POR. Les mécanismes sous-jacents à l’augmentation des activités de la P450c17 demeurent à élucider.

La protéine murine AKR1B7 appartient à la famille des aldoses réductases. Par son expression limitée à un petit nombre de tissus et son contrôle hormonal, elle constitue un modèle de choix pour l'étude des fonctions physiologiques de cette famille enzymatique. D'une part, ces travaux de thèse ont permis de démontrer ex vivo le rôle de l'activité prostaglandine F synthase des aldoses réductases murines et humaines dans la glande surrénale. Nous avons mis en évidence une nouvelle boucle de régulation négative des fonctions endocrines surrénaliennes qui utilise la prostaglandine F2alpha comme signal paracrine et/ou autocrine entre le cortex et la medulla. D'autre part, nous avons développé la première lignée de souris transgéniques exprimant spécifiquement la recombinase Cre dans la cortico-surrénale pour réaliser l'invalidation conditionnelle de gènes dans ce tissu. Cette lignée constitue un outil très puissant pour la création de modèles murins de pathologies tumorales surrénaliennes

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal