Dissertations / Theses on the topic 'Syndrome de repolarisation précoce'

Nous exposons une nouvelle méthode pour l'analyse et la quantification des modifications de la phase de repolarisation du signal électrocardiographique. Notre. Approche repose sur une comparaison optimale d images filaires spatio-temporelles successives décrivant le parcours de l'extrémité du vecteur champ électrique cardiaque d'un même sujet enregistré de façon répétée à quelques secondes ou à quelques mois d'intervalle. Elle consiste à superposer de manière optimale les différentes ondes T dans un espace 30 lié à l'inertie des boucles en procédant alternativement à une série de transformations géométriques et à des resynchronisations temporelles jusqu'à obtenir la convergence des algorithmes d'optimisation sous contrainte que nous avons développés. Le critère d'optimisation est la minimisation de l'écart quadratique entre les deux tracés. Cette méthode nous permet de quantifier de manière très précise les modifications de la structure spatio-temporelle des ondes T et les variations de la durée de l'intervalle QT en éliminant les facteurs d'origine extra cardiaque qui habituellement perturbent la précision des mesures. Partant de ces mesures, nous avons ensuite identifié par des techniques de régression sur une population de sujets normaux la loi de variation de T en fonction de l'inverse de la fréquence cardiaque RR et nous avons déterminé le meilleur modèle prédictif qui représente l'intervalle QT en fonction de RR. La mise en œuvre de nos algorithmes a abouti à la réalisation d'un logiciel inclus dans le système CAVIAR. Nous rapportons diverses évaluations de ce logiciel, en particulier dans le domaine de la pharmacologie pré-clinique<br>We present a new methodology for the analysis and the quantitative assessment of changes in the re-polarisation phase of electrocardiograms. Our approach is based on an optimal comparison of the successive spatio-temporal ECG images described by the extremity of the electrical field vector of the heart of a same patient recorded at a few seconds or at a few months interval. This method consists in first mapping the T waves into a 3-Dimensional orthogonal reference system which is defined by the inertia axes of the loops, and thus is independent of the position of the heart in the thorax. Theo an optimized spatio-temporal superimposition of the two ECG loops to be compared is iteratively performed according to an heuristically-driven algorithm alternating geometrical transformations and temporal resynchronizations, aimed at minimizing the mean quadratic deviation between the two T loops. This design allows to very precisely quantify the serial changes in the spatio-temporal structure of the T wave and in the QT interval duration, by overcoming the extra-cardiac beat-to-beat variability which usually disturbs the accuracy of the measurements. As a result, we have develop new linear predictive models of the variations of the T interval in function of the heart-rate variability, on a learning data-set composed of 720 healthy subjects recorded at a few months interval. The methods we resent are now art of the CAVIAR serial ECG analysis system and have been evaluated on various populations, especially in the field of pharmacological drug trials

Le ventricule droit (VD), et notamment l’infundibulum pulmonaire, est l’origine anatomique de troubles du rythme ventriculaire en conditions idiopathiques ou pathologiques. La raison et les mécanismes par lesquels le VD apparait comme une origine préférentielle de ces arythmies, demeurent mal compris. Dans ce contexte, le rôle potentiel du substrat de repolarisation dans l’arythmogénicité de la région a été étudié. Ce substrat a été caractérisé fonctionnellement par cartographie optique de l’activité électrique de VD porcins isolés et perfusés, et sur le plan moléculaire par western blot. Les principaux courants impliqués dans les phases 2 et 3 du potentiel d’action ventriculaire, ICaL, IKr, IKs, ont été pharmacologiquement modulés afin d’étudier leur implication dans la repolarisation du VD, son hétérogénéité, ainsi que son arythmogénicité. La repolarisation du VD a également été caractérisée dans une situation d’activation des courants IK-ATP. Des mutations associées à ces courants ont été identifiées dans le syndrome de Brugada et le syndrome de repolarisation précoce, caractérisés par un risque arythmique pouvant conduire à la mort subite cardiaque, et dont le VD est fréquemment la source.La caractérisation de la repolarisation du VD en condition basale montrait des signatures électrophysiologiques locales de durées de potentiels d’action et d’activation. Ces signatures locales, persistant (mais sensibles) aux modulations électrotoniques, conditionnaient la repolarisation du VD et son hétérogénéité. Les adaptations différentielles régionales à l’augmentation de la fréquence de stimulation, suggéraient une contribution relative d’IKr et d’IKs à la durée du potentiel d’action, propre à chaque région.La modulation des courants ICaL, IKr et IKs, montrait que la contribution d’ICaL était homogène dans le VD, alors qu’IKr et IKs semblaient contribuer aux signatures régionales de durée des potentiels d’action. Certains des effets observés lors des études fonctionnelles corrélaient avec des expressions différentielles des sous-unités α formatrices de canaux responsables de ces courants. Enfin, bien que l’altération de toutes les conductances allongeait la durée du potentiel d’action et rendait la repolarisation hétérogène, seule l’activation d’ICaL rendait les VD hautement susceptibles au développement d’arythmies.Dans un autre contexte, la modulation des courants IK-ATP montrait que les canaux contenant SUR2A, contribuaient majoritairement à cette conductance ionique dans le VD porcin. La modulation des canaux liés à SUR2A produisait des effets différentiels entre les surfaces et les régions, augmentant significativement les hétérogénéités de repolarisation. Les signatures régionales observées entre l’infundibulum du VD et sa paroi libre dans l’épicarde étaient par ailleurs retrouvées sur les potentiels d’action de cardiomyocytes isolés à partir de ces régions. La réaction plus précoce de l’endocarde par rapport à l’épicarde avait aussi été observée sur un VD isolé humain. Dans tous les cas, le phénotype des expressions intrinsèques locales des Kir6.x et SURx composant les canaux responsables d’IK-ATP semblait impliqué dans les effets différentiels fonctionnels observés sur les VD. Enfin, activer préférentiellement les canaux contenant SUR2A était particulièrement arythmogène, probablement sous l’effet de la contribution intrinsèque différentielle régionale des courants IK-ATP médiés par cette sous-unité.Ensemble, ces travaux montrent que le VD est une structure complexe, formée de régions distinctes possédant des propriétés intrinsèques d’expression protéiques responsables de leur signature électrophysiologique. Ces signatures locales associées à la structure du tissu semblent contribuer à a une repolarisation homogène en condition physiologique mais contribuent probablement à rendre la repolarisation hétérogène lors de séquences d’activations anormales, ou lorsque des conductances de la repolarisation sont altérées<br>The right ventricle (RV) and more specifically the RV outflow tract, is a common anatomical origin of ventricular arrhythmias under both idiopathic and pathological conditions. Mechanisms associated with this preferential origin are unclear. In this context, the potential contribution of a specific and heterogeneous RV repolarization substrate to the region’s arrhythmogenicity was investigated. At the functional level, this substrate was characterized by optically mapping the electrical activity of perfused isolated healthy pig RVs and was characterized at the molecular level by western blotting. The main currents involved in phase 2 and 3 of the ventricular action potential, ICaL, IKr, IKs, were pharmacologically modulated to assess their respective contribution to RV repolarization, its heterogeneity and RV arrhythmogenicity. RV repolarization was also characterized in the context of IK-ATP current activation. Gain-of-function mutations in K-ATP ion channels have been identified in Brugada syndrome and early repolarization syndrome which are both associated with ventricular arrhythmias which are frequently originating from the RV and a high risk of sudden cardiac death.Under basal conditions, RV repolarization showed specific local electrophysiological signatures in action potential duration. Activation sequence and electrotonic load modulated APD but the local signatures remained, indicating these may be related to local ion channel expression profile. Indeed, functional results partly correlated with the expression of ion channels α-subunits. Differential regional adaptation to an increase in stimulation frequency suggested a region-specific contribution of IKr and IKs to the local action potential duration.Pharmacological modulation of ICaL, IKr and IKs, showed ICaL contribution to the action potential duration was homogeneous accross the RV whereas IKr and IKs, seemed to contribute to the regional action potential duration signatures. Although all pharmacological interventions prolonged action potential duration and increased its dispersion, only ICaL activation was arrhythmogenic.In another context, IK-ATP modulation showed SUR2A-containing channels were the main contributor to this current in the pig RV. SUR2A-containing K-ATP channels modulation led to distinct regional effects on epi- versus endo-cardium action potential duration and between RV free wall versus RVOT, thus leading to a significant increase in repolarization heterogeneity in isolated pig and human RVs. These specific regional modulations in action potential duration were also identified at the cellular level and seemed to be directly related to local intrinsic Kir6.x and SURx expression levels. Interestingly, SUR2A-containing channels activation was highly arrhythmogenic in isolated pig RVs and this was likely related to the increased repolarization heterogeneity.Altogether, this work highlight RV repolarization complexity with distinct regions of specific intrinsic expression patterns which dictates their local electrophysiological signature. These local features, in conjunction with a complex activation pattern and a specific structure were responsible for a rather homogeneous repolarization under pseudo-physiological conditions. However, heterogeneous modulation of these local features by a change in activation sequence, or when repolarizing currents were altered, led to an increase in RV repolarization heterogeneity and arrhythmogenicity

La mort subite (MS) cardiaque sans cardiopathie structurale touche 12 à 20 000 patients en Europe par an. Elle est la conséquence directe d'une arythmie ventriculaire primaire, le plus souvent chez les sujets jeunes. Parmi ces MS, plusieurs formes mendéliennes d’anomalie de la repolarisation ventriculaire telles que le Syndrome du QT Long congénital (SQTL), le Syndrome du QT Court (SQTC) ou encore le syndrome de Brugada (SBr) ont fait l'objet d'études moléculaires approfondies. L’identification des gènes majeurs du SQTL a permis d'expliquer la physiopathologie de ces troubles du rythme et une meilleure prise en charge. La base moléculaire d'un quart des formes du SQTL reste cependant inexpliquée. Une approche pangénomique par CGH array m'a permis d'identifier trois délétions dans les gènes KCNQ1 et KCNH2 parmi une centaine de patients sans mutation ponctuelle. Deux d'entre elles concernent le gène KCNH2, l'une est totale, la seconde est partielle et ségrége chez 6 patients sur 3 générations. Le SQTC est une cardiopathie rare et hétérogène puisque 5 gènes permettent d'expliquer les 8 cas décrits à ce jour. Une étude clinique et moléculaire de 15 nouvelles familles atteintes de SQTC a permis d’identifier des mutations dans les gènes CACNA1C et SLC22A5 suggérant un nouveau mécanisme moléculaire. A l'inverse du SQTL, un seul gène majeur (SCN5A) est associé au SBr. SCN5A ne constitue cependant pas un marqueur pertinent de la stratification du risque de MS. Nous avons évalué la réelle implication du gène SCN5A dans le SBr à partir de 5 grandes familles dont le phénotype ne ségrége pas avec le génotype. Un modèle oligogénique est proposé à partir de nouvelles bases moléculaires<br>Sudden cardiac death (SD) without structural heart disease affects about 12 to 20000 individuals each year in Europe. These sudden deaths concern mostly young population who died of a primary cardiac arrhythmia. Several studies have been lead on mendelian forms at high risk of SD such as long QT syndrome (LQTS), short QT syndrome (SQTS) and Brugada syndrome (BrS). The identification of genes in LQTS allowed us to explain arrhythmia pathophysiology and a better management for patients. However molecular diagnosis stay lacking within 25% of LQTS patients. A pangenomic approach by CGH array shows 3 deletions in KCNQ1 and KCNH2 genes, two of them concern KCNH2 gene, one take all of gene, the second is partial and was inherited in 6 patients on 3 generations. The SQTS is a rare and heterogeneous cardiopathy, 5 genes explain all of 8 cases reported today. A clinic and molecular study of new families affected by SQTS lead to identification of mutation in CACNA1C and SLC22A5 genes, suggesting a new molecular mechanism. Conversely of LQTS, a main gene (SCN5A) is associated with BrS. However SCN5A dot not constitute discerning marker for risk-stratification of SD. We evaluate the real implication of SCN5A gene in Brugada syndrome by 5 large families study in which the phenotype do not correlate with genotype. Our new molecular results suggest rather oligogenic model

La mort subite engendrée par des troubles du rythme cardiaque est souvent due à des anomalies de la repolarisation ventriculaire, qui peuvent être d’origine génétique. Dans la première partie de cette thèse nous avons caractérisé un nouveau modèle murin de syndrome du QT long congénital de type 3 associé à une cardiomyopathie: la souris Scn5a+/ΔQKP. Ce modèle récapitule les conséquences de la mutation équivalente humaine sur le gène SCN5A (delQKP 1507-1509) : la présence d’un intervalle QT prolongé, des troubles de la conduction, des tachycardies et fibrillations ventriculaires, associés à des altérations structurales cardiaques et une mort prématurée. La mutation induit une augmentation du courant sodique persistant, et des perturbations du cycle du calcium. Des inhibiteurs du courant sodique persistant raccourcissent l’intervalle QT, améliorent la conduction cardiaque et réduisent les troubles du rythme dans ce modèle. La seconde partie du travail a permis l’identification et la caractérisation des tout premiers variants rares sur le gène SLC8A1, codant pour l’échangeur Na+/Ca2+ sarcolemmique NCX1, induisant une pathologie chez l’Homme : un syndrome de repolarisation précoce associé à un raccourcissement de l’intervalle QTc. L’expression de ces variants génétiques en système de réexpression hétérologue montrent des pertes de fonction sévères du courant d’échange INCX et de la prise en charge du calcium par NCX1. Des défauts d’expression sarcolemmique de NCX1 expliquent ces pertes de fonction pour une partie des variants. La simulation in silico de ces pertes de fonction récapitule le phénotype observé chez les patients à l’ECG, via un raccourcissement de la phase de repolarisation du potentiel d’action ventriculaire. Ces deux projets mettent en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques chez les patients atteints de pathologies de la repolarisation ventriculaire<br>Arrhythmias-induced cardiac sudden death is often due to ventricular repolarization abnormalities, which can be congenital. In the first part of this thesis, we have characterized a new murine model of congenital type 3 long QT syndrome associated with a cardiomyopathy: the Scn5a+/ΔQKP mouse. This model recapitulates the consequences of the equivalent human mutation in the SCN5A gene (delQKP 1507-1509): the presence of a prolonged QT interval, conduction disorders, tachycardias and ventricular fibrillations, associated with cardiac structural defects and premature mortality. The mutation induces an increase of the persistent sodium current and perturbations of calcium cycle. Pharmacological inhibitors of the persistent sodium current shorten QT interval, improve cardiac conduction and reduce arrhythmias in this model. The second part of the thesis has permitted the identification and the functional characterization of the very first rare variants in the SLC8A1 gene, which encodes the sarcolemmal Na+/Ca2+ exchanger NCX1, associated with a pathology in human: an early repolarization syndrome associated with shortened QT interval. The expression of these variants in heterologous expression systems shows severe losses of function of both the exchange current INCX and the NCX1-related calcium uptake. Defects in NCX1 sarcolemmal expression explain these losses of function for part of the variants. In silico simulation of these losses of function recapitulates the phenotype observed in patients’ ECGs, by shortening the repolarization phase of the ventricular action potential. These two projects reveal new therapeutic targets in patients with ventricular repolarization diseases

La mort subite cardiaque sur cœur sain touche près de 20 000 patients par an en Europe. Elle touche le plus souvent le sujet jeune et fait suite à une arythmie ventriculaire primaire. Parmi ces morts subites, il existe plusieurs formes héréditaires tels que le syndrome de repolarisation précoce, le syndrome de Brugada, le syndrome du QT long ou encore le bloc auriculo-ventriculaire congénital. Ces pathologies héréditaires font l'objet d'études moléculaires approfondies. Mon travail a consisté à identifier l'origine génétique de ces différentes pathologies. Mes recherches ont permis d'identifier le premier gène (KCNJ8) impliqué dans le syndrome de repolarisation précoce et de mettre en évidence une hétérogénéité génétique dans ce syndrome. Mes travaux ont également démontré le rôle d'un nouveau gène, TRPM4, dans le syndrome de Brugada et dans le bloc auriculoventriculaire congénital (BAV), soulevant le caractère chevauchant de ces pathologies. Enfin, suite à une étude d'association, mon travail a permis de détecter des variants rares dans les gènes associés à la durée de l'intervalle QT dans une population de patients atteints du syndrome du QT long<br>Sudden cardiac death on structurally normal heart affects nearly 20 000 individuals each year in Europe. These sudden deaths concern mostly young people who died from a primary cardiac arrhythmia. Among these sudden deaths, several are hereditary as early repolarization syndrome, Brugada syndrome, long QT syndrome and congenital auriculoventricular block. Molecular studies are lead on these cardiac diseases. My work was to identify molecular basis of theses syndromes. My research identified the first gene (KCNJ8) involved in the early repolarization syndrome and highlight genetic heterogeneity of this syndrome. My work has also demonstrated the role of a new gene, TRPM4, in Brugada syndrome and congenital auriculoventricular block (AVB), raising the overlapping nature of these pathologies. Finally, after a genome wide association study, my work has enabled the detection of rare variants in genes associated with the QT interval duration in a population of patients with long QT syndrome

Les courants potassiques I Kr et I Ks sont essentiels à la phase de repolarisation du potentiel d'action cardiaque. La canal KvLQT1 s'associe avec sa protéine régulatrice Mink pour former le complexe macromoléculaire à l'origine du courant I Ks. Le courant I Kr est généré par le canal potassique HERG. Des mutations induisant une perte de la fonction des protéines KvLQT1 et HERG sont associées respectivement au syndrome du QT long congénital de type 1 et 2. Le mécanisme sous-jacent est une diminution des courants repolarisants I Ks (LQT1) ou I Kr (LQT2) à l'origine d'un allongement de la durée du potentiel d'action cardiaque. Inversement, une mutation du canal HERG induisant une augmentation du courant I Kr , a récemment été associée au syndrome du QT court. Dans ce travail, nous explorons, à travers l'identification et la caractérisation de plusieurs nouvelles mutations des canaux HERG et KvLQT1, certains des mécanismes physiopathologiques à l'origine de ces canalopathies<br>HERG and KvLQT1 are two voltage-gated K+ channels respectively responsible for the I Kr and I Ks potassium currents needed for the repolarizing phase of cardiac action potential. KvLQT1 channels are integrated into a macromolecular complex in association with Mink regulatory subunits. The existence and identity of HERG partners are still discussed. Mutations associated with the loss of KvLQT1 or HERG function are respectively responsible for type 1 and type 2 long QT syndrome. The underlying mechanism is a I Ks (LQT1) or I Kr (LQT2) repolarizing currents decrease associated with action potential duration lengthening. Conversely, a new HERG mutation, inducing a gain of channel function, has recently been described in families with short QT syndrome. In this work, by identifying and characterizing new HERG and KvLQT1 mutations, we have explored some of the physiopathological mechanisms responsible for these channelopathies

La détection précoce de l’athérosclérose, avant le développement de ses séquellespathologiques, comme l’infarctus du myocarde, l’angine ou l’accident cérébrauxvasculaire(ACV), représente un important défi au niveau de la médecine diagnostiqueactuelle. Malgré les récentes avances technologiques, les maladies cardiovasculairesdemeurent la principale cause de décès dans les pays occidentaux et la détection à unstage plus précoce s’avère nécessaire pour permettre une intervention thérapeutiqueadéquate. Notre étude se concentre sur la détection de l’athérosclérose, plusspécifiquement la vulnérabilité de la plaque, grâce à l’imagerie moléculaire combinée àl’observation pathologique. Afin de prédire la rupture de la plaque, l’imageriemoléculaire a émergé comme outil diagnostique puissant suite au développementcroissant de sondes ayant de l’affinité pour les molécules cibles du processusd’athérosclérose. Comme résultantes, ces molécules sélectives possédant une forteaffinité pour des cibles surexprimées durant le processus de formation de la plaque,comme l’αvβ3 par exemple, devrait représentées des sondes prometteuses pour ladétection de l’athérosclérose.Objectif L’objectif global de notre étude était d’évaluer et de prédire lavulnérabilité de la plaque d’athérome à l’aide de différents marqueurs moléculaires. Leprincipal objectif de notre recherche était d’évaluer la possibilité de détecter précocementla plaque en utilisant une ITOP (integrin targeted optical probe). Cette sonde synthétiquenouvellement développée et ciblant l’intégrine αvβ3 avait déjà démontré une affinité etspécificité particulièrement élevée pour le récepteur de l’αvβ3 dans le cancer. Nousavons également exploré la relation entre cette sonde et l’observation pathologique desplaques d’athéromes sur le modèle animale WHHL et sur des plaques humainesprovenant de différents patients.Procédure et Résultats Les expériences ont été réalisées sur un total de 12 lapinsWatanabe hyperlipidémiques de souche WHHL (Watanabe heritable hyperlipidemic) et 1lapin contrôle NZW (New Zealand White). Premièrement, notre ITOP, marquée avec lafluorescéine isothiocyanate (FITC), a été utilisée pour détecter in vitro et ex vivo laprésence du récepteur de l’αvβ3. La microscopie à fluorescence a révélé un importantmarquage de la plaque d’athérome, lequel était absent dans les tissus provenant des lapinscontrôles NZW. Le marquage a été détecté au niveau de segments de plaques provenantde deux régions distinctes de l’aorte ascendante et descendante dans chaque lapin. Lesignal a été détecté principalement au niveau de l’adventitia et de l’intima proximale desvaisseaux aortiques, correspondant directement à l’expression de l’intégrine αvβ3,déterminée par essai immunochimique avec un anticorps contre l’αvβ3. De plus, uneforte association s’est révélée entre le niveau de marquage de la sonde ciblant l’αvβ3 etl’épaisseur de l’adventitia. Deuxièmement, nous avons évalué notre sonde sur deséchantillons humains affectés par l’athérosclérose et comparé les résultats avec uneévaluation morphologique. Nous avons remarqué la même tendance que chez le lapin, soiun marquage plus important lorsque l’adventitia s’épaissi. Finalement, nous avons testé lasonde sur des artères coronaires provenant d’une autopsie d’un patient affecté par le ADHIESet comparé les résultats avec l’évaluation morphologique de leurs artèrescoronaires. Nous avons trouvé un lien entre la morphologie de la plaque et la prévalenced’anévrysmes coronaires chez ces patients.Conclusion L’expression de l’αvβ3 est reliée à la foi aux processus inflammatoires età la sténose. Notre ITOP à marqué efficacement in vitro le premier type de plaqued’athérome classé comme avancé (type IV) et pouvant produire des manifestationscliniques. En combinaison avec l’imagerie noninvasive détectant la sténose, il pourraits’avéré utile dans la détection de la plaque vulnérable<br>Purpose The detection of early atherosclerosis, before the development of its later sequelae of myocardial infarction, angina or stroke, constitutes an important challenge in current diagnostic medicine. Despite all the recent technological advances, cardiovascular disease remains the leading cause of death in the Western World and needs to be detected at an earlier stage to allow for more timely therapeutic intervention. This study is focusing on the detection of atherosclerosis or more specifically plaque vulnerability with the help of molecular imaging and pathological observation. Effectively, to predict plaque rupture, molecular imaging has emerged as a powerful diagnostic tool, consequent to the development of a growing number of new probes with affinity for key molecular targets. As a result, such selective molecule with high affinity for overexpressed target in plaque formation, as αvβ3 integrin, should have promise as a probe for imaging atherosclerosis. With the help of molecular imaging combined with pathological observations, we can better comprehend, predict, and detect plaque vulnerability and rupture. Objectives The overall objective of this study is to evaluate different molecular tools to predict the vulnerability of the atheromatous plaque. The major objective of the research was to investigate the possibility of detecting atherosclerotic plaque by using a newly developed synthetic αvβ3 integrin targeted optical probe (ITOP) showing particularly high affinity and specificity for the αvβ3 receptor. We also investigate the relation between this probe and pathological observation of atherosclerotic plaques from WHHL animal model and different human samples. Procedures and Results For this study, experiments were performed on 12 Watanabe heritable hyperlipidemic (WHHL) rabbits and 1 New Zealand White (NZW) rabbits for control. First, our ITOP labeled with fluorescein isothiocyanate was used for detecting the presence of αvβ3 receptors in vitro and ex vivo on a Watanabe rabbit model. Fluorescence microscopy demonstrated a strong labeling of atherosclerotic plaques, which was absent in tissue from normal NZW rabbits. Segments of plaque accumulation from two distinct regions of ascending and descending aortas were labeled in each rabbit. The signal was found principally in the adventitia and proximal intima of the aortic vessel, corresponding directly to the expression of integrin αvβ3 as determined by antibody assay. Moreover, there was a close association between the level of labeling with the αvβ3 targeted probe and the thickness of the adventitia. Secondly, the ITOP was evaluated on human atherosclerotic samples, and was found to efficiently labeled atherosclerotic plaques. Moreover, we observed the same tendency as in the Watanabe rabbit: the ITOP intensity correlated with the degree of adventitial thickening. Finally, we tested the ITOP on Job's Syndrome coronary arteries, and have been able to detect a plaque corresponding to the first type of advanced atherosclerosis (type IV). We also found a relationship between plaque morphology and predisposition to aneurysms in Job's syndrome. Conclusions αvβ3 expression is related to inflammatory and stenotic processes. Our ITOP can efficiently label in vitro the first type of advanced atherosclerotic plaque. In combination with noninvasive imaging techniques that evaluate stenosis, it has great potential for the detection of vulnerable plaque

Le dessèchement précoce du tournesol résulte d'une infection de bas de tige par Phoma macdonaldii qui provoque une nécrose encerclante et un rétrécissement du diamètre du collet. Cette attaque entraine une sénescence foliaire brutale occasionnant des pertes dommageables pour la culture. Des contaminations artificielles par des spores ou du mycélium de P. macdonaldii ont permis de reproduire artificiellement des pieds secs et confortent l'implication de ce champignon dans ce syndrome. Dans un contexte où la protection chimique et la résistance variétale sont limitées, la maîtrise de P. macdonaldii par le contrôle cultural pourrait constituer une alternative efficace. Des essais au champ et en serre menés de 2006 à 2009 à l'INRA et au Cetiom ont permis de mettre en évidence l'importance de la conduite de culture du tournesol sur la fréquence et la gravité du dessèchement précoce et de mieux comprendre l'étiologie de ce syndrome. Une alimentation azotée importante, un peuplement dense et à un régime hydrique limitant en post floraison forment trois facteurs particulièrement favorables au développement du syndrome de desséchement précoce attribué à P. macdonaldii. L'alimentation azotée, au travers de la fertilisation, est le principal facteur favorisant la maladie ; le régime hydrique limitant et la densité de peuplement amplifient la maladie. Le faible diamètre de bas de tige (sous de fortes densités) associé à la prolifération du champignon dans le xylème (azote), occasionnerait une réduction de la conductance hydraulique par obstruction des vaisseaux. Amplifiée lorsque la disponibilité en eau du sol est limitante, cet arrêt de la transpiration se traduit par une sénescence anticipée de 40 jours par rapport à la maturité physiologique de peuplement sains<br>Sunflower premature ripening results from an infection by Phoma macdonaldii causing lesions girdling the stem base and narrowing the diameter of the collar. This attack induces a sudden leaf senescence damaging for the culture. Artificial inoculations with spores or mycelium of P. macdonaldii aimed to reproduce the disease and confirm the involvement of this fungus in this syndrome. In a context where chemical protection and plant resistance are limited, control of P. macdonaldii by cultural control could be an effective alternative. Field and greenhouse trials conducted from 2006 to 2009 at INRA and Cetiom showed the importance of sunflower crop management on the frequency and severity of early drying, and better understand the etiology of this syndrome. A significant nitrogen supply, a dense population and a limited water regime postflowering are particularly conducive to premature ripening. Nitrogen supply is the main factor favoring the disease; limited water regime and density amplify the disease. The small stem base diameter (under high densities) associated with the proliferation of the fungus in the xylem (nitrogen), may reduce hydraulic conductance by vessel blockage. Amplified when soil water availability is limiting, this stop of the transpiration leads to early senescence 40 days before physiological maturity of healthy plants

Cette étude sur le développement précoce de l'Autisme Infantile est un travail de<br />recherche de quatre ans.<br />A partir d'une réflexion heuristique sur la diversité du syndrome autistique nous abordons<br />la question des autismes et plus précisément du développement du trouble autistique au<br />sein d'un éventail relativement étendu de pathologies.<br />Ce travail présente, dans un premier temps, les problèmes de délimitation nosographique<br />entre le normal et le pathologique, puis, dans un second temps, les difficultés à poser un<br />diagnostic d'autisme.<br />Ces réflexions théorico-cliniques s'inspirent, d'une part, de rencontres cliniques, et<br />d'autre part, d'une revue historique des grands travaux de recherche sur le trouble<br />autistique.<br />Ce parcours heuristique conduit à notre étude clinique qui s'appuie sur la question du<br />développement précoce de sujets atteints d'Autisme Infantile Précoce selon leur âge<br />d'entrée dans la pathologie. Deux sous-groupes sont étudiés : les Autistes Précoces et les<br />Autistes à Début Tardif.<br />La confirmation d'une différenciation intragroupale et la découverte des particularités<br />développementales de ces deux sous-groupes nous permettent d'aborder plus précisément<br />le rôle du trouble autistique au sein de l'Autisme Infantile Précoce et de pathologies à<br />troubles autistiques associés, telle que la névrose obsessionnelle.<br />Nos résultats et notre discussion nous amènent à la conclusion suivante : la caractéristique<br />principale de la pathologie autistique – l'autisme des sujets – serait la conséquence d'un<br />mode défensif pathologique dont le rôle, la fonction, l'intensité et l'évolution dépendent<br />de troubles sous-jacents propres à chacun. La pathologie s'insérerait alors dans une<br />catégorie déterminée par l'âge auquel les sujets la développent et par les moyens à leur<br />disposition pour se défendre contre leurs troubles précoces, leur fragilité originelle et<br />contre les obstacles environnementaux qu'ils vont rencontrer.

De nombreuses études cliniques ont montré que l'alcoolisation in utero pouvait constituer un facteur de risque dans le développement d'une dépendance. Bien que les effets tératogènes de l'exposition précoce à l'alcool soient bien connus, les effets de cette exposition sur la réponse aux drogues ainsi que les mécanismes impliqués sont encore méconnus. Notre but est d'étudier les effets d’une alcoolisation pré- et postnatale sur la réponse aux drogues et d'identifier les altérations neurochimiques associées. Ce travail a été réalisé sur des rats Long Evans (LE) et des rats Sprague Dawley (SD) afin de prendre en compte la composante génétique. Notre étude a montré une altération de la réponse aux drogues chez les rats jeunes adultes âgés de 2 mois qui ont été exposés précocement à l’alcool. Ces rats ont présenté une augmentation : (1) de la consommation et de la préférence pour l’éthanol et la morphine, (2) de la sensibilité aux effets récompensants de la cocaïne (rats SD) et de l’éthanol (LE), (3) de la sensibilisation comportementale aux psychostimulants, (4) de la sensibilité aux effets anxiolytiques de l’éthanol et (5) de la libération d’ACTH en réponse à l’injection d’éthanol (4g/kg). Ces altérations ont également été associées à des altérations à long terme au niveau de gènes impliqués dans la réponse aux drogues et à une diminution de la densité des sites de liaison aux récepteurs et transporteur dopaminergique. L'ensemble de cette étude, bien qu'ayant montré quelques différences entre rats SD et LE, a permis de mettre en évidence des altérations comportementales et moléculaires induites par l'exposition précoce à l'alcool, susceptibles de conduire à une plus grande vulnérabilité à développer une dépendance<br>Several clinical studies have shown that early alcohol exposure is a risk factor for the development of drug dependence. Our research focused on the long-term effects of pre- and postnatal alcohol exposure on both brain function and drugs of abuse response in adulthood. This work has been done using two rat strains to take into account for the genetic influence: Sprague Dawley (SD) and Long Evans (LE) rats. The main result of this study indicated that adult offspring exposed to early ethanol displayed an increase in consumption and preference to both ethanol and morphine solutions, in sensitivity to the rewarding effects of cocaine in SD rats and of ethanol in LE rats. Indeed, this study has shown some differential alterations induced by early alcohol exposure between SD and LE rats that may be due to interindividual differences between these two strains. The sensitization to psychostimulants was facilitated after early ethanol exposure in both strains. In addition, early ethanol exposure induced an increase in the anxiolytic effects of ethanol and the HPA axis response to ethanol that may be implicated in the increase in ethanol preference induced by early life ethanol exposure. In parallel, gene expression analysis revealed that expression of a large number of genes was altered in brain regions involved in reinforcing effects of drugs of abuse. Dopaminergic receptors and transporter binding sites were also down-regulated in the striatum of ethanolexposed offspring. Such long-term neurochemical alterations in transmitter systems and in the behavioral responses to drugs of abuse may confer an increase in vulnerability to addiction

Les comorbidités de l'autisme constituent une composante essentielle de son hétérogénéité clinique et étiologique. Nous faisons l'hypothèse qu'elles sont un meilleur indice étiologique que la clinique comportementale du syndrome autistique. Notre première étude explore ainsi les premiers signes d'inquiétude spontanée des parents d'enfants autistes, à partir de 459 questionnaires ouverts. Elle indique que ceux-Ci repèrent très précocement un ensemble de symptômes non spécifiques des interactions sociales qui devraient être inclus dans la description d'un phénotype autistique complexe. La seconde étude liste l'ensemble des facteurs de risque pré, péri, néonatals auxquels on assigne un effet significatif, bien que modéré, sur l'autisme. La troisième étude a permis de réaliser un descriptif détaillé de l'ensemble des causes majeures, dans un échantillon clinique épidémiologique de 183 enfants présentant un autisme typique. Les 36 diagnostics génétiques retrouvés représentent 58% de l'ensemble des causes ce qui laisse proportion significative de troubles neurodéveloppementaux d'origine environnementale ou cryptogènique. La plupart des diagnostics sont rares et reflètent bien l'hétérogénéité étiologique de l'autisme, sans qu'il soit exclu que certaines causes ne convergent vers des mécanismes physiopathologiques communs. Les différences cliniques, génétiques et environnementales que nous identifions entre un autisme syndromique (avec comorbidités) et non syndromique valident l'hypothèse que les comorbidités contribuent à distinguer les étiologies et fournissent des informations pratiques sur le pronostique, une thérapeutique ciblée ou un diagnostic plus précoce<br>Successive definitions of autism did not reduce the extent of its clinical heterogeneity. This limits progress in understanding its etiological basis and the implementation of targeted therapeutic strategies. Comorbid disorders with autism are a complex issue because their frequency is one of the core features of clinical heterogeneity. We hypothesize that they are a better etiological clue than behavioral clinical syndromes. Our first study explores the initial instinctive concerns of parents of autistic children based on 459 open-Labelled questionnaires. Parents identify a set of symptoms comorbid to autism at a very early stage in their child's development The second study lists all the pre, peri and neonatal risk factors which have a significant, although moderate, effect on autism. .The third study lists in great detail all of the major causes of autism in a clinical epidemiological sample of 183 children with a typical autism. The 36 genetic diagnoses represent 58% of all causes which leaves a significant proportion of neurodevelopmental disorders of environmental or cryptogenic origin. The clinical, genetic and environmental differences that we identified between a non-Syndromic and syndromic autism (with comorbidities) validate the hypothesis that comorbidities are linked to a more general dysfunction and contribute to distinguishing the etiologies and provide practical information on the prognosis. A dimensional approach which includes comorbid disorders is prone to establish a fine-Grained taxonomy that point to distinct etiopathological processes

Le cancer colorectal (CCR) est le troisième cancer dans le monde et devenu un véritable enjeu de santé publique. Environ 5% sont associés à une forme familiale : la polypose adénomateuse familiale, le Syndrome de Lynch et la MAP (MUTYH-Associated Polyposis). Implication du syndrome MAP dans les polyposes: Parmi 31 patients avec une polypose sans mutation sur APC, 6 (20%) présentaient une mutation biallélique sur MUTYH. Fréquence de la mutation c.1185_1186dup dans les MAP: Au sein d'un groupe de 36 familles mutées sur MUTYH, 11 avaient une mutation biallélique homozygote c.1185_1186dup. Cette mutation était significativement plus fréquemment observée chez les patients d'Afrique du Nord (79% vs. 5%, p<0,0001). La recherche d'un haplotype commun en utilisant 10 microsatellites a identifié un segment de 1,3 cM présent chez tous les patients avec la mutation c.1185_1186dup. Variants rares (VR) de la cycline D1 : La comparaison des fréquences alléliques des VR de la cycline D1 fut réalisée entre les cas (112 patients avec une polypose indéterminée et 44 avec un CCR précoce) et 866 témoins. Les VR étaient plus fréquemment observés dans le groupe de malades. En combinant les VR, une augmentation du risque était retrouvée pour le groupe de patients avec une polypose indéterminée: (OR=2,2); 95%IC, 1,1-4,4; P=0,03). Rôle des variants rares : 70 variants provenant de 17 gènes ont été examinés au sein de la même population. 21 était des VR (fréquence<1%) et 4 étaient plus fréquemment observés chez les cas (EXO1-12, MLH1-1, CTNNB1-1 et BRCA2-37, p<0,05). En combinant tous les VR avec une fréquence allélique <0,5%, un sur risque de 3,2 était observé (95%CI=1,1-9,5; p=0,04)

Près de soixante ans après la description par Leo Kanner, l'autisme reste l'objet de vives discussions qui concernent notamment la définition et ses limites, par rapport aux autres troubles psychotiques de l'enfance. La diversité des représentations font de cette affection une réalité clinique hétérogène. Pour tenter de comprendre comment, partant de la description en apparence très cohérente de L. Kanner, on est arrivé au puzzle actuel, nous interrogeons ce qui serait à l'origine d'une telle confusion. Nous proposons tout d'abord de relire l'histoire des psychoses infantiles afin de repérer comment s'est constituée une clinique spécifique de l'enfant avec ses concepts propres. Il apparaît que la psychopathologie de l'enfant a toujours hésité entre deux types de modèles : les modèles directement importés à partir de la clinique de l'adulte et d'autre part, des modèles de développement ; le modèle kannerien a historiquement oscillé entre ces deux types de modèles. Les emprunts faits à la psychopathologie de l'adulte semblent avoir été jusqu'aux années quarante la seule armature conceptuelle solide des psychoses infantiles ; c'est la raison pour laquelle nous reprenons l'évolution du concept de "démence précoce" che E. Kraepelin ainsi que la conception de E. Bleuler à propos de la schizophrénie pour interroger par la suite la question de l'existence d'une schizophrénie chez l'enfant. Nous extrairons des travaux de Jakob Lutz, Lauretta Bender et J. L. Despert, à propos de la schizophrénie infantile, leur définition de l'""autisme" -prémisses de la "découverte kannerienne". Puis sont présentées les origines de la notion d'"autisme" en psychopathologie à travers le concept d'auto-érotisme chez Sigmund Freud ; la conception de l'"autisme" chez Eugen Bleuler ainsi que la question de la pensée autistique chez Sabina Spielrein et Jean Piaget. Le troisième temps de notre recherche est consacré à la construction du syndrome autistique par Leo Kanner, aux choix faits par lui par rapport à ce qui se faisait jusque là -pour cette étude, nous nous référons à nos traductions inédites des écrits de L. Kanner- , Nous proposons de considérer la description princeps de L. Kanner comme un moment de "cristallisation" du savoir, le "noyau dur" caractérisant les programmes de recherche sur l'autisme infantile. Nous verrons comment les différentes approches (organiciste, cognitiviste, psychopathologique et psychanalytique) ont repris à leur compte la description kannerienne et ont tenté de spécifier l'autisme infantile par rapport aux autres psychoses de l'enfance. Des cas cliniques d'enfants autistes issus de la pratique ou de la littérature, ainsi que l'étude de récits autobiographiques de sujets adultes viendront illustrer et jalonner nos propos<br>Nearly sixty years after the description of infantile autism by Kanner, this disorder remains at the centre of acute scientific debate. Where does autism start and where does it end. It is related to other forms of child psychosis? The clinical représentations of autism are so variable that the very unity of the concept may be called into question. To try and unravel the confusing puzzle that autism stands for today we have gone back to the very origins of what appeared to be a clearly defined object within scientific discourse. First of all we present a history of child psychosis so as to consider how a specific clinic came into being. The problem of a particular "type" is thus brought into perspective. There is a marked hesitation between tow "types" -the first imported so to speak from adult clinic, the second relates to the idea of development. Kanner's type is stuck between the two. Up to 1940 concepts within the field of child psychosis were in the main "borrowed" from adult clinical theory. . . For this reason we follow the evolution of E. Kraepelin's dementia praecox and Bleuler's "schizophrenia" concept. This brings us to question so-called child schizophrenia. We have also paid attention to the work of J. Lutz, L. Bender and J. L. Despert who theorised schizophrenia in children and a pree-Kanner view of autism. We consider also the birth of the word autism in terms of Freud's autoeroticism along with autistic thinking as defined by S. Spielrein and J. Piaget. The third part of our research is devoted to Kanner and his discovery. We also show how different schools (biological, analytical, cognitive, etc) have redefined Kanner's work in their own terms. Clinical studies are used to illustrate our ideas

Le diabète de type 2, l’hypertension artérielle ou encore l’obésité sont des termes devenus d’actualité, lesquels, regroupés sous le terme de syndrome métabolique, font l’objet d’une recrudescence sans précédent à travers le globe. Face à cette hausse volontiers qualifiée d’épidémie, de nombreuses études tant expérimentales que cliniques, ont mis en évidence la corrélation entre un retard de croissance intra-utérin (RCIU) et la survenue du syndrome métabolique. Ces observations ont donné naissance au concept de « programmation fœtale » couramment utilisé sous l’acronyme DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease). Afin de rétablir une croissance staturo-pondérale idéale, le néonatologiste a couramment recours à des laits enrichis pour les nouveau-nés RCIU. A l’aide d’un modèle animal de dénutrition maternelle périnatale, le modèle Food-Restricted 50% (FR50), nous avons tenté de mettre en évidence l’impact de la nutrition maternelle sur la lactation ainsi que sur les programmations métaboliques de la descendance mâle à l’âge adulte. Ce modèle est connu pour induire un RCIU chez la descendance dénutrie grâce à une restriction calorique de 50% pendant la dernière semaine de gestation jusqu’au sevrage de la portée. Nous avons émis l’hypothèse dans un premier temps qu’une modification de la trajectoire de croissance postnatale pourrait être délétère à long terme et sensibiliser la descendance RCIU au développement d’un syndrome métabolique à l’âge adulte ; et dans un second temps que la dénutrition maternelle modifie la composition du lait en termes de qualité et/ou de quantité. Ainsi, par la combinaison d’approches pluridisciplinaires, nous avons montré que le rattrapage de croissance des ratons RCIU allaités par une ratte contrôle semble être bénéfique à long terme sur la tension artérielle, l’activité locomotrice, l’intolérance au glucose, l’hyperleptinémie et d’autres paramètres morphométriques et métaboliques. A l’inverse, les ratons normotrophes allaités par une mère dénutrie présentent pour la plupart des paramètres étudiés, un phénotype similaire à celui des FR50. En regard de la composition du lait, nous avons mis en évidence une réduction des concentrations de leptine et de sérotransférrine dans le lait FR50, ainsi qu’une altération des profils glucidiques et lipidiques. L’ensemble de ces données suggèrent que la dénutrition maternelle impacte fortement le capital santé de sa descendance mais qu’une alimentation saine pendant la lactation, via la restauration d’une cinétique de croissance optimale, semble nettement atténuer la sensibilité qu’ont les nouveau-nés RCIU à développer un syndrome métabolique<br>Type 2 diabetes, hypertension or obesity are terms become relevant, which are grouped under the term metabolic syndrome, are subject to an unprecedented upsurge across the globe. Faced with this increase readily called an epidemic, many experimental and clinical studies have shown a correlation between intrauterine growth restriction (IUGR) and the occurrence of metabolic syndrome. These observations have led to the concept of \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"fetal programming\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" commonly named by the acronym DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease). To restore an ideal height and weight growth, the neonatologist commonly used in enriched milk for newborns IUGR. Using an animal model of maternal perinatal undernutrition, the Food- Restricted 50 % (FR50) model, we have tried to highlight the impact of maternal nutrition on lactation and on metabolic programming of adult male offspring. This model is known to induce IUGR in undernourished offspring through caloric restriction of 50% during the last week of gestation until weaning of the litter. We hypothesized initially that a change in the trajectory of postnatal growth could be detrimental in the long term and raise the IUGR offspring development of metabolic syndrome in adulthood, and in a second time maternal undernutrition alters milk composition in terms of quality and / or quantity. Thus, by combining multidisciplinary approaches, we have shown that catch-up growth of IUGR rat pups nursed by a control rat appears to be beneficial in the long -term for blood pressure, locomotor activity, glucose intolerance, hyperleptinemia and other morphometric and metabolic parameters. In contrast, normotrophes pups nursed by a malnourished mother present for most of the parameters studied, a similar phenotype to which of FR50. In view of the composition of milk, we have demonstrated a reduction in leptin concentrations and serotransferrin in FR50 milk, and altered carbohydrate and lipid profiles. Taken together, these data suggest that maternal undernutrition strongly impacts the health capital of his descendants, but a healthy diet during lactation, via the restoration of optimal growth kinetics , seems much less sensitivity IUGR infants to develop metabolic syndrome

La décision de faire ou non le test de dépistage de la trisomie 21 (T21) est une décision difficile pour les femmes enceintes. Mon projet visait à développer un plan d’intervention à l’endroit des femmes enceintes afin de promouvoir l’utilisation d’un outil d’aide à la décision (OAD) pour la décision de se soumettre ou non au dépistage prénatal de la T21. Utilisant la roue du changement de comportement, nous avons mené trois groupes de discussion avec 15 femmes et retenu 10 techniques de changement de comportement (TCC) qui pourraient favoriser l’utilisation de l’OAD par les femmes enceintes : définition des objectifs (comportement et résultats), résolution de problème, plan d’action, soutien social (général et pratique), ajout d’objets à l’environnement, indice/repère, source crédible et modelling. Les TCC retenues ont été utilisées pour proposer un plan d’intervention, en tenant compte de la trajectoire de soins des femmes enceintes dans les services prénataux.<br>Deciding whether or not to take the Down syndrome screening is a difficult decision for pregnant women. We aimed to develop an intervention plan for pregnant women to promote their use of a patient decision aid when they are making the decision about Down syndrome prenatal screening. We conducted three focus groups with 15 pregnant women to evaluate behaviour change techniques, as described in the Behaviour Change Wheel that would be appropriate for developing the intervention plan to promote the use of the decision aid by pregnant women. The ten techniques retained were: goal setting (behaviour and result), problem solving, action plan, social support (general and practical), adding objects to the environment, prompts/cues, credible sources and demonstration of the behaviour. We then developed an intervention plan using these behaviour change techniques and the clinical pathway of pregnant women in prenatal services.

La méthylation de l'ADN est un processus vital pour le développement des mammifères. Sa distribution anormale,notamment au niveau des régions répétées du génome, est une signature pathologique. La découverte de maladies héréditaires touchant la stabilité du génome a permis des avancées considérables dans l'identification des acteurs et des mécanismes. Nous avons choisi d'étudier le syndrome ICF (Immunodéficience, instabilité Centromérique et anomalies Faciales), première maladie génétique identifiée avec des défauts de la méthylation de l’ADN, liés à une instabilité chromosomique. Lorsque j'ai commencé ma thèse, des mutations dans les gènes DNMT3B et ZBTB24 avaient été décrites comme causes génétiques du syndrome. Cependant, d'autres causes génétiques restaient inconnues. Nos travaux ont permis d'identifier deux nouveaux gènes, CDCA7 et HELLS, dont les mutations sont responsables du syndrome. J'ai montré que leur perte de fonction dans les cellules somatiques entraîne un défaut de méthylation des répétitions centromériques, suggérant leur rôle dans le maintien de la méthylation de l'ADN. Par conséquent, l'étude de l'étiologie d'une maladie génétique rare a permis d'identifier de nouveaux « gardiens » de la stabilité du génome, avec des fonctions jusqu'alors insoupçonnées dans les processus de méthylation de l'ADN et dans le développement. Au cours de mon doctorat, j'ai établi des cartes de méthylation des cellules de patients ICF afin d'identifier les cibles communes et distinctes de ces facteurs, ainsi que leurs caractéristiques génomiques et épigénomiques. Contrairement aux mutations de DNMT3B,celles de ZBTB24, CDCA7 et HELLS affectent la méthylation dans des régions pauvres en CpG, dans des régions intergéniques et dans des répétitions d'ADN intercalées. Plus généralement, ce sont les régions d'hétérochromatine qui sont les plus touchées et en particulier des clusters des gènes codants et non codants, dont certains sont exprimés de manière monoallélique. Pour mieux caractériser le rôle de ZBTB24 dans le développement et la méthylation de l'ADN,nous avons généré un modèle murin mutant qui nous a permis de monter que ZBTB24 était essentielle pour le développement embryonnaire précoce. De plus, ZBTB24 jouerait un rôle dans l'établissement de la méthylation des séquences répétées de l'ADN, à la fois en tandem ou intercalé. Fait intéressant, ZBTB24 semble être également impliqué dans l'établissement de la marque répressive H3K9me3, suggérant un rôle de la protéine dans le "dialogue" entre la méthylation de l'ADN et celle des histones. Dans l'ensemble, mon travail met l'accent sur la façon dont la méthylation de l'ADN et les marques d'hétérochromatine sont établies et maintenues à des gènes uniques et des répétitions de l'ADN, et fournit de nouveaux acteurs et mécanismes à considérer dans les études sur le maintien de la stabilité du génome<br>DNA methylation is an essential process for the development of mammals. Its abnormal distribution, particularly at the level of the repeated regions of the genome, is a pathological signature. The discovery of hereditary diseases affecting DNA methylation and the stability of the genome allowed a considerable progress in the identification of their actors and mechanisms. We chose to study the ICF (Immunodeficiency, Centromeric Instability and Facial Abnormalities) syndrome, the first genetic disorder identified with defects in the distribution of DNA methylation, linked to chromosomal instability. When I started my PhD, mutations in two genes had been described to cause the ICF syndrome: DNMT3B and ZBTB24. However, the genetic origin of a subset of ICF patients remained unknown. We identified mutations in CDCA7 and HELLS as causative of the ICF syndrome. I showed that their loss of function in somatic cells results in the loss of DNA methylation at centromeric repeats, strongly suggestive of a role DNA methylation maintenance. Hence, the study of the aetiology of a genetic disease provided new candidate “guardians” of DNA repeats and genome stability, with virtually unknown functions but with exciting potential roles in the DNA methylation machinery and in development. During my PhD, I established methylation maps in ICF patients cells to identify common and distinct targets of these factors, as well as their genomic and epigenomic characteristics. In contrast to DNMT3B mutations, those in ZBTB24, CDCA7 and HELLS affect methylation at CpG-poor regions in intergenic genomic locations and at interspersed DNA repeats, and more generally, at genomic locations with heterochromatic features. Their integrity is required for the methylated status of coding and non-coding clusters of genes, some of which are expressed in a monoallelic manner. To better characterize the role of ZBTB24 in development and DNA methylation pathways, we generated a mouse model carrying mutations in ZBTB24. We showed that ZBTB24 is essential for early development, while it seemed to be dispensable for in vitro differentiation of murine ES cells. We implicated ZBTB24 in the establishment of DNA methylation at DNA repeats, both in tandem or interspersed, in differentiating ES cells. Interestingly, ZBTB24 seems to be also implicated in the establishment of the repressive mark H3K9me3 suggesting that ZBTB24 may indirectly control DNA methylation through an interplay with histone marks. As a whole, our work sheds light on how DNA methylation and heterochromatin marks are established and maintained at unique genes and DNA repeats, and provides new actors and mechanisms to consider in studies of the maintenance of genome stability

Le stress est un facteur de risque majeur pour les troubles de l'humeur comme l'anxiété et la dépression. Les rats exposés à un stress prénatal de contention (PRS) – i.e. la progéniture de mères soumises à des épisodes répétés de stress au cours des 10 derniers jours de gestation - développent des changements biochimiques et comportementaux durables qui résument certains traits de la dépression et de l'anxiété. Un nombre grandissant de travaux suggère l'implication du système glutamatergique hippocampique dans ces troubles. L'hippocampe fait partie intégrante de la programmation altérée déclenchée par le PRS. Nous avons donc décidé d’étudier l'hypothèse glutamatergique de la dépression chez le rat PRS, en mettant l'accent sur les mécanismes de neuroadaptation dans le circuit hippocampique. Nous avons démontré que les rats PRS présentaient une altération de la libération de glutamate dans l'hippocampe ventral, partie spécifique de l’hippocampe reliée au stress et aux émotions. Remarquablement, des injections locales de produits qui améliorent la libération du glutamate dans l’hippocampe ventral (i.e. un cocktail d’antagonistes des récepteurs au GABA-B et mGlu2/3) exerçaient un fort effet anxiolytique chez les rats PRS. De plus, un traitement chronique avec des antidépresseurs conventionnels améliorait la libération du glutamate dans l’hippocampe ventral et corrigeait le phénotype de type anxieux/dépressif induit par le PRS. Sachant que l’hippocampe ventral module la programmation motrice striatale, nous avons étendu notre étude chez le rat PRS à la catalepsie induite par l'halopéridol, qui modélise le parkinsonisme pharmacologique chez l'Homme. Nous avons constaté que les rats PRS étaient résistants à la catalepsie induite par l’halopéridol, comme le résultat d'une activité augmentée des noyaux thalamiques moteurs, et tel que révélé par le compte stéréologique des neurones c-Fos-positifs. Nos résultats renforcent la théorie glutamatergique dans les troubles de l'humeur liés au stress et suggèrent qu'une déficience de l'hippocampe ventral et son influence sur le circuit striatal sont des éléments clé du programme neuroplastique induit par le PRS<br>Stress is a major risk factor for mood disorders, such as anxiety and depression. Rats exposed to prenatal restraint stress (PRS) - i.e. the offspring of dams submitted to repeated episodes of stress during the last 10 days of gestation - develop long-lasting biochemical and behavioral changes that recapitulate some traits of depression and anxiety. Mounting evidence suggests the involvement of hippocampal glutamatergic system in such disorders. Interestingly, the hippocampus represents an integral part of the altered programming triggered by PRS. Hence, we decided to investigate the glutamatergic hypothesis of depression in the rat model of PRS focusing on mechanisms of neuroadaptation within the hippocampal circuit. We found that PRS rats showed an impairment of glutamate release, in the ventral hippocampus, which is the specific portion of the hippocampus related to stress and emotions. Remarkably, local injections of drugs that enhanced glutamate release in the ventral hippocampus (i.e., a cocktail of GABA-B and mGlu2/3 receptor antagonists) had strong anxiolytic effects in PRS rats. In addition, chronic treatment with conventional antidepressant drugs enhanced glutamate release in the ventral hippocampus and corrected the anxious/depressive-like phenotype induced by PRS. Knowing that the ventral hippocampus modulates striatal motor programming, we extended the study of PRS rats to haloperidol-induced catalepsy, which models pharmacological parkinsonism in humans. We found that PRS rats were resistant to haloperidol-induced catalepsy as a result of an increased activity of motor thalamic nuclei, as assessed by stereologic counting of c-Fos-positive neurons. Our findings support the glutamatergic theory of stress-related mood disorders and suggest that an impairment of the ventral hippocampus and its influence on striatal circuit are key components of the neuroplastic program induced by PRS

La sclérose en plaques est la maladie non tumorale du système nerveux la plus fréquente du sujet jeune. Elle est définie comme une atteinte démyélinisante inflammatoire multifocale et chronique de la substance blanche du système nerveux central d’origine dysimmunitaire. Le handicap moteur est l’un des risques évolutifs principaux de cette maladie. Mieux caractériser les mécanismes du dysfonctionnement du système moteur (atteinte de la voie motrice centrale efférente, altération du réseau moteur cortical à l’origine du mouvement) de même que les mécanismes compensatoires qui le limitent est un enjeu important dans la compréhension et la prévention de l’apparition du handicap. L’étude de ces mécanismes au stade précoce de la maladie permet de mieux comprendre les liens entre l’atteinte tissulaire, les mécanismes de compensation et les conséquences fonctionnelles. Nos travaux ont permis au stade précoce de la SEP de mieux caractériser l’atteinte fonctionnelle de la voie motrice centrale, de montrer l’influence de l’atteinte encéphalique diffuse sur la réorganisation corticale du système moteur et enfin de démontrer l’existence d’une plasticité cérébrale fonctionnelle basale du réseau moteur non dominant corrélée avec les changements d’activation observés lors du mouvement au sein du même réseau<br>Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory demyelinating disorder of the central nervous system which is frequently responsible for motor disability. Better assessment of pathophysiological process implicated in motor system dysfunction (cortico-spinal tract or more diffuse tissue damage) as well as the compensatory mechanises are critical in the understanding and the prevention of disability. Their study in the early stage of the disease will allow to a better understanding of the links between tissue injury, compensatory mechanisms and functional consequences. We have better characterized functional dysfunction of the central motor pathway at the early stage of multiple sclerosis. We have also evidenced the influence of diffuse brain injury on functional motor cortical reorganization. Last, we have demonstrated the existence of a basal functional plasticity at rest of the nondominant motor network that is correlated with its functional plasticity during action

Le cerveau fœtal est vulnérable aux stress environnementaux comme l’exposition prénatale à l’alcool (EPA), première cause non génétique de retard mental. Ce stress induit un large spectre de défauts neurodéveloppementaux souvent diagnostiqués tardivement. Mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l’origine de ces défauts permettrait d’élaborer des outils diagnostics fiables, pour une prise en charge précoce des sujets à risques.Le facteur de transcription HSF2 est un acteur majeur de la réponse à l’EPA dans le cerveau en développement. Bien que nécessaire au développement physiologique du cortex, il conduit, en contexte de stress, à des anomalies du développement cérébral, en changeant de cibles génomiques. De plus, dans le cortex embryonnaire, dans un contexte physiologique ou suite à une EPA, HSF2 lie DNMT3A, protéine responsable de la méthylation de novo de l’ADN.Comme, il a été montré que des adultes ayant subi une EPA présentent une perturbation de leur méthylome, il était concevable que l’interaction DNMT3A/HSF2 dans un contexte de stress, puisse, en partie, être à l’origine de cette modification du méthylome. Pour tester cette hypothèse, une alcoolisation de type binge drinking dans des cortex embryonnaires murins a été réalisée et trois études de séquençage à haut débit (NGS) ont été menées en parallèle, puis intégrées.Un ChIP-seq ciblant HSF2 dans le cortex cérébral fœtal murin a permis de cartographier les sites de fixation de ce facteur et d’identifier 280 cibles de HSF2 après cette EPA. La plupart de ces cibles sont des gènes impliqués dans le développement cérébral, dans la réponse au stress et/ou associées dans la littérature à des effets d’une EPA.L’identification de 432 régions différentiellement méthylées (DMRs), immédiatement après EPA entre des cortex fœtaux témoins (traités au PBS) ou traités à l'alcool a été possible, par une capture du méthylome. Cette analyse a nécessité la mise au point d’un outil et d’une approche bio-informatiques spécifiques. Ces DMRs se situent majoritairement au niveau d’enhancers actifs du cortex adulte. Une forte proportion des gènes affectés correspond à des gènes soumis à l’empreinte ou des gènes codant des protocadhérines (impliquées dans le neurodéveloppement ou des fonctions cérébrales), connus comme étant perturbés chez l’adulte à la suite d’une EPA. Ces gènes sont donc porteurs de marques épigénétiques anormales, déposées dès la fin de l’EPA, et constituent de potentiels biomarqueurs d’exposition. Ainsi, des cicatrices épigénétiques sont mises en place rapidement après l’EPA et suggèrent, à la lumière de la littérature, que certaines persistent chez l’adulte.Pour estimer les conséquences fonctionnelles de l’EPA sur le cerveau en développement, une étude de l’accessibilité de la chromatine et de l’expression des gènes sur la période encadrant le stress a été réalisée en contexte physiologique, en analysant des données publiques (ENCODE) d’ATAC-seq et de RNA-seq provenant de cortex préfrontaux murins non stressés. Ce data mining, a permis de dénombrer et d’identifier les régions chromatiniennes différentiellement ouvertes ou fermées, ainsi que les gènes activés ou réprimés entre les stades embryonnaires E13 et E16 dans le cortex en développement. Les DMR sont associées à des régions chromatiniennes dont l’accessibilité varie au moment du stress, mais aussi au niveau de gènes dont l’expression augmente au cours du développement, suggérant une sensibilité particulière de ces régions dynamiques du génome.L’analyse intégrée des différents jeux de données NGS, n’a pas permis de mettre en évidence une corrélation entre les sites fixés par HSF2 et les DMR. En revanche, les sites de fixation de HSF2 étant souvent associés à des sites de liaison de readers du méthylome ou des remodellers de la chromatine, il est possible que HSF2 soit impliqué dans les conséquences fonctionnelles des perturbations du méthylome dues à l’EPA, plutôt que dans la mise en place de ces défauts<br>Fetal brain is vulnerable to environmental stress such as prenatal alcohol exposure (PAE), the leading non-genetic cause of mental retardation. This stress induces a wide spectrum of neurodevelopmental defects that are often lately diagnosed. A better understanding of molecular mechanisms underlying these defects would help to develop reliable diagnostic tools for the early care of high-risk subjects.HSF2 transcription factor is a major actor of PAE response in the developing brain. Necessary for cortical physiological development, it also leads, in the context of chronic PAE stress, to abnormalities in brain development by changing its genomic targets. In addition, V. Mezger's team has demonstrated, in the embryonic cortex, that HSF2 binds DNMT3A - in a physiological context or following a PAE, DNMT3A being responsible for de novo DNA methylation.Since it has been shown that the methylome profile of adults that were exposed to a PAE stress, is often perturbed, it was conceivable that the DNMT3A/HSF2 interaction, in a stressful context, may, in part, be responsible for this methylome profile modifications. To test this hypothesis, three integrative high-throughput sequencing (NGS) studies were conducted, using cerebral cortices of mouse embryos exposed, or not, to PAE corresponding to a binge drinking alcoholization.ChIP-seq experiments, targeting HSF2 in alcohol-exposed fetal cortices, allowed us to map its binding sites in the genome, and identify 280 HSF2 targets. Most of these target sites are associated with genes involved in brain development or in stress response. Some of these genes are also linked, in the literature, with PAE effects.Few hours after PAE, 432 differentially methylated regions (DMRs) were identified between control (PBS treated) or alcohol-treated fetal cortices, using a methylome capture protocol. This analysis required the development of specific bioinformatics tools and approaches. These DMRs are mainly localized in active enhancers of the adult cortex. A high proportion of their associated genes correspond to imprinted genes or genes encoding clustered Protocadherins, both involved in neurodevelopment or brain function, and known to be impacted in adults prenatally exposed to an alcoholic stress. Because their deposition is linked to PAE per se and show some persistence in the postnatal/adut period, this strongly reinforces their potential as biomarkers of exposition. These results indicate that epigenetic ‘scars‘ are deposited very quickly after PAE and suggest, based on the literature, that some of them persist in adults.To estimate the functional consequences of PAE on the developing brain, a study of chromatin accessibility and gene expression over the stress period was conducted in a physiological context, analyzing public data (ENCODE) of ATAC-seq and RNA-seq from unstressed murine prefrontal cortices. This data mining study allowed us counting and identifying the chromatin regions that are differentially opened or closed, as well as the genes that are activated or repressed between the embryonic stages E13 and E16 in the developing cortex. Of note, a proportion of DMRs are significantly associated with chromatin regions whose accessibility varies - under physiological conditions - during the stress period, but also with genes whose expression increases during development, suggesting a particular vulnerability at these dynamic regions of the genome to stress.Our integrative analysis of the different NGS datasets did not reveal any correlation between HSF2 binding sites and the DMRs. However, since HSF2 target sequences contain often binding sites of methylome readers or chromatin remodellers, HSF2 might be involved in functional consequences of PAE-induced methylome disturbances, rather than in the establishment of these defects

Les Encéphalopathies Épileptiques Précoces sont des pathologies rares et sévères caractérisées par des crises fréquentes commençant dans les trois premiers mois de vie accompagnées d’un EEG intercritique altéré et un pronostic très défavorable. Au cours de la caractérisation génétique d’une cohorte de 402 patients, nous avons mis en évidence une délétion de 19,9 kb localisée en Xp11.23 chez un garçon et 34 mutations de novo du gène KCNQ2. La première partie de mon projet a consisté en l’étude de la pathogénicité de la délétion Xp11.23, qui implique trois gènes dont WDR45. Les mutations de WRD45 ont été décrites dans une dégénérescence neuronale avec accumulation de fer et presque exclusivement chez des patients de sexe féminin. Le diagnostic initial, chez ce patient, montre une IRM normale avec un phénotype d'EEP et l'accumulation de fer a été détectée à partir de 5 ans. Ce travail m’a permis de décrire le premier patient atteint d’EEP porteur d’une délétion de WDR45. La deuxième partie de mon projet a concerné le gène KCNQ2. Nos résultats ont montré que les mutations sont impliquées dans deux mécanismes physiopathologiques, une délocalisation subcellulaire et un gain de fonction. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives en terme de compréhension de la pathologie et de thérapies qui peuvent être proposées. Une dernière partie de ce projet a consisté en l’élaboration de nouveaux modèles in vitro, j’ai mis au point des lignées stables exprimant KCNQ2 qui permettront le criblage de molécules thérapeutiques à haut-débit, ainsi que des progéniteurs neuronaux différenciés à partir de cellules iPS issues de la reprogrammation de fibroblastes de patients<br>Early onset epileptic encephalopathies are rare and severe disorders, characterized by frequent motor seizures occurring before three months of age associated with an altered interictal EEG pattern. The prognosis is poor. During the course of the genetic characterization of a cohort of 402 EOEE patients, we identified a de novo deletion located at Xp11.23 in a male patient and 34 KCNQ2 de novo mutations. The first part of my project consisted in the study of the pathogenicity of the Xp11.23 deletion that encompasses three genes including WDR45. Mutations in the WDR45 gene been have recently identified in patients suffering from neurodegeneration with brain iron accumulation. WDR45 mutations have been almost exclusively found in females. Our patient with the Xp11.23 deletion presented a normal MRI and the EOEE phenotype was predominant. Iron accumulation began only at 5 years. My work reveals that deletions of WDR45 are viable in males and can be diagnosed as EOEE. The second part of my project was aimed at the functional study of two KCNQ2 gene mutations. During this work, my results showed that those mutations were involved in new pathological mechanisms, namely a mislocalization or gain of function. Those results provide new perspectives in term of disease knowledge and therapy. The last part of my project consisted in the development of two new in vitro models for the study of KCNQ2 mutations: stable cell lines expressing the Kv7.2 channel for high-throughput screening of drugs and the production of neurons from induced pluripotent stem cells arising from reprogrammed patient fibroblasts

Le Syndrome d’Alcoolisation Foetale (SAF) est l’atteinte la plus sévère des Troubles Causés par l’Alcoolisation Foetale (TCAF). Il se traduit, chez l’enfant, par une triade de manifestations cliniques (dysmorphies craniofaciales, retard de croissance pré et postnatal, troubles neurologiques et comportementaux). Toutefois, en raison de l’absence d’anomalies morphologiques évidentes, la plupart des enfants TCAF échappent à un diagnostic précoce. Pour autant, ces enfants ne sont pas dépourvus d’atteintes cérébrales et les conséquences neurodéveloppementales et comportementales se révèleront progressivement avec l’âge. Le défi, pour les cliniciens, consiste donc à diagnostiquer au plus tôt ces enfants TCAF afin de mettre en place un accompagnement adapté à une période (0-5 ans) où le potentiel de récupération est important. A ce jour, même s’il existe des biomarqueurs d’exposition à l’alcool, ces derniers ne permettent pas de déterminer s’il y a eu une atteinte cérébrale. De récents travaux menés au Laboratoire ont mis en évidence l’existence d’un lien fonctionnel « Placenta-Cerveau » impliqué dans le contrôle de l’angiogenèse corticale du foetus. Ainsi, le PlGF a été identifié comme un premier biomarqueur placentaire d’atteinte cérébrale et une procédure de valorisation a été engagée. Mon projet de thèse a consisté à rechercher si un autre facteur pro-angiogénique placentaire associé au signalosome du PlGF/VEGF, le CD146, pouvait également constituer un acteur de la dysfonction Placenta-Cerveau suite à l’exposition in utero à l’alcool. De plus, une approche sans a priori par analyse transcriptomique inter-organes a également été initiée pour tenter d’élargir la signature « angiogénique » des effets délétères de l’alcool sur la communication entre ces deux organes. Concernant l’étude sur le CD146, les données obtenues sur des extraits de villosités de placenta humain montrent que le profil d’expression des ARNm codant le CD146 ne varie pas à différents stades gestationnels. En revanche, l’étude du profil protéique par la technique de Western blot indique une augmentation marquée de l’expression de la forme membranaire du CD146 avec le terme, et la forme soluble du CD146 est clairement détectée. Chez la Souris, les profils d’expression ARNm et protéique au niveau placentaire sont comparables à ceux caractérisés chez l’humain. L’immunohistochimie indique que l’expression du CD146 est endothéliale. De plus, les résultats obtenus par une approche ELISA indiquent que le sCD146 est détecté dans le sang céphalique foetal. Dans le cerveau, le CD146 est beaucoup moins exprimé que dans le placenta, et la forme membranaire est majoritaire. L’alcoolisation in utero perturbe les expressions placentaire et cérébrale de la forme soluble de CD146 en la diminuant fortement dans le placenta et en l’augmentant dans le cerveau foetal. De plus, certains éléments du signalosome du CD146 ont une expression qui est inversement altérée entre le placenta et le cerveau. Enfin, la répression placentaire du CD146 par l’électroporation de CRISPR-Cas9 entraîne une désorganisation du réseau microvasculaire cortical comparable à celle observée suite à une exposition in utero à l’alcool. En complément de l’étude ciblée sur le CD146, une étude sans a priori a été menée par analyse transcriptomique. Les résultats indiquent que l’alcoolisation in utero affecte peu, quantitativement, la signature transcriptomique « Placenta-Cerveau ». Toutefois, l’alcoolisation se traduit par l’émergence de populations géniques qui sont soit spécifiquement présentes dans le groupe « Contrôle » ou dans le groupe « Alcool ». Une analyse qualitative GO orientée « Angiogenèse » a permis d’identifier une liste de gènes dont le profil d’expression « Placenta-Cerveau » est significativement impactée par l’alcool. Une étape de validation de certains de ces gènes va être engagée<br>Fetal Alcohol Syndrome (FAS) refers to the most severe expression of Fetal Alcohol Spectrum Disorder (FASD). It associates several clinical defects such as craniofacial dysmorphism, growth retardation and neurological/behavioral disabilities. However, due to the absence of obvious dysmorphic features, most children with FASD are late or misdiagnosed. Nevertheless, these infants are not devoid of neurodevelopmental impairments and neurobehavioral troubles that will progressively appear with age. Consequently, the challenge for clinicians consists in the early diagnosis of FASD to avoid the loss of precious years of care. Even if several biomarkers of alcohol exposure have been characterized, there are currently no biomarkers of brain defects. Recent data from the Laboratory have shown a functional link “Placenta-Brain” involved in the control of the fetal cortical angiogenesis. Thus, PlGF has been identified as a first placental biomarker of brain impairments, and a valorization process has been initiated. My thesis project consisted to research if another placental proangiogenic factor associated to the VEGF/PlGF signalosome could also be an actor of the Placenta-Brain dysfunction induced by in utero alcohol exposure. Moreover, a non-oriented trans-organ transcriptomic approach has also been initiated trying to broaden the “angiogenic” signature of the alcohol-induced deleterious effects on the placenta-brain axis. About the CD146 study, data obtained on villous extracts from human placentas showed that the expression profile of mRNA didn’t changed between gestational weeks. However, Western blot analyses showed a marked increase of the expression of the membrane form (mCD146) with term and the soluble form sCD146 was clearly detected. In mouse, the mRNA and protein expression profiles in the placenta were very similar to those characterized in human. Immunohistochemistry indicated that the CD146 expression is at least endothelial. Moreover, results obtained by ELISA indicated that the sCD146 is detected in the fetal cephalic blood. In the mouse brain, the expression of CD146 was much less expressed than in the placenta and mCD146 is the main form. In utero alcohol exposure disrupted the expression of sCD146 decreasing in the placenta and increasing in the fetal brain. Additionally, several members of the CD146 signalosome were inversely impacted by alcohol between the placenta and the fetal brain. Finally, the placental repression of CD146 by in utero electroporation of CD146 CRISPR-Cas9 plasmids resulted in a disorganization of the microvascular cortical network, similar to the one observed after an in utero alcohol exposure. In addition to the first study focused on CD146, a non-oriented transcriptomic approach was undertaken to investigate the effects of alcohol on the placenta-brain interactions. Results indicated that in utero alcohol exposure have quantitatively a little impact on the “Placenta-Brain” transcriptomic signature. Nevertheless, alcohol exposure induced specific dysregulations of genes representative of the placenta/brain axis and a qualitative GO analysis using the “angiogenesis” filter allowed us to identify a list of genes significantly impaired. A validation step is now planned. To conclude, the targeted approach done on CD146 supports the existence of a functional placenta-fetal brain interaction and involved in the control of angiogenesis. The CD146 could constitute another placental biomarker of brain development defects induced by in utero alcohol exposure. Moreover, the transcriptomic approach has provided promising data regarding angiogenesis dysfunction and neurodevelopmental troubles and it would contribute to the characterization of a transcriptomic signature for the early diagnosis of FASD

L’étude des nystagmus du nourrisson est difficile pour des raisons méthodologiques. La plupart des études sont donc réalisées chez des adultes et a posteriori. Ces études chez l’adulte ont permis la révision des classifications des nystagmus infantiles, avec la consolidation des concepts de syndrome du nystagmus précoce et de nystagmus de type latent. La séméiologie et l’étiopathogénie des nystagmus du nourrisson – notamment des formes comportant un élément vertical et des formes transitoires – reste donc à étudier. Dans ce but : 1. Nous avons développé de nouvelles techniques d’enregistrement des mouvements oculaires chez les nourrissons, utilisables dans le cadre d’une consultation. Elles incluent de nouveaux stimuli, un appareil d’enregistrement des mouvements oculaires spécialement conçu pour le nourrisson et de nouvelles méthodes d’analyse statistique du signal. Nous avons vérifié la faisabilité de ces enregistrements chez 28 nourrissons atteints de nystagmus. 2. Nous avons étudié systématiquement 32 cas de nystagmus de type spasmus nutans, classiquement considéré comme une entité bénigne idiopathique, avec un examen clinique complet, une imagerie cérébrale, une électrophysiologie visuelle et des enregistrements oculo-moteurs. Dans 53,1% des cas, le spasmus nutans était le symptôme d’une autre maladie : neurologique (34,3%), notamment des gliomes du chiasma (21,9%), ou rétinienne (12,5%). Une atteinte des voies visuelles antérieures est probablement en cause dans la physiopathologie des spasmus nutans. 3. Huit cas de nystagmus ayant conduit au diagnostic de gliome des voies optiques (GVO) ont été également enregistrés et étudiés. L’âge d’apparition du nystagmus allait de 2,5 à 10 mois. Le GVO était toujours chiasmatique et constituait une sous-population spécifique. Le nystagmus était toujours de type spasmus nutans. Les enregistrements oculo-moteurs montraient : une fréquence entre 2,7 et 5 Hz, une morphologie sinusoïdale du nystagmus, une dissociation et une dysconjugaison particulière, avec une opposition de phase (180°) entre les oscillations des deux yeux dans le plan horizontal mais une correspondance de phase dans le plan vertical, à l’origine d’un mouvement semblable à un mouvement de convection. Rarement et brièvement, le rapport de phase changeait. Ces caractéristiques orientent vers des oscillations dans le système des vergences, possiblement la conséquence d’une atteinte des afférences sensorielles des centres du contrôle vergentiel dans le tronc cérébral, secondaire au GVO et survenant pendant la période sensible du développement visuel. 4. Cinq cas de nystagmus upbeat chez des nourrissons avec des rétines et une imagerie cérébrale normale ont été étudiés. Le nystagmus était observé en décubitus et électivement déclenché par des rotations de la tête en position allongée. Dans tous les cas, une résolution spontanée était observée après quelques mois d’évolution. Les caractéristiques de ce type de nystagmus suggèrent une participation du système otolithique, suivie d’une recalibration secondaire des circuits vestibulo-oculaires. En conclusion, le développement de techniques d’enregistrement des mouvements oculaires adaptées aux nourrissons aide à la compréhension de l’étiopathogénie de variétés mal décrites de nystagmus, notamment dans les cas comportant un élément vertical et dans les cas transitoires. Les processus de maturation des voies visuelles antérieures et des centres de contrôle de l’oculomotricité semblent jouer un rôle central dans les mécanismes de ces nystagmus<br>Studying infantile nystagmus during infancy is difficult for methodological reasons. Most such studies have been performed in adults and a posteriori. These studies in adults allowed for an improvement in the existing classifications, with now robust knowledge about the two most frequent varieties of infantile nystagmus: infantile nystagmus syndrome and fusion maldevelopment nystagmus syndrome. The characteristics and pathophysiology of nystagmus in infants–notably varieties of nystagmus with a vertical component and transitory nystagmus– need further study. For this reason: 1. We developed new techniques for the recording of eye movements in infants in the setting of a clinic. They include new stimuli, the use of specially-designed infrared photo-oculography eyetrackers and new statistical analysis paradigms. We assessed these techniques in a population of 28 infants with a nystagmus. 2. We systematically studied 32 cases of spasmus nutans, classically considered an idiopathic entity, with comprehensive clinical examination, brain imaging, electrophysiology, nystagmus recording. In 53.1% of cases, it led to the diagnosis of another condition: a neurological disease (34.3%), including cases of chiasmal gliomas (21.9%), or a retinal dysfunction (12.5%). Anterior visual pathway dysfunction is likely involved in the pathophysiology of spasmus nutans. 3. Eight cases of nystagmus having led to a diagnosis of optic pathway glioma (OPG) were also recorded and studied. Age at nystagmus onset was 2.5-10 months. The associated OPG always involved the chiasm, and represent a specific subpopulation of OPG. Clinically, the nystagmus was always classified as spasmus nutans type. Oculographic recordings showed frequencies of 2.7-5 Hz, sinusoidal waveforms, dissociation and a special type of disconjugacy, with a 180° horizontal phase shift and no vertical phase shift, exhibiting a “convection-like” movement pattern. Rarely and for short periods of time, the phase shift could change. These characteristics point towards oscillations in the vergence system, which could possibly result from the specific disruption of the vergence centres afferences in the brainstem, induced by the OPG during the sensitive period of visual development. 4. Five cases of upbeat nystagmus in infants with normal retinas and normal brain imaging were studied. The nystagmus mostly occurred in supine position and could be triggered by head rotations in the supine position. All resolved spontaneously. The characteristics of this nystagmus suggest an involvement of the otolithic system, with a secondary recalibration of the vestibulo-ocular pathways. In conclusion, the development of infant-friendly devices for eye-movements recording helps providing new insights on the pathophysiology of poorly described varieties of nystagmus, including nystagmus with a vertical component and transitory nystagmus. The maturation process of both the anterior visual pathways and the oculomotor pathways appears to be central in the mechanisms of these nystagmus

L'équipe de recherche, au sein de laquelle je réalise ma thèse, s'attache à disséquer les maladies génétiques mendéliennes responsables de pathologies intestinales sévères. L'étude de ces maladies présente deux objectifs. D'une part, étudier au plan moléculaire les mécanismes constituants la barrière intestinale. D'autre part, proposer de nouveaux diagnostics aux patients mais également évaluer de nouvelles cibles thérapeutiques. Ainsi, j'ai participé dans un premier temps à l'étude de données obtenues par séquençage de gênes cibles (Targeted Next Generation Sequencing) au sein d'une cohorte de patients présentant une inflammation intestinale à début précoce (avant 6 ans), afin de rechercher les maladies intestinales monogéniques déjà décrites dans la littérature. En cas de résultat négatif nous réalisions une analyse d'exome (Whole Exome Sequencing) afin d'identifier de nouveaux gênes candidats. La suite de mon travail a consisté à valider au plan fonctionnel la pathogénie des mutations retrouvées dans deux nouveaux gênes. Ainsi, j'ai étudié le mécanisme physiopathologique d'une mutation faux-sens, homozygote sur le gène UNC45A, chez une patiente présentant une diarrhée congénitale sévère néonatale. Puis j'ai validé les conséquences fonctionnelles d'une mutation responsable d'un codon stop précoce sur le gène IPO8. Cette mutation a été retrouvé à l'état homozygote chez un frère et une sœur qui présentaient une inflammation intestinale précoce associées à des symptômes évocateurs d'un syndrome de Loeys-Dietz. Du fait du rôle décrit d'IPO8 dans le transport nucléaire de Smad3, notre objectif a été de mettre en évidence un dysfonctionnement de la voie du TGFbéta chez nos patients<br>My PhD thesis project is part of the efforts led by our team to dissect Mendelian diseases causing severe intestinal disorders with the scientific goal to get insight into the molecular mechanisms of the human gut barrier and with the medical goal to improve the diagnosis and care of these rare but life-threatening diseases. In the first part of my thesis, I have participated to the analysis of data generated by targeted new generation sequencing or by whole exome sequencing in order to identify known monogenic intestinal disorders and next to identify new candidate genes. In the second part of my thesis, I have led functional studies to validate mutations in two new candidate genes. On the one hand, I am analysing the mechanism of the dramatic congenital diarrheoa observed in a girl carrying an homozygous missense mutation in UNC45, a gene very recently associated with congenital diarrhoea. On the other hand, I am characterizing the functional consequences of a homozygous mutation introducing an early stop codon in IPO8 in two siblings displaying a complex syndrome including intestinal inflammation and symptoms evocative of Loeys-Dietz syndrome. Given previous indication that IPO8 may be involved in the nuclear trafficking of Smad3, we aim at demonstrating impairment of signalling downstream TGFbeta

Si le syndrome de prédisposition héréditaire au cancer du sein et de l’ovaire constitue uneentité reconnue et supportée par l’identification de variations délétères sur les gènes BRCA1,BRCA2, PALB2, RAD51C et RAD51D, et si le cancer du sein de la femme jeune (avant 31 ans) estintégré dans le spectre du syndrome de Li-Fraumeni lié aux altérations de TP53, une large fractiondes patientes adressées en consultation d’oncogénétique pour ce motif demeure orpheline dediagnostic moléculaire. La connaissance du génome humain et l’avènement du séquençage denouvelle génération ont permis des avancées considérables, notamment dans l’observation de latrès grande variabilité du génome et de la survenue de variations de novo.Nous avons ainsi appliqué ces outils et ces concepts au cancer du sein de la femmejeune, afin de tenter d’identifier de nouveaux déterminants moléculaires constitutionnels. Dansune première approche basée sur la réalisation d’exomes soustractifs pour des trios parents- enfant, nous avons recherché des variants de novo délétères et effectivement identifié un variantrare de novo et délétère sur le gène INHBA dans le contexte d’un cancer de l’ovaire chez unejeune femme. Cette approche n’a cependant pu être reproduite dans le contexte d’un cancer dusein précoce. Nous avons également tenté une approche par exomes comparatifs dans unefamille remarquable avec survenue de cancers du sein précoces sur trois générations, sansvariation délétère identifiée commune à ces individus. Dans une seconde approche basée surun panel de 201 gènes impliqués dans la cancérogenèse, nous avons tenté d’identifier desvariants délétères ou des enrichissements en variants rares dans une cohorte de cancers du seinprécoces. Nous avons identifié une variation en mosaïque de TP53, sans autre détection devariations formellement délétères parmi 30 patientes atteintes de cancers du sein avant 31 ans.Un enrichissement non significatif en variants rares affectant les voies de la réparation de l’ADN aété néanmoins mis en évidence, suggérant des études plus larges ciblant ces voies. Enfin, nousavons recherché spécifiquement des variants de novo en mosaïque de TP53 dans lecontexte du cancer du sein de la femme jeune ou de cancers pédiatriques, et démontré ainsi laprévalence relativement importante de ces évènements. Ces observations supportent la nécessitéd’user d’un séquençage de forte profondeur et de ne pas restreindre les indications d’analyses deTP53 aux seules situations familiales évocatrices<br>Despite previous identifications of deleterious variants on BRCA1, BRCA2, PALB2,RAD51C and RAD51D supporting the hereditary breast and ovarian cancer syndrom, and thecontribution of TP53 mutations in very early-onset breast carcinomas, a large fraction of patientssuggestive of Medelian disease remains without molecular diagnosis. In the past years,sequencing of the Human genome and next-generation sequencing offered major advances, inparticular in the field of genome variability and de novo variants.We applied these new tools and concepts in the context of very early-onset breastcarcinomas, in order to identify new molecular germline determinants. First, we dealt withsoustractive exomes, in parents - child trios, and succeed in the identification of a deleterious denovo variant in the INHBA gene, in the context of very early-onset of ovarian cancer. However, wehave failed with this approach in a second trio with an index affected by early-onset breastcarcinoma. We also tried a comparative exome sequencing approach in a remarkable pedigreewith multiple probands affected by early-onset breast carcinomas, without identification of ashared deleterious variant. Secondly, we used a home-made 201 genes panel assuming thatgenes somatically affected in cancers might be altered in inherited conditions. We analyzed acohort of very early-onset breast carcinomas, and identified a mosaic TP53 variation. Moreover,we identified some interesting candidate variants and observed a non-significant trend of rarevariants enrichment in the DNA repair pathway. Finally, we designed a specific TP53 gene capturein order to detect mosaic variants in pediatric cancers and very early-onset breast carcinomas.We confirmed the clinically significant prevalence of these alterations, which support TP53analysis in these conditions even in sporadic presentations