Poor athletic performance of racehorses is a major and significant problem in the racing industry. Determining the definitive reason for poor-performance is however a real diagnostic challenge since many of the causative conditions are multifactorial and may only be manifested during exercise. A retrospective study, including various breeds of horses, confirmed musculoskeletal, cardiovascular and upper respiratory tract clinical problems to be the most frequently implicated in reducing athletic performance. Evaluation of the lower respiratory tract was though not performed in this study. The aim of the first part of this work were thus to determine the prevalence of different sub-clinical diseases in a population of poorly-performing Standardbred trotters, and to evaluate the sportive repercussions by comparing their physiological response to exercise with control horses. Fifty horses underwent thorough clinical and ancillary examinations, including haematological et biochemical evaluation, Doppler echocardiography, standardised exercise tests on treadmill et racetrack, treadmill video-endoscopy et collection of respiratory fluids. Most of the poorly-performing horses exhibited many concomitant diseases. The most frequently diagnosed sub-clinical problems involved the lower and upper respiratory tract. Poor-performers also exhibited higher values of blood lactate and heart rate, as well as lower values of haematological parameters and anti-oxidants, compared to control horses. Inflammatory airway disease being mostly present in poorly-performing horses, the second part of this work will mainly focus on this syndrome. The negative impact of inflammatory airway disease, as diagnosed by cytological evaluation of bronchoalveolar lavage fluid, has previously been described on respiratory function using either forced expiration or forced oscillations techniques. Sedation or bronchoprovocation were however usually required. On the other hand, the clinical significance of tracheal inflammation remains currently controversial. The aim was therefore to exhibit and define the respiratory dysfunctions present in horses subclinically suffering from inflammatory airway disease. Respiratory function was evaluated at rest by IOS in 34 Standardbred trotters, whereas tracheal mucus score, and both tracheal and bronchoalveolar lavages were performed 60 min post-exercise. According to the cytology of bronchoalveolar lavage fluid, the inflammatory group included 19 horses and 15 horses were used as control. A significant correlation was found between both cytological evaluations concerning neutrophil counts, whereas no association was found between tracheal mucus and any cytology. A significant increase of respiratory resistance at the lower frequencies (1 10 Hz) as well as a significant decrease of respiratory reactance beyond 5 Hz was observed in inflammatory compared to control horses. Both parameters were also significantly different between inspiration and expiration in the inflammatory group only. Both eosinophil and mast cell counts of the bronchoalveolar lavage fluid were significantly correlated with respectively respiratory resistance and reactance. The present work involved intensive clinical and functional evaluation of control and asymptomatic poorly-performing horses. The different studies allowed establishing the prevalence of medical subclinical diseases in these latter and evaluating its sportive impact considering the associated physiological responses to exercise. The presence of respiratory dysfunctions in horses with lower airway inflammation, the major trouble associated with disappointing performance, were also exhibited by impulse oscillometry./ La contre-performance est un problème majeur dans lindustrie des courses. En déterminer la cause exacte reste néanmoins un défi diagnostic puisque la plupart des affections présentes sont souvent subcliniques, multifactorielles et peuvent ne se manifester que pendant lexercice. Une étude rétrospective, incluant des chevaux de différentes races et disciplines, a ainsi confirmé les affections cliniques des voies respiratoires supérieures, musculo-squelettiques et cardiovasculaires comme étant les plus fréquemment impliquées dans la réduction des performances athlétiques. Cependant, lévaluation des voies respiratoires profondes navait pas été effectuée chez ces différents chevaux. Lobjectif de la première partie de ce travail était donc de déterminer la prévalence des différentes affections sub-cliniques induisant une contre-performance chez des Trotteurs Français, et den évaluer les répercussions sportives par la comparaison des réponses physiologiques à lexercice avec celle de chevaux contrôles. Cinquante chevaux ont respectivement été soumis à un examen clinique complet, une prise de sang pour analyse hémato-biochimique au repos et 60 minutes après chaque test deffort, une échocardiographie Doppler, des tests deffort standardisés sur piste et tapis roulant, une endoscopie à leffort, une évaluation locomotrice à grande vitesse, ainsi quun lavage trachéal et broncho-alvéolaire réalisés 60 minutes post-effort. La plupart des chevaux contre-performants ou intolérants à leffort présentaient plusieurs affections concomitantes. Les troubles sub-cliniques les plus fréquemment diagnostiqués concernaient respectivement les voies respiratoires profondes et supérieures. Ces chevaux présentaient par ailleurs des paramètres hématologiques (taux dhémoglobine et volume globulaire moyen) et anti-oxydants significativement inférieurs, et des paramètres pro-oxydants significativement supérieurs aux chevaux contrôles. De plus, les valeurs de fréquence cardiaque et lactatémie étaient, lors des différents tests deffort, significativement supérieures à celles des chevaux contrôles, Linflammation des voies respiratoires profondes étant majoritairement présente chez ces chevaux présentant des performances décevantes, la deuxième partie de ce travail se concentre plus spécifiquement sur ce syndrome. Limpact négatif sur la fonction respiratoire de cette affection, telle que diagnostiquée par lévaluation cytologique du liquide de lavage broncho-alvéolaire, a précédemment été décrite à laide de techniques dexpiration forcée ou doscillations forcées. Une sédation ou une bronchoprovocation étaient cependant généralement requises pour la réalisation de ces tests. Parallèlement, la signification clinique de linflammation trachéale reste actuellement controversée. Lobjectif était ainsi de mettre en évidence et définir les dysfonctions respiratoires présentes chez des chevaux souffrant sub-cliniquement de maladie inflammatoire des voies respiratoires. La fonction respiratoire a été évaluée au repos par oscillométrie à impulsions chez 34 Trotteurs Français asymptomatiques, alors que le score de mucus trachéal et les différents lavages ont été évalués 60 minutes post-effort. Sur base de la cytologie broncho-alvéolaire, le groupe inflammatoire comprenait 19 chevaux et 15 ont été utilisés comme contrôles. Une corrélation significative était observée entre les cytologies concernant le taux de neutrophiles, alors quaucune association nétait présente entre score de mucus trachéal et cytologies des différents lavages. Une augmentation significative de la résistance respiratoire aux faibles fréquences (1 à 10 Hz) et une diminution de la réactance respiratoire au-delà de 5Hz a été observée chez les chevaux inflammatoires comparativement aux contrôles. Ces deux paramètres étaient également significativement différents entre inspiration et expiration dans le groupe inflammatoire uniquement. La résistance et la réactance respiratoire étaient par ailleurs respectivement corrélées aux taux déosinophiles et de mastocytes du lavage broncho-alvéolaire. Ce travail comprenait une évaluation clinique et fonctionnelle intensive chez des chevaux contrôles et des chevaux contre-performants. Les études menées ont permis détablir la prévalence des affections médicales sub-cliniques chez ces derniers et den évaluer limpact sportif par lintermédiaire des réponses physiologiques à lexercice. La présence de dysfonctions respiratoires chez les chevaux avec inflammation des voies respiratoires profondes, premier trouble associé à des performances décevantes, a également pu être mise en évidence à laide de loscillométrie à impulsion.

L'encéphalomyélite myalgique (EM) est une maladie chronique complexe et hétérogène dont l'étiologie et la physiopathologie restent mal comprises. Cette maladie comporte une multitude de symptômes et se caractérise par une fatigue constante inexpliquée, non soulagée par le repos et un malaise post-effort (MPE), qui se traduit par une aggravation des symptômes à la suite d’une activité physique ou cognitive minimale. Bien que le MPE soit le symptôme caractéristique de l'EM, plusieurs symptômes peuvent varier au fil du temps selon les personnes affectées en termes de fréquence et d'intensité. Environ 60 % des personnes atteintes d'EM souffrent d’une dysautonomie, plus fréquemment d’une intolérance orthostatique (IO) et, souvent, d’un syndrome de tachycardie orthostatique posturale (STOP). L’IO et le STOP sont déclenchés par un changement de position de couché à debout et sont aggravés par le MPE. Les patients gravement atteints par l’EM sont confinés à la maison et souvent cloués au lit. L'EM est une maladie qui affecte globalement des millions de personnes, incluant plus de 500,000 Canadiens. Cependant, le nombre de personnes souffrant de cette maladie pourrait en fait être une sous-représentation de la réalité car environ 84 à 91 % d’entre elles ne sont toujours pas diagnostiquées. Le diagnostic de l’EM est difficile en raison du manque de biomarqueurs validés et du chevauchement dans les symptômes avec d'autres maladies telles que la fibromyalgie (FM). La FM est une autre maladie chronique dont l'étiologie demeure inconnue avec une prévalence d'environ 2 à 3 % de la population et présente plusieurs symptômes en commun avec l'EM, tels que la fatigue, les problèmes de sommeil et les troubles cognitifs. Alors que l'EM est davantage caractérisée par la MPE, la FM est associée aux douleurs chroniques, à un faible seuil de douleur et à une sensibilité musculaire. Avec des preuves à l’appui et compte tenu de la nature hétérogène de l’EM, il est reconnu que la pathogénèse de cette maladie est le résultat d’une combinaison de facteurs. D’abord, il y a les prédispositions génétiques, car souvent plusieurs membres de la famille sont atteints. Ensuite, il y a les expositions environnementales telles que les toxines, les moisissures, l’exposition aux métaux lourds (mercure, arsenic, etc.). De plus, les infections par des agents pathogènes viraux (H1N1, EBV, etc.) ou bactériens (Borrelia burgdorferi), ainsi que des stress majeurs peuvent jouer un rôle comme agent déclencheur dans la maladie. Les microARN (miARN) sont une classe de petits ARN non codants qui possèdent la capacité de réguler l'expression de plusieurs gènes et ont donc un impact considérable sur les fonctions physiologiques. Il est important de noter que l’expression de nombreux miARN est modulée par les facteurs génétiques, épigénétiques et environnementaux. Nous proposons que les miARN jouent un rôle dans la pathogenèse de l'EM en modulant plusieurs voies physiologiques dont la réponse au stress. L'objectif général de cette thèse était d'examiner le rôle des miARN dans la physiopathologie de l'EM et leur contribution dans la variabilité et à la gravité des symptômes. Dans le premier article, nous avions pour objectif d’identifier les miARN impliqués dans l’EM. Ceci nous a conduit à découvrir 11 miARN circulants qui sont dérégulés et associés au MPE déclenché par l'application d'une provocation standardisée. Basé sur les changements d’expression de ces miARN après un stress appliqué provoquant un MPE chez les participants EM, nous avons pu créer un algorithme capable de différentier avec succès les individus EM des témoins sains. De plus, en utilisant le regroupement k-means, nous avons identifié quatre sous-groupes distincts de patients atteints d'EM présentant des profils de miARN et une gravité de la maladie différents. Parmi les 11 miARN identifiés, l'expression dérégulé de hsa-miR-29a-3p, hsa-miR-150-5p et hsa-miR-374b-5p avait été précédemment associée à la FM dans la population norvégienne. L'objectif du deuxième article était d'évaluer les niveaux d'expression des 11 miARN associés à l'EM chez les patients atteints de FM ainsi que chez ceux présentant un diagnostic comorbide d'EM et de FM (EM+FM). Nous avons observé des signatures d'expression différentielles des 11 miARN entre les individus EM, FM et EM+FM. Ces résultats nous ont permis de développer un modèle de prédiction basé sur une approche d’apprentissage automatique, capable de différentier les maladies EM et FM. L'un des miARN identifiés dans notre panel diagnostic d’EM, hsa-miR-150-5p, est prédit de réguler l'expression du gène SLC6A2 codant pour le transporteur de norépinephrine (NET). L’inactivation du transporteur NET a été mise en évidence par la découverte de mutations inactivatrices associées à une forme familiale rare de STOP ce qui n’est pas le cas pour la majorité des personnes atteintes de STOP. Néanmoins, chez ces personnes le niveau de la protéine NET et son expression sont souvent réduites. L'objectif du troisième manuscrit était d'étudier l'implication de miR-150-5p dans le STOP et IO survenant chez les personnes souffrant d'EM, EM+FM et STOP sans EM ni FM. Dans cette étude, nous avons confirmé une élévation du taux plasmatique de norépinephrine chez les participants atteints de STOP (avec et sans EM), suggérant une réduction de la protéine NET. Parmi les patients atteints d'EM avec STOP/IO et les patients STOP uniquement (sans EM), nous avons déterminé un mécanisme double par lequel le STOP est déclenché, centré sur deux profils distincts impliquant des taux plasmatiques faibles et élevés de miR-150-5p. Nous avons réalisé des expériences in vitro permettant de moduler les niveaux d’expression du miR-150-5p dans la lignée cellulaire SH-SY5Y, et mis en évidence une augmentation de l'expression du gène SLC6A2 suggérant un mécanisme indirect impliquant une réduction significative dans les niveaux de protéine EZH2, un puissant répresseur transcriptionnel de SLC6A2 et une autre cible confirmée de miR-150-5p. Dans cette thèse, nous avons identifié un panel diagnostic constitué de 11 miARN circulants qui, grâce à une combinaison d'un test d'effort, peuvent aider au diagnostic des individus atteints d'EM et révéler de nouvelles informations sur la physiopathologie de l'EM. De plus, ce panel de miARN peut être utilisé pour différentier les conditions de EM, FM et EM+FM, ce qui est vital pour la compréhension de la physiopathologie de chaque maladie. Finalement, nous proposons un nouveau mécanisme par lequel l'altération de miR-150-5p peut déclencher le STOP/IO chez les individus atteints d'EM, EM+FM ainsi que chez ceux souffrant de STOP sans EM. Le diagnostic précis des individus à l'aide des miARNs en tant que biomarqueurs aidera à déterminer des mesures préventives, à établir des traitements efficaces et à identifier des cibles thérapeutiques pour la maladie EM par une manipulation directe ou indirecte de l'expression des miARN. / Myalgic encephalomyelitis (ME) is a complex chronic heterogeneous illness whose etiology and pathophysiology remain poorly understood. This disease has a multitude of symptoms, and it is characterised by unexplained constant fatigue unrelieved by rest and post-exertional malaise (PEM), which is reported as a worsening of symptoms following a minimal physical or cognitive activity. While PEM is the hallmark symptom of ME, some symptoms can vary overtime among affected individuals in frequency and intensity. About 60% of people with ME experience autonomic dysfunctions often refereed as dysautonomia and can result in orthostatic intolerance (OI) and in some cases in Postural Orthostatic Tachycardia Syndrome (POTS). Both OI and POTS are triggered by a change of position from supine to standing and are worsened by PEM. Severely affected patients are housebound and often bedridden. ME is common in all populations and it is known to affect over 500,000 Canadians. However, the number of people suffering from this disease may be in fact an underrepresentation of the reality because about 84-91% remain undiagnosed. Diagnosis is challenging due to a lack of validated biomarkers and overlap in symptoms with other diseases such as Fibromyalgia (FM). FM is another chronic illness with unknown etiology with a prevalence of about 2-3% of the population and has several common symptoms with ME such as fatigue, sleep problems and cognitive impairment. While ME is more characterised by PEM, FM is associated with more chronic pain, low pain threshold and muscle tenderness. With supporting evidence and the heterogeneous nature of ME, it is evident that the pathophysiology of this disease includes a combination of factors. First of all, there are predisposing genetic factors since it is common to observe several affected family members. Then, there are environmental exposures such as toxins, mold, exposure to heavy metals (mercury, arsenic, etc.). In addition, viral pathogen infections (H1N1, EBV, etc.) or bacterial infections (Borrelia burgdorferi) as well as major stress can play a role as a triggering agent in the disease. MicroRNAs (miRNAs) are a class small non-coding RNAs that possess the ability to regulate the expression of several genes and therefore greatly impact physiological functions. Of note, the expression of many miRNAs is modulated by genetic, epigenetic, and environmental factors. We propose that miRNAs play a role in the pathogenesis of ME by modulating several physiological pathways particularly in response to stress. The general objective of this thesis was to examine the role of miRNAs in the pathophysiology of ME and their contribution to symptom variability, and severity. In firstly paper, we aimed to determine the miRNAs involved in ME disease. We have identified using microarray technology and confirmed by qPCR a panel of 11 circulating miRNAs that are deregulated and associated with PEM in response triggered by the application of a standardized provocation maneuver. Based on the changes of those miRNAs due to the applied stress test that provokes PEM in ME participants, we were able to create an algorithm capable of successfully differentiate ME individuals from healthy controls (HC). In addition, using k-means clustering, we have identified four distinct subgroups of ME patients with different miRNA profiles and severity of the disease. Among the selected 11 miRNAs, hsa-miR-29a-3p, hsa-miR-150-5p and hsa-miR-374b-5p downregulated expression was previously associated with FM in the Norwegian population. The objective of the second paper was to investigate the expression levels of the 11 associated miRNAs with ME in FM patients as well as those with a comorbid diagnosis of ME and FM (ME+FM). We observed differential expression signatures of the 11 miRNAs between ME, FM and ME+FM individuals. These results prompted us to develop a prediction model based on machine learning approach, which can differentiate ME and FM illnesses. One of the miRNAs identified in our ME diagnostic panel, hsa-miR-150-5p is predicted to regulate the expression of SLC6A2 gene encoding norepinephrine transporter (NET). Inactivation of NET transporter by mutations was discovered in rare familial form of POTS which is not the case for most people with POTS. Nevertheless, in these people the level of the NET protein and its expression are often reduced. The objective of the third manuscript was to investigate the implication of miR-150-5p in POTS and OI occurring in people suffering of ME, ME+FM and POTS without ME or FM. In this study, we confirmed an elevation of plasma norepinephrine in participants with POTS (with and without ME), suggesting a reduction in NET protein. Among ME patients with POTS/OI, and POTS-only patients (without ME), we determined a dual mechanism by which POTS is triggered centered on two distinct profiles involving low and high plasma miR-150-5p levels. We performed in vitro experiments and with modulation of miR-150-5p expression levels in SH-SY5Y cells line, we observe an increase in SLC6A2 expression, suggesting an indirect mechanism involving a significant reduction in levels of EZH2 protein, a powerful transcriptional repressor of SLC6A2 and another confirmed target of miR-150-5p. In this thesis, we have identified a panel of circulating miRNAs, which in combination to a stress test, can aid in the accurate diagnosis of ME individuals and reveal new insights into the ME pathophysiology. In addition, this panel of miRNAs at baseline can be used to differentiate ME from FM or when it co-exists with the ME (ME+FM), which is crucial for understanding the pathophysiology of each illness. And finally, we propose a first mechanism by which alteration of miR-150-5p can trigger POTS/OI in individuals with ME, ME+FM as well as in those suffering of POTS without ME. The accurate diagnosis of individuals with the help of miRNAs as biomarkers will help to establish preventive measures, effective treatments, and therapeutic targets for ME disease by a direct or indirect manipulation of miRNA expression.