Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

De nombreuses données suggèrent que l'activation/phosphorylation du facteur de transcription CREB (cAMP Responsive Element Binding protein, pCREB) est nécessaire à la consolidation mnésique, notamment dans les tâches dépendantes de l’hippocampe (HPC). Au laboratoire, il a été récemment montré, dans deux paradigmes de conditionnement classique, que la consolidation des associations contexte-choc (HPC-dépendante) vs son-choc (amygdale-dépendante), est associée à l'établissement de cinétiques pCREB différentielles dans l’HPC (respectivement biphasique vs monophasique). Partant de ces données, nos travaux ont porté sur l'étude des cinétiques de la voie transcriptionnelle CREB-gènes précoces lors de la consolidation ou de la perturbation (vieillissement, extinction) d'une mémoire spatiale acquise en piscine de Morris. L’analyse des niveaux de pCREB au cours de l’entraînement met en évidence un recrutement différentiel des structures examinées selon la phase d’apprentissage, et nous a ainsi permis d’illustrer la théorie d’interaction des systèmes de mémoire. L’étude détaillée de la cinétique d’activation de CREB en fin d’apprentissage (lorsque la mémoire est bien consolidée) met en évidence des patrons d’activité pCREB qui varient selon la structure considérée (biphasique dans le CA1 vs monophasique ou inexistant dans les autres structures). La durée et l’amplitude de l’activation de CREB reflètent (1) le niveau d’implication de la structure cérébrale considérée dans le traitement des informations spatiales et (2) le degré de maîtrise de la tâche. L’analyse des patrons d’activation de CREB chez des souris âgées révèle que les déficits de mémoire spatiale dus au vieillissement sont associés à une altération sélective de la cinétique pCREB et à une diminution de la production de protéine Fos dans le CA1. Enfin, nous montrons que l’extinction de la mémoire spatiale induit des altérations spécifiques du patron d’activation de CREB dans le l’HPC (CA1) et l’amygdale selon que l’extinction est effectuée par retrait ou changements successifs de la position de la plate-forme. Dans leur ensemble, nos données mettent en lumière le rôle crucial de l’activation de la voie transcriptionnelle CREB dépendante dans l’aire CA1, dans une fenêtre temporelle extrêmement fine, pour le traitement des informations spatiales. / Accumulating evidence suggest that the activation/phosphorylation of CREB transcription factor (cAMP Responsive Element Binding protein, pCREB) is necessary for memory consolidation in hippocampus (HPC)-dependant tasks. Recently, it has been shown that the consolidation of memory traces for contextual- (HPC-dependant) vs elemental- (amygdala-dependent) conditioning resulted in different pCREB patterns in the HPC (respectively biphasic vs monophasic). Based on these data, we studied, by immunohistochemistry and western-blots, the activation patterns of the CREB-early genes transcriptional route during consolidation and disturbance (aging, extinction) of a spatial memory acquired in the Morris water maze. Analysis of pCREB levels across training revealed differential recruitment of the structures considered as a function of the learning phase, and illustrated memory systems interaction. A detailed analysis of the kinetics of CREB activation at the end of training (when the memory is well consolidated) showed variable activation patterns within the different structures examined (biphasic in the CA1 vs monophasic or absent in other structures). The amplitude and duration of CREB phosphorylation reflected (1) the role of the structure examined in spatial information processing and (2) the degree of mastering of the task. The detailed analysis of CREB phosphorylation in aged mice revealed that aging-induced spatial memory deficits are associated to a selective alteration of pCREB pattern and Fos production in the CA1. Finally, we showed that extinction of spatial memory differentially affected the CREB phosphorylation pattern in the HPC (CA1) and the amygdala when extinction occurred either by moving or by retiring the platform. Together, our findings highlight the crucial role of the activation of the CREB dependant transcriptional route within a narrow window in the CA1 subfield for efficient spatial information processing.

Depuis une vingtaine d’années, il est possible d’allonger la durée de vie génétiquement. Nombre d’études réalisées sur des espèces allant de la levure aux primates, ont permis d’identifier des cascades de signaux intracellulaires ayant un impact sur la longévité et la qualité du vieillissement. Il est important de noter que certaines de ces interventions réduisent considérablement l’incidence de cancers et de maladies liées au vieillissement chez les mammifères. Ceci témoigne des liens existant entre vieillissement et carcinogénèse et il probable que le développement de stratégies pharmacologiques ayant pour cible le vieillissement se révèlent efficaces contre les maladies du vieillissement comme le cancer, la maladie d’Alzheimer ou de Parkinson. Nous avons criblé la banque de mutants de Saccharomyces cerevisiae pour identifier des mutations génétiques qui augmentent la durée de vie. La plupart des gènes identifiés se sont révélés conservés puisqu’ils influencent aussi la longévité chez C. elegans. La protéine de liaison à l’acyl-CoA (ACBP) est une petite protéine (10 kDa) qui se lie avec une haute affinité aux chaîne d’acyl-CoA esters (moyennes et longues) et les transporte vers les sites de consommation de l'acyl-CoA. ACBP est hautement conservée parmi les espèces eucaryotes et joue un rôle important dans la biosynthèse des lipides et le trafic vésiculaire. Chez Saccharomyces cerevisiae, la délétion d’ACBP (ACB1) entraîne une augmentation de la longévité et favorise la résistance au stress. Pour tester si l’impact d’ACBP sur la longévité s'étend aux eucaryotes supérieurs, nous avons exploré le lien entre les gènes codant pour des ACBPs chez Caenorhabditis elegans et la longévité en utilisant l’ARN interfèrent. Chez C. elegans, sept paralogues ACBP ont été identifiés, qui sont exprimés dans différents tissus. Nous avons constaté que la réduction de l'expression de maa-1 (codant une ACBP associée aux membranes) prolonge la durée de vie des vers sauvages. Nos résultats démontrent que: 1) une perte de fonction de maa-1 entraîne une résistance au superoxyde, 2) et aux événements protéotoxiques telle que l'agrégation protéique associées aux maladies neurodégénératives comme la maladie de Huntington. Enfin, nous avons montré que l'activité du facteur de transcription HIF-1 (hypoxia inducible factor-1) contribue à la longévité causée par la mutation maa-1. En effet, la délétion du gène hif-1 annule complètement l’augmentation de la longévité causée par maa-1. / Understanding the aging process, its regulation, and how to delay it has become a priority for an increasing number of scientists worldwide. The principal reason for this is that it is becoming more and more evident that anti-aging interventions may be effective against age-related diseases such as cancer, cardiovascular, and neurodegenerative diseases. Simple model organisms such as Caenorhabditis elegans and Saccharomyces cerevisiae have been instrumental to identify the principal genes implicated in aging whose role has turned out to be conserved in mammals. The project presented here has originated from a genome-wide screen performed in S. cerevisiae that has led to discover several novel life span-regulatory genes whose deletion prevents aging. One of these genes encodes for Acyl-CoA binding protein (ACBP). ACBP is a small (10 kDa) protein that binds medium- and long-chain fatty acyl-CoA esters with high affinity and transports them to acyl-CoA consuming processes. ACBP is highly conserved among eukaryotic species and plays important roles in lipid biosynthesis and vesicle trafficking. In S. cerevisiae, lack of ACBP (Acb1) extends longevity and promotes stress resistance. To test whether the life span-regulatory role of ACBP extends to higher eukaryotes, we explored the link between the C. elegans ACBP genes and longevity by RNAi screening. In C. elegans, seven ACBP paralogs have been identified, which are expressed in different tissues. We found that reducing the expression of maa-1 (encoding a membrane associated ACBP) extended the longevity of wild-type worms. Our results show that 1) a loss of function maa-1 mutant is resistant to the superoxide-generating agent paraquat and 2) reduction of maa-1 expression increases resistance to the proteotoxicity associated with the aggregation of the Huntington's disease-associated polyQ peptide. The activity of the anti-aging transcription factor HIF-1 (hypoxia inducible factor-1) contributes to the extended longevity caused by lack of maa-1. The effect of MAA-1 loss on longevity was fully reverted by the deletion of the hif-1 gene.

Dans cette thèse, nous soutenons l'idée que les ressources cognitives disponibles pour l'exécution d'une stratégie dépendent non seulement de la personne et des exigences de la stratégie que nous allons exécuter, mais aussi des demandes propres à la stratégie qu'on vient d'exécuter. L'exécution d'une stratégie devrait alors être moins efficace lorsqu'elle suit une stratégie difficile (i.e., effets de difficulté séquentielle). Nous avons testé l'existence d'effets de difficulté séquentielle dans quatres expériences portant sur l'estimation calculatoire (i.e., estimer la solution de problèmes arithmétiques en arrondissant les opérandes). Nous avons observé une moindre efficacité d'exécution de la stratégie mixte sur des additions à deux chiffres (i.e., arrondir une opérande vers le bas et une opérande vers le haut) après avoir exécuté la stratégie d'arrondi supérieur, laquelle est la stratégie la plus difficile pour cette tâche. En outre, cet effet était davantage présent chez des personnes ayant une moindre capacité de mémoire de travail ainsi que chez des patients souffrant de la maladie d'Alzheimer. Ces résultats confirment l'existence d'effets de difficulté séquentielle stratégique. En outre, ils suggèrent que la capacité de mémoire de travail est impliquée. / In this thesis, we defend the notion that cognitive resources available for strategy execution do not only depend on the participant and current task demands but also on prior task demands. Strategy performance should thus be less efficient when the previous strategy was difficult (i.e., sequential difficulty effects). The notion of sequential difficulty effects was tested in four experiments with computational estimation (i.e., estimating the solution to arithmetic problems by rounding the operands). We found that execution of a mixed-rounding strategy on two-digit addition problems (i.e., rounding one operand down and one operand up) was less efficient after an easy rounding-down strategy than after a difficult rounding-up strategy. Moreover, the effect was stronger in individuals with less efficient working-memory capacity and in Alzheimer patients. These results confirm the existence of strategy sequential difficulty effects and suggest that working memory is involved.

Lors de la fabrication de pâtes à papier, désencrée et mécanique, des substances dissoutes et colloïdales sont libérées dans les eaux du procédé. Celles-ci peuvent dans certaines conditions se déstabiliser et former des agglomérats collants, appelés « stickies ». La présence de ces agglomérats engendre des perturbations lors de la formation de la feuille sur la machine à papier, notamment des casses. Les travaux présentés dans cette thèse montrent l'impact du taux d'extractibles, obtenue de manière automatisée grâce à la mise en place d'un capteur, sur l'apparition des casses d'origine stickies. D'autre part, le vieillissement de la pâte désencrée a été identifié comme une des causes des modifications physico-chimiques de la pâte, conduisant à la déstabilisation des substances dissoutes et colloïdales des pâtes mécanique et désencrée lors la phase de mélange. Enfin, des solutions ont été proposées afin de limiter le phénomène d'agglomérations des substances dissoutes et colloïdales et par conséquent de diminuer le nombre de casses sur la machine / During the manufacturing of paper pulp, deinked and mechanical, dissolved and colloidal substances are released into the waters of the process. These can become unstable under certain conditions and form sticky agglomerates, called "stickies". The presence of these agglomerates generates disturbances in the formation of the sheet on the paper machine, including breaks. The works presented in this thesis show the impact of the level of extractible, obtained in an automated manner through the establishment of a sensor, on the occurrence of the breaks of stickies origin. On the other hand, the ageing of deinked pulp has been identified as a cause of physico-chemical changes of the pulp, leading to the destabilization of dissolved and colloidal substances from mechanical and deinked pulps during the mixing phase. Finally, solutions have been proposed to limit the phenomenon of agglomeration of dissolved and colloidal substances and reduce the number of breaks on the machine

Les besoins en électronique de puissance, de plus en plus exigeants, ont motivé des recherches à l'échelle mondiale sur d'autres matériaux tels que le diamant comme remplaçant du silicium. Nos travaux de recherche sont plus spécifiquement axés sur la définition et la qualification de matériaux polymères capables de garantir l'intégrité des fonctions physiques de modules de puissance en environnement sévère. L'étude concerne la durabilité de candidats polymères à retenir pour le boîtier dont l'objectif est de protéger l'interrupteur de l'environnement extérieur. Suite aux choix des différents polymères étudiés, variables dans leur chimie et leur morphologie (amorphe ou semi-cristallin), un premier objectif scientifique est alors de chercher les relations structures/propriétés permettant de contrôler le procédé de mise en forme des polyimides semi-cristallins et d'en déduire les conditions requises à l'obtention de performances optimisées. Un second objectif a concerné la tenue des différents matériaux sélectionnés en vieillissements isothermes thermo-oxydatifs. / Requirements in power electronics are more and more demanding about materials behavior in their operating conditions. This has motivated global scale researches about other materials replacing silicon such as diamond. This study is specifically focusing on the definition and qualification of polymer materials which could preserve physical functions of power modules in severe environments. This study focuses on the durability of several polymers used for the case. This later allows to protect the chip from external environment. The choice of different studied polymers which are dissimilar in chemistry and morphology (i.e. amorphous or semicrystalline) has been made in this study. Then, a first scientific goal was to search the structures/properties relations leading to the control of the manufacturing process of semicrystalline polyimides. A second goal concerned the mechanical strength evaluation of selected materials after thermo-oxidative isothermal ageing.

L'utilisation des antirétroviraux (ART) a permis une augmentation de la durée des patients infectés par le VIH. Par ailleurs, les comorbidités, retrouvées au cours du vieillissement physiologique, semblent être plus fréquentes et d'apparition plus précoce ce qui pourrait suggérer une modification du programme de vieillissement chez ces patients. L'étude ANRS EP45 « Aging » (clinicalTrials.gov, NCT01038999) a pour objectif d'analyser chez des patients infectés par le VIH traités ou non les mécanismes cellulaires connus pour être impliqués dans le vieillissement. Les PBMC d'une cohorte de 130 patients infectés par le VIH 1 appariés en âge et en sexe avec 49 sujets séronégatifs ont été analysés. Trois centres spécialisés (Marseille, Montpellier, Nice) ont recruté des patients infectés naïfs ou sous première ligne de traitement. Les résultats présentés dans ce manuscrit rapportent l'analyse des mitochondries et des lamines nucléaires. La maturation de la lamine A ne semble pas modifiée dans les PBMC de patients sous traitement contenant un inhibiteur de protéase. Cependant, ces cellules pourraient ne pas être le modèle le plus adapté pour explorer ce volet. D'autre part, l'infection est responsable d'anomalies mitochondriales dans les lymphocytes, partiellement corrigées par les traitements antirétroviraux qui modifient les mitochondries des monocytes moins sensibles à l'infection. Bien que les secondes générations de ART soient moins toxiques que les premières, leurs effets secondaires pourraient néanmoins, sur « le long terme » et/ou généralisés à l'ensemble de l'organisme, être l'un des facteurs modifiant le programme de vieillissement de ces patients. / Antiretroviral therapy (ART) has increased life expectancy in HIV-infected patients. Moreover, some age-related disorders were found to be more frequent in HIV infected and treated patients than in an age-matched general population, suggesting a modified time course of aging in HIV infected patients. The ANRS EP45 « Aging » study (clinicalTrials.gov, NCT01038999) investigated in PBMC from HIV-1 infected patients under treatment or not the cellular mechanisms known to be involved in aging. The study was performed on a cohort of 130 patients HIV-1 infected age- and sex-matched with 49 seronegative control subjects. Patients never treated with ART (naïve) or under first line were recruited by 3 AIDS centres (Marseille, Montpellier, Nice). Results presented here describe explorations of mitochondria and nuclear lamin. No alteration of lamin A maturation was detected in PBMC from HIV-1 infected patients under treatment with protease inhibitor. However, these cells could not be the most appropriate models to investigate lamin A-related aging pathway. On another hand, mitochondrial modifications were observed in lymphocytes from HIV infected naive patients. These alterations were only partly rescued by ART whereas its induced slight changes in monocytes that appeared to be less sensitive to infection. While second generation of ART are less toxic than the first one, their secondary effects, due to long term exposure and/or generalised to different tissues, could lead to a modified time course of aging in HIV infected patients.

La recherche de solutions innovantes pour améliorer les performances des assemblages collés structuraux, particulièrement sensibles à l’humidité, est un défi académique à fort potentiel applicatif. Cette thèse s’inscrit donc dans ce contexte pour proposer l'élaboration de nouvelles formulations de résines polyépoxydes résistantes au vieillissement en environnement humide. La diffusion de molécules d’eau au sein de réseaux polyépoxydes provoque une diminution de leurs propriétés thermo-mécaniques et de l’adhérence lorsqu'ils sont utilisés sous forme de joints collés. L’eau se trouve alors sous forme libre ou liée par une ou plusieurs liaisons hydrogène. Les dégradations induites sont dépendantes des conditions de vieillissement (température et degré d’humidité imposé), qui influencent la cinétique de diffusion de l’eau et la quantité totale absorbée. Ces dégradations sont également intimement liées à la nature de l’adhésif époxyde utilisé. La deuxième partie de cette étude a consisté à développer des formulations de réseaux polyépoxydes permettant l’amélioration de la tenue au vieillissement grâce à l’incorporation de copolymères à blocs. Notre choix s’est porté sur des copolymères triblocs POE-POP-POE. Nous avons pu mettre en évidence la capacité des nanostructures obtenues à établir des interactions avec les molécules d’eau. Ces liaisons faibles multiples permettent de limiter les dégradations des propriétés mécaniques par l’eau. Le vieillissement des réseaux nanostructurés permet de souligner une amélioration significative de la durabilité avec une conservation des propriétés mécaniques. / The research of innovations to improve the performance of structural bonded-joints, too much sensible to humid aging, is an academic key-lock with a huge impact on technologies. This thesis have been proposed within the scope of the development of new epoxy resins able to resist to aging in humid condition. Diffusion of water is responsible of the decrease of mechanical properties and the loss of adhesion properties in many structural assemblies. In this kind of hydrophilic networks, water can be free or linked by one or several hydrogen bonds. We prove that the chemical and mechanical degradations depend on aging conditions (temperature and humidity level). The diffusion kinetics and the final amount of absorbed water is also strongly dependant on the chemical nature of epoxy resin.The second part of this work deals with the development of new epoxy resins formulations allowing the improvement of durability thanks to the incorporation of blocks copolymers, such as POE-POP-POE triblocks copolymers. Their capacity to self-organize allows the creation of nanodomains capable to establish interactions with water molecules, acting as nano-tanks. The presence of water in nano-domains tends to limit the degradation of mechanical properties of the epoxy matrix. Aging of nanostructured epoxy resins emphasize considerable improvements on durability with conservation of mechanical properties.