790 resultados para signalisation cellulaire


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De par sa prsence dans tous les vaisseaux sanguins, l'endothlium joue un rle clef dans le processus dhmostase, tant par sa libration de facteurs anticoagulants que par ses changements protiques qui permettent lorganisme de dclencher la rparation tissulaire. La fonction anticoagulante de lendothlium peut tre mise en dfaut en cas datteinte de son intgrit, entrainant la formation de thrombus, le rejet prcoce de greffes ou encore linduction de lathrosclrose. Lintgrit de lendothlium est donc capitale pour la prvention de nombreuses maladies cardiovasculaires. Chez ladulte, les cellules endothliales (CE), normalement quiescentes, sont rapidement actives en cas dhypoxie ou dinflammation, leur permettant ainsi damorcer le processus angiognique comme suit: Tout dabord, linduction de lhyperpermabilit vasculaire permet lextravasation des protines plasmatiques. Ensuite, la dgradation de la lame basale par des metalloproteases permet aux CE de se dtacher, de prolifrer, de migrer et de sorganiser pour former lbauche du futur vaisseau. La dernire tape consiste en la maturation du vaisseau, cest-a-dire son recouvrement par des cellules murales, telles que les cellules musculaires lisses et les pericytes. Ces processus sont rguls par de nombreux facteurs angiogeniques tels que les membres de la famille Notch, du vascular endothelial growth factor (VEGF), du fibroblast growth factor (FGF), des angiopotines, et des matrix metalloproteases (MMP). Langiogense pathologique, soit une insuffisance ou un excs de vascularisation, est implique dans les blessures chroniques, les accidents cardiovasculaires, les pathologies coronariennes artrielles, les pathologies tumorales, larthrite rhumatode, la rtinopathie diabtique, lathrosclrose, le psoriasis et lasthme. Ces pathologies sont souvent issues dune drgulation de lactivit endothliale, frquemment observe conjointement a lexpression continue de molcules dadhsion leucocytaires, a laugmentation de la permabilit vasculaire, et aux anomalies de la vasoreactivite. Lactivation non-contrle de lendothlium entrane ainsi une inflammation chronique et la formation de structures vasculaires anarchiques. Les premiers leucocytes rpondre lappel inflammatoire sont les neutrophiles. Equippes dune panoplie de produits antibactriens puissants mais aussi nocifs pour les tissus qui les entourent, ces cellules polylobes participent chaque tape du processus inflammatoire, depuis linduction de lhyperpermabilit vasculaire jusqu la rsolution. En effet, grce leurs rcepteurs, les neutrophiles dtectent et interprtent les signaux biochimiques prsents dans la circulation et la surface de lendothlium, et librent aussi leurs propres mdiateurs tels le VEGF, les MMP, et linterleukine-8 (IL-8), dont les effets sont la fois paracrines et autocrines. Existent-ils dautres modulateurs typiques de la fonction endothliale capables dinfluencer le comportement des neutrophiles? En effet, notre laboratoire a dmontr que chez lhumain, une stimulation directe aux angiopotines incitait les neutrophiles adhrer aux CE, migrer, synthtiser et relcher lIL-8, voire mme vivre plus longtemps. La prsence du rcepteur des angiopotines, Tie2, la surface des neutrophiles laisse prsager que la famille possderait dautres fonctions leucocytaires encore non-identifies. Par ailleurs, dans un modle classique de langiogense in vivo (matrigel), nous avons observ que sous leffet du FGF1 et 2, les bauches des nouveaux vaisseaux taient parfois accompagnes dune infiltration de cellules granulocytaires. Ainsi, en partant de ces observations, lobjectif de nos tudes (prsentes ci-aprs) tait dapprofondir nos connaissances sur la relation entre neutrophiles et facteurs angiogniques, notamment les FGF et les angiopotines. Par tests in vitro, nous avons confirm que les neutrophiles humains exprimaient plusieurs rcepteurs du FGF (FGFR1-4) dune faon htrogne, et quils migraient vers un gradient des ligands FGF1 et 2. Par ailleurs, nous nous sommes intresss aux voies de signalisation inflammatoires actives par les ligands FGF1, FGF2, Ang1 et Ang2. Grce une stratgie gnique ciblant 84 gnes inflammatoires, nous avons identifi plusieurs cibles dintrt touches par Ang1, dont certains membres de la famille de lIL-1, alors quaucun des gnes tests navait chang de faon significative sous leffet des FGF ou dAng2. Suite des cintiques approfondies, nous avons dmontr quAng1 stimulait la transcription de lARN messager de lIL-1, et augmentait simultanment la quantit de protine immature (pro-IL-1; inactive) et clive (IL-1 mature ; active). En parallle, Ang1 augmentait la scrtion de lantagoniste naturel de lIL-1, lIL-1RA, sans pour autant stimuler la relche de lIL-1. A linstar des endotoxines bactriennes dont les effets lis lIL-1 dpendaient de la kinase p38, ceux dAng1 dcoulaient presque entirement des voies de signalisation du p42/44.

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A fundamental goal in neurobiology is to understand the development and organization of neural circuits that drive behavior. In the embryonic spinal cord, the first motor activity is a slow coiling of the trunk that is sensory-independent and therefore appears to be centrally driven. Embryos later become responsive to sensory stimuli and eventually locomote, behaviors that are shaped by the integration of central patterns and sensory feedback. In this thesis I used a simple vertebrate model, the zebrafish, to investigate in three manners how developing spinal networks control these earliest locomotor behaviors. For the first part of this thesis, I characterized the rapid transition of the spinal cord from a purely electrical circuit to a hybrid network that relies on both chemical and electrical synapses. Using genetics, lesions and pharmacology we identified a transient embryonic behavior preceding swimming, termed double coiling. I used electrophysiology to reveal that spinal motoneurons had glutamate-dependent activity patterns that correlated with double coiling as did a population of descending ipsilateral glutamatergic interneurons that also innervated motoneurons at this time. This work (Knogler et al., Journal of Neuroscience, 2014) suggests that double coiling is a discrete step in the transition of the motor network from an electrically coupled circuit that can only produce simple coils to a spinal network driven by descending chemical neurotransmission that can generate more complex behaviors. In the second part of my thesis, I studied how spinal networks filter sensory information during self-generated movement. In the zebrafish embryo, mechanosensitive sensory neurons fire in response to light touch and excite downstream commissural glutamatergic interneurons to produce a flexion response, but spontaneous coiling does not trigger this reflex. I performed electrophysiological recordings to show that these interneurons received glycinergic inputs during spontaneous fictive coiling that prevented them from firing action potentials. Glycinergic inhibition specifically of these interneurons and not other spinal neurons was due to the expression of a unique glycine receptor subtype that enhanced the inhibitory current. This work (Knogler & Drapeau, Frontiers in Neural Circuits, 2014) suggests that glycinergic signaling onto sensory interneurons acts as a corollary discharge signal for reflex inhibition during movement. v In the final part of my thesis I describe work begun during my masters and completed during my doctoral degree studying how homeostatic plasticity is expressed in vivo at central synapses following chronic changes in network activity. I performed whole-cell recordings from spinal motoneurons to show that excitatory synaptic strength scaled up in response to decreased network activity, in accordance with previous in vitro studies. At the network level, I showed that homeostatic plasticity mechanisms were not necessary to maintain the timing of spinal circuits driving behavior, which appeared to be hardwired in the developing zebrafish. This study (Knogler et al., Journal of Neuroscience, 2010) provided for the first time important in vivo results showing that synaptic patterning is less plastic than synaptic strength during development in the intact animal. In conclusion, the findings presented in this thesis contribute widely to our understanding of the neural circuits underlying simple motor behaviors in the vertebrate spinal cord.

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Les kinases constituent une famille majeure de protines qui rgulent divers processus par la phosphorylation de leurs substrats, mais aussi par leur activit non- catalytique. Ce rle indpendant de lactivit kinase a t observ chez quelques protines dont des membres de la famille Sterile-20. La kinase Ste20 Slik de Drosophila aide au maintien de lintgrit des tissus pithliaux en phosphorylant lERM Moesin et peut aussi induire une prolifration cellulaire non-autonome indpendamment de son activit catalytique. La mthode de rgulation de ces deux rles tait jusquici inconnue. Nous avons identifi 19 sites de phosphorylation chez Slik par spectromtrie de masse. laide de mutants, nous dmontrons que les deux fonctions de Slik sont rgules par la phosphorylation dau moins 2 rsidus conservs de son segment dactivation par un mcanisme dauto- et/ou trans-phosphorylation. Cette tude amne une meilleure comprhension de la rgulation de lintgrit pithliale et de la croissance, deux processus cls qui sont souvent drgls dans le cancer et certaines maladies gntiques.

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Le systme endocannabinode (eCB) est prsent dans le systme nerveux central (SNC) de mammifres, incluant la rtine, et est responsable de la rgulation de nombreux processus physiologiques. Bien que la prsence du rcepteur cannabinode de type 1 (CB1R) a bien t document dans la rtine de rongeurs et primates, il y a encore une controverse quant la prsence du rcepteur cannabinode de type 2 (CB2R) au niveau du SNC. En utilisant la microscopie confocale, nous sommes les premiers signaler les patrons dexpression du CB2R dans la rtine de singe. Nos rsultats dmontrent que le CB2R est exprim exclusivement dans les cellules de Mller de la rtine du singe. En outre, nous avons compar les diffrents patrons dexpression du systme eCB dans la rtine de la souris, du toupaye, ainsi que du singe vervet et macaque. Nous rapportons que les distributions de CB1R, FAAH (fatty acid amid hydrolase), MAGL (monoacylglycerol lipase) et DAGL (diacylglycerol lipase alpha) sont hautement conserves parmi ces espces alors que CB2R et NAPE-PLD (N-acyl phosphatidylethanolamine phospholipase D) prsentent diffrents profils d'expression. CB2R n'a pas t dtect dans les cellules neuronales de la rtine des primates. Limmunoractivit de NAPE-PLD est prsente dans les couches de la rtine de souris et toupayes, mais a t limite la couche des photorcepteurs des singes vervet et macaque. Pour tudier les corrlats neuronaux et le rle de la signalisation du systme eCB dans la rtine, nous avons tabli un protocole standard pour l'lectrortinographie (ERG), puis enregistr la rponse ERG de la rtine aprs le blocage des rcepteurs avec des antagonistes spcifiques pour CB1R (AM251) et CB2R (AM630). Compar au tmoin, dans des conditions photopiques, et certaines intensits faibles du stimulus, le blocage de CB1R diminue l'amplitude de l'onde-b, alors qu des intensits plus leves, le blocage de CB2R augmente l'amplitude des deux-ondes a et b. De plus, le blocage des rcepteurs cannabinodes provoque une augmentation de la latence des deux ondes a et b. Dans des conditions dadaptation l'obscurit, le blocage de CB1R et CB2R rduit lamplitudes de l'onde a seulement des intensits plus leves et rduit londe b intensits plus faibles. Des augmentations significatives de latence ont t observes dans les deux cas. Ces rsultats indiquent que les rcepteurs CB1 et CB2 chez les primates non humains sont impliqus dans la fonction rtinienne conditions photopiques. En outre, nous avons valu le profil d'expression du CB1R, de FAAH et de NAPE-PLD au-del de la rtine dans le corps gnicul latral des singes et nous rapportons pour la premire fois que CB1R et FAAH sont exprims davantage dans les couches magnocellulaires. La NAPE-PLD a t localise travers les couches magno- et parvocellulaires. Aucune de ces composantes nest exprime dans les couches koniocellulaires. Ces rsultats nous aident mieux comprendre les effets des cannabinodes sur le systme visuel qui pourraient nous mener trouver ventuellement de nouvelles cibles thrapeutiques.

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Le systme rnine-angiotensine est impliqu dans le remodelage structurel et lectrique caractrisant la fibrillation auriculaire (FA). Langiotensine II (ANG II) induit le dveloppement de fibrose et dhypertrophie au niveau des oreillettes, prdisposant la FA. Or, les mcanismes lectrophysiologiques par lesquels lANG II pourrait promouvoir la FA sont peu connus. Lobjectif de ce projet de recherche est dvaluer leffet de lANG II sur les courants potassiques et calciques au niveau auriculaire indpendamment du remodelage structurel. Pour ce faire, nous avons utilis la technique de patch-clamp avec un modle de souris surexprimant le rcepteur de type 1 langiotensine II (AT1R) spcifiquement au niveau cardiaque. Pour distinguer les effets directs de la surexpression dAT1R des effets induits par le remodelage cardiaque, nous avons tudi des souris ges de 180 jours, qui prsentent du remodelage structurel, et des souris ges de 50 jours, qui nen prsentent pas. Des tudes prcdentes sur ce modle ont montr quau niveau des myocytes ventriculaires, lANG II rduit le courant potassique global (Ipeak) et rectifiant entrant (IK1) ainsi que le courant calcique de type L (ICaL). Ainsi, notre hypothse est que lANG II modulera aussi ces courants au niveau auriculaire, pouvant ainsi augmenter lhtrognit de repolarisation auriculaire et de ce fait le risque de dvelopper et maintenir la FA. Nous avons observ une diminution significative de la densit dIK1 dans loreillette gauche des souris transgniques sans changement dIpeak. De plus, la densit d ICaL nest pas rduite chez les souris transgniques ges de 50 jours. En conclusion, leffet de lANG II sur les courants potassiques et calciques semble dpendre de la chambre cardiaque. En effet, nous savions que lANGII rduisait Ipeak, IK1 et ICaL au niveau ventriculaire, mais nos rsultats ont montr quil ne les affectait pas directement au niveau des oreillettes. Ceci suggre des mcanismes de rgulation impliquant des voies de signalisation distinctes selon les chambres cardiaques. Enfin, nos rsultats montrant labsence de linfluence directe de la surexpression dAT1R sur les canaux K+ et Ca2+ au niveau des myocytes auriculaires renforcent limportance dapprofondir nos connaissances sur les effets de langiotensine II sur le dveloppement de la fibrose, sur le remodelage structurel et sur la conduction lectrique cardiaque.

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Les cellules souches ont attir lattention du public ces dernires annes, grce non-seulement leur utilisation comme thrapies visant sattaquer certains types de cancers, mais aussi en relation avec leur potentiel dans le domaine de la mdecine regnrative. Il est tabli que le destin cellulaire des cellules souches embryonnaires (ESC) est rgul de faon intensive par un groupe de facteur cls agissant sur leur pluripotence. Il est nanmoins envisageable que certains dterminants influenant lauto-renouvellement et la diffrenciation de ces cellules soient toujours inconnus. Afin de tester cette hypothse, nous avons gnr, en utilisant une mthode par infections virales, une collection de ESC contenant des dltions chromosomales chevauchantes que nous avons baptise DelES (Deletion in ES cells). Cette librairie contient plus de 1000 clones indpendants dont les rgions dltes couvrent environ 25% du gnome murin. laide de cette ressource, nous avons conduit un criblage de formation de corps embryodes (EB), dmontrant que plusieurs clones dlts avaient un phnotype de diffrenciation anormal. Nos tudes de complmentation sur un groupe de clones ont par la suite permis lidentification de Rps14 - un gne codant pour une protine ribosomale (RP) comme tant haploinsuffisant pour la formation de EB. Dans un deuxime temps, lanalyse approfondie des rsultats de notre crible a permis didentifier un groupe de gnes codants pour des RP qui semblent essentiels pour la diffrenciation des ESC, mais dispensables pour leur auto-renouvellement. De manire intressante, les phnotypes anormaux de formation en EB les plus marqus sont associs des dltions de RP qui se retrouvent au site de sortie des ARN messagers (ARNm) du ribosome, soit Rps5, Rps14 et Rps28. tonnament, alors quun dbalancement des RP conduit gnralement une rponse de type p53, lhaploinsuffisance de ces trois gnes ne peut tre renverse par une simple rduction des niveaux dexpression de ce gne suppresseur de tumeurs. Finalement, nos tudes de profilage polysomal et de squenage haut-dbit montrent une signature spcifique de gnes lis au msoderme chez un clone htrozygote pour Rps5, suggrant ainsi une explication au phnotype de diffrenciation p53-indpendant identifi chez ces ESC. Nos travaux rapportent donc la cration dune ressource intressante de gnomique fonctionnelle qui a permis de mettre jour le rle essentiel que jouent les RP dans le processus de formation de EB. Nos rsultats permettent aussi de documenter une rponse p53-indpendante suite un dbalancement de RP dans un contexte opposant lauto-renouvellement et la diffrenciation des ESC.

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Lostoarthrose (OA) se caractrise par une perte du cartilage articulaire, une sclrose osseuse, et une inflammation de la membrane synoviale. Des tudes in vivo et in vitro indiquent que les modifications du tissu osseux sont responsables de la perte du cartilage articulaire. Les ostoblastes (Ob) OA prsentent une rduction de la rponse lhormone parathyrodienne (PTH), un signal anabolique important pour le tissu osseux, versus les Ob normaux. Le rcepteur la PTH (PTH-R) interagit avec le LRP6, le rcepteur des ligands Wnts, et les antagonistes Dickkopf (DKK) bloquent cette interaction. Puisque le niveau de DKK2 est lev en rponse au TGF-1 dans les OA Ob, nous proposons que DKK2 altre linteraction LRP6/PTH-R, le recyclage de PTH-R, et inhibe la rponse la PTH. Nous avons utilis des Ob OA et normaux humains en culture primaire. Lexpression de PTH-R, LPR6 et DKK2 est mesure par RT-PCR. Les niveaux protiques de LRP6, PTH-R et DKK2 ont t dtermins par immunobuvardage. Linhibition de DKK2 sest effectue par siRNA et lAMP cyclique (AMPc) a t mesure par ELISA. Leffet de TGF-1 sur lexpression de DKK2 et PTH-R a t test sur des cellules dostosarcome SaOS-2. Lexpression de PTH-R et LRP6 est similaire entre Ob normaux et OA, mais le niveau protique de PTH-R est rduit dans les Ob OA. Par contre, lexpression et la production de DKK2 sont plus leves dans les Ob OA. Linhibition de DKK2 ne modifia pas lexpression de LRP6 et PTH-R dans les Ob OA mais a augment le niveau protique de PTH-R dtect par immunobuvardage alors que celui de LRP-6 demeura inchang. Linhibition de DKK2 dans les Ob OA entrana une augmentation de PTH-R dans la fraction membranaire et une diminution de la fraction intracellulaire. Les rsultats de l'inhibition de la voie de clathrine par le triflupromazine ont montr une expression accrue du rcepteur PTH dans la fraction membranaire qui peut tre due l'inhibition de sa dgradation par la voie de clathrine. Linduction de DKK2 dans les cellules SaOS-2 par TGF-1 entrana linhibition de PTH-R mais non celle de LRP6. Linhibition de DKK2 dans les Ob OA a stimul la production dAMPc en rponse la PTH par les Ob OA. En outre, le traitement de TGF-1 dans les cellules SaOS-2 rduit la production d'AMPc en rponse la PTH.Ces rsultats dmontrent que les niveaux levs de DKK2, via linhibition de la signalisation Wnt/bcatnine, sont aussi responsables de laltration de la rponse la PTH observe dans les Ob OA. Le niveau lev de DKK2 diminue spcifiquement laffichage membranaire de PTH-R dans ces cellules et non son expression. Ces rsultats suggrent donc une altration du cross-talk entre LRP6 et PTH-R dans les Ob OA en lien avec leur niveau de DKK2.

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Les dendrites sont essentielles pour la rception et lintgration des stimuli affrents dans les neurones. De plus en plus dvidences dune dtrioration dendritique sont associes une axonopathie dans les maladies neurodgnratives. Le glaucome dont la physiopathologie est caractrise par une dtrioration progressive et irrversible des cellules ganglionnaires de la rtine (CGRs) est la premire cause de ccit irrversible dans le monde. Son volution est associe un amincissement graduel des axones et latrophie des somas des CGRs. La majorit des tudes de neuroprotection des neuropathies rtiniennes visent la survie et la protection des somas et des axones. Des tudes rcentes ont dmontr des changements dendritiques associs cette pathologie, toutefois les mcanismes molculaires les rgulant sont mconnus. Lhypothse principale de ma thse stipule quune lsion axonale entrane des altrations prcoces des structures dendritiques. Lidentification de voies de signalisation rgulant ces changements permettrait dlaborer des stratgies de neuroprotection et de rtablir la fonction de ces neurones. Dans la premire tude, nous avons examin leffet prcoce dune lsion axonale aige sur la morphologie dendritique des CGRs in vivo. En utilisant des souris transgniques exprimant la protine fluorescente jaune (YFP) soumises une axotomie, nous avons dmontr un rtrcissement de larbre dendritique des CGRs et une diminution slective de lactivit de mTOR avant le dbut de la mort des CGRs lses. Aussi nous avons dmontr une augmentation de lexpression de la protine Regulated in development and DNA damage response 2 (REDD2), un rgulateur ngatif en amont de la protine mTOR en rponse la lsion du nerf optique in vivo. Nous avons dmontr que la ractivation de mTOR par linhibition de lexpression de REDD2 prserve les arbres dendritiques des CGRs adultes. En effet, linjection de petits ARN dinterfrence contre la REDD2 (siREDD2) stimule lactivit de mTOR dans les CGRs lses et augmente significativement la longueur et la surface dendritique totale. De plus, la rapamycine, un inhibiteur de mTOR, inhibe compltement leffet du siREDD2 sur la croissance et llaboration des dendrites. Lanalyse lectrophysiologique des CGRs dmontre une augmentation de lexcitabilit des CGRs lses qui est restaure en prsence du siREDD2. Par ailleurs, des donnes rcentes ont mis en vidence limplication de la neuro-inflammation dans le glaucome, caractrise par une augmentation de cytokines pro-inflammatoires dont principalement le facteur de ncrose tumorale (TNF). Ainsi dans la deuxime tude nous avons examin leffet du TNF exogne sur la morphologie de larbre dendritique des CGRs et commenc ltude des mcanismes molculaires sous-jacents ces changements. Nos rsultats dmontrent que linjection de TNF recombinante dans le vitre induit une rtraction dendritique prcoce qui corrle une rduction de phospho-S6 suggrant limplication de mTOR dans ces CGRs lses. Ainsi, les tudes prsentes dans cette thse mettent en vidence un nouveau rle de mTOR dans la stabilit et le maintien des dendrites de neurones rtiniennes adultes. Ces tudes ont aussi dmontr leffet prcoce de stress direct ou indirect, cest--dire laxotomie et le TNF respectivement sur la pathologie dendritique et sur leur effet sur la fonction neuronale.

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La neurogense est prsente, dans le cerveau adulte, dans la zone sous-ventriculaire (ZSV) encadrant les ventricules latraux et dans le gyrus dentel (GD) de lhippocampe, permettant lapprentissage, la mmoire et la fonction olfactive. Ces micro-environnements possdent des signaux contrlant lauto-renouvellement des cellules souches neurales (CSN), leur prolifration, leur destin et leur diffrenciation. Or, lors du vieillissement, les capacits rgnratives et homostatiques et la neurogense dclinent. Les patients atteints de la maladie dAlzheimer (MA), comme le modle animal reproduisant cette maladie (3xTg-AD), montrent une acclration des phnotypes lis au vieillissement dont une diminution de la neurogense. Notre hypothse est que la dcouverte des mcanismes affectant la neurogense, lors du vieillissement et de la MA, pourrait fournir de nouvelles cibles thrapeutiques pour prvenir le dclin cognitif. Les tudes sur lge dapparition et les mcanismes altrant la neurogense dans la MA sont contrastes et nous ont guid vers deux tudes. Lexamen des changements dans les tapes de la neurogense lors du vieillissement et du dveloppement de la neuropathologie. Nous avons tudi la ZSV, les bulbes olfactifs et le GD de souris femelles de 11 et 18 mois, et lapparition des deux pathologies associes la MA : les plaques amylodes et les enchevtrements neurofibrillaires. Nous avons dcouvert que les souris 3xTg-AD possdent moins de cellules en prolifration, de progniteurs et de neuroblastes, induisant une diminution de lintgration de nouvelles cellules dans le GD et les bulbes olfactifs. Notons que le taux de neurogense chez ces souris de 11 mois est similaire celui des souris de phnotype sauvage de 18 mois, indiquant une acclration des changements lis au vieillissement dans la MA. Dans la ZSV, nous avons aussi dmontr une accumulation de gouttelettes lipidiques, suggrant des changements dans lorganisation et le mtabolisme de la niche. Enfin, nous avons dmontr que le dficit de la neurogense apparait lors des premires tapes de la MA, avant lapparition des plaques amylodes et des enchevtrements neurofibrillaires. A lexamen des mcanismes inhibant la neurogense lors de la MA, nous voyons que chez des souris de 5 mois, le dficit de la neurogense dans la ZSV et le GD est corrl avec laccumulation de lipides, qui concide avec lapparition du dclin cognitif. Nous avons aussi dcouvert que dans le cerveau humain de patients atteints de la MA et dans les 3xTg-AD, des gouttelettes lipidiques saccumulaient dans les cellules pendymaires, reprsentant le principal soutien des CSN de la niche. Ces lipides sont des triglycrides enrichis en acide olique qui proviennent de la niche et pas dune dfaillance du systme priphrique. De plus, linfusion locale dacide olique chez des souris de phnotype sauvage permet de reproduire laccumulation de triglycrides dans les cellules pendymaires, comme dans la MA. Ces gouttelettes induisent un drglement de la voie de signalisation Akt-FoxO3 dans les CSN, menant linhibition de leur activation in vitro et in vivo. Ces rsultats permettent une meilleure comprhension de la rgulation de la neurogense par le mtabolisme lipidique. Nous avons dmontr un nouveau mcanisme par lequel laccumulation des lipides dans la ZSV induit une inhibition des capacits de prolifration et de rgnration des CSN lors de la MA. Les travaux futurs permettront de comprendre comment et pourquoi le mtabolisme lipidique du cerveau est altr dans la MA, ce qui pourrait offrir de nouvelles voies thrapeutiques pour la prvention et la rgnration.

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L'interleukine IL-18 (IL-18), un membre de la famille de lIL-1, est une cytokine pro-inflammatoire multifonctionnelle. Elle est produite par les monocytes, les macrophages, les cellules dendritiques, les cellules pithliales, les kratinocytes et le cortex surrnal dans le corps humain. Cette cytokine est d'abord produite comme une protine prcurseure inactive, qui est par la suite clive en une forme mature par la caspase-1 active. La caspase, en elle-mme, existe comme prcurseur inactif dans les cellules humaines et requiert l'assemblage d'inflammasomes pour son activation. L'IL-18 pour joue un rle cl dans la mdiation des conditions inflammatoires. Notre laboratoire et d'autres ont montr que l'infection par le VIH est accompagne d'une augmentation des taux circulants d'IL-18 avec une diminution des niveaux de son antagoniste, l'interleukine-18 binding protein (IL-18BP). Dans cette thse, nous dmontrons pour que l'IL-18 est galement produite et scrte par les plaquettes humaines lors de leur activation. Les plaquettes contiennent des composants de l'inflammasome. Ils assemblent et activent la caspase-1, qui ensuite traite le prcurseur de l'IL-18 dans sa forme mature au cours du processus d'activation des plaquettes. La cytokine est synthtise de novo lors de l'activation des plaquettes. Contrairement l'IL-18, les plaquettes expriment constitutivement lIL-18BP, et la librent de manire constitutive, ainsi que lors de l'activation. L'IL-18 et l'IL-18BP sont colocaliss avec CD63, un marqueur pour les granules des plaquettes. L'IL-18 libr des plaquettes constitue la source principale de cette cytokine dans la circulation humaine chez les individus sains. Nous avons identifi des concentrations faibles de cette cytokine dans les lysats de plaquettes chez les individus infects par le VIH par rapport ceux en sant. D'autre part, les concentrations ont t augmentes dans le srum et le plasma pauvre en plaquettes chez les individus infects. Des rsultats similaires ont t obtenus avec l'IL-18BP dans les lysats de plaquettes d'individus sains et infects par le VIH. Cependant, des quantits plus faibles de cet antagoniste ont t trouves dans le srum et le plasma pauvre en plaquettes d'individus infects par le VIH par rapport ceux en sant. Nos rsultats ont des implications importantes pour les maladies inflammatoires chroniques dans laquelle une activit accrue de l'IL-18 joue un rle pathogne. Le VIH est galement accompagn par une inflammation intestinale et une diminution de l'intgrit intestinale, mesure par la rparation de la muqueuse, la rgnration et la permabilit. Cependant, on en sait peu sur la relation entre le niveau lev de l'IL-18 associ l'infection au VIH et la permabilit intestinale: ceci n'a jamais t tudi. Dans cette thse, nous dmontrons le rle du virus et sa protine Tat augmenter la production d'IL-18 chez deux lignes de cellules pithliales intestinales (HT29 et Caco2) ainsi qu'une diminution de l'IL-18BP. L'IL-18 induit une hyperpermabilit de la barrire pithliale en perturbant la fois les jonctions serres et adhrentes, et ce, en modulant l'expression et la distribution de l'occludine, de claudine-2 et de la bta-catnine. Une dsorganisation de l'actine F a galement t observe dans les cellules lors de l'incubation avec l'IL-18. Les mmes observations ont t faites avec la protine Tat du VIH-1. Aprs une incubation prolonge, l'IL-18 a caus la mort des cellules intestinales et induit l'apoptose par l'activation de la caspase-1 et la caspase-3. Fait intressant, les taux plasmatiques de lipopolysaccharides chez trois catgories diffrentes de patients au VIH (ART-naf, ART-traite et contrleurs lite) sont en corrlation avec les niveaux plasmatiques de l'IL-18. Enfin, nous avons tudi la voie de signalisation travers laquelle l'IL-18 induit une permabilit intestinale accrue. En bref, nos tudes identifient les plaquettes comme une source importante d'IL-18, et leur activation lors d'une infection VIH contribue des concentrations accrues de cette cytokine. Le virus entraine galement l'augmentation de la production de cytokines par les cellules pithliales intestinales. L'activit biologique accrue de ces cytokines contribue la pathogense du sida en augmentant la permabilit intestinale et en causant la mort des cellules intestinales. L'IL-18 pourrait servir de cible molculaire pour retarder la progression du sida et rduire l'inflammation chronique dans un stade prcoce d'une infection VIH.

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Les patients atteints de cancers reoivent diffrents traitement, tels que la radiothrapie ou la chimiothrapie. Actuellement, environ 60% des enfants survivants du cancer dveloppent des effets secondaires cognitifs, conscutifs aux traitements noncs prcdemment. Compte tenu de la perspective du dveloppement psychomoteur de lenfant et de limmaturit du systme nerveux central (SNC) chez ces patients, il savre particulirement pertinent dtudier les effets secondaires que provoquent les traitements anticancreux sur le dveloppement cognitif de cette population de malades. Des tudes ont dmontres lexistence de liens troits entre ces effets secondaires et labolition de la neurognse provoque principalement par lirradiation. Ce projet de matrise porte sur les effets du facteur de croissance pidermique, lEGF (un facteur de croissance impliqu dans la prolifration cellulaire) sur la neurognse de la souris. Nous avons galement cherch un vecteur de scrtion efficace pour permettre une diffusion continue dEGF long terme (2 4 semaines). Notre hypothse est que lEGF serait capable de stimuler la neurognse et protger les cellules de lapoptose dans le cerveau de la souris, suite une irradiation. Nous avons montr un effet positif de lEGF sur la formation et la prolifration des neuroblastes Dcx(+) dans la zone sous ventriculaire (ZSV) et non dans lhippocampe (Hi), suite linjection de lEGF, directement dans le cerveau laide dune pompe osmotique. Nous avons observ que cette augmentation de la quantit de jeunes neurones est indpendante de la capacit de lEGF les protger de lapoptose. LEGF ne protge pas non plus les blastes leucmiques, issus de lignes de cellules humaines, des effets secondaires dune irradiation. Les cellules souches msenchymateuses (CSM) modifies gntiquement et gnres pour scrter lEGF ne montrent aucun effet sur la stimulation de la neurognse quand elles sont directement injectes dans le cerveau. Finalement, nos rsultats indiquent que lEGF pourrait tre un bon candidat pour le dveloppement de nouvelles thrapies pour traiter les effets secondaires que provoque une irradiation du cerveau. Lutilisation de pompes pour permettre ladministration dEGF dans le cerveau devient alors trs intressante pour amliorer la qualit de vie des patients.

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Le premier membre de la famille des rtrovirus humains HTLV (Virus T-lymphotropique Humain), HTLV-1, a t dcouvert en 1980 et lon estime aujourdhui plus de 10 millions le nombre dindividus infects travers le monde. Aprs une priode de latence denviron 40 ans, 5% des individus infects dveloppent des leucmies, des lymphomes adultes de lymphocytes T (ATLL) ou encore une mylopathie associe HTLV-1/ paraparsie spastique tropicale (HAM/TSP). Lapparition de la maladie serait en grande partie orchestre par deux protines virales, soit Tax et HTLV-1 bZIP factor (HBZ). Lexpression du gnome viral se fait partir dun transcrit sens de pleine longueur suite un pissage alternatif, lexception du gne HBZ. HBZ est produite partir dun transcrit antisens initi dans la squence terminale longue rpte (LTR)3. Elle a t dcrite comme tant capable de rguler ngativement la transcription virale dpendante de Tax en se dimrisant avec des facteurs de transcription cellulaires tels que CREB-2 et certains membres de la famille Jun. HBZ a aussi un pouvoir prolifratif et bien que nous ne sachions toujours pas le mcanisme molculaire menant loncogense par HBZ, nous savons quelle module une multitude de voies de transduction de signaux, dont AP-1. Nous avons rcemment mis en vidence un transcrit antisens nomm Antisense Protein of HTLV-2 (APH-2) chez HTLV-2 qui nest associ qu une mylopathie apparente au HAM/TSP. Ce nest quen 2005 que HTLV-3 et HTLV-4 se sont rajouts au groupe HTLV. Cependant, aucune corrlation avec le dveloppement dune quelconque maladie na t montre jusqu ce jour. Le premier volet de ce projet de doctorat avait pour objectif de dtecter et caractriser les transcrits antisens produits par HTLV-3 et HTLV-4 et dtudier les protines traduites partir de ces transcrits pour ainsi valuer leurs similitudes et/ou diffrences avec HBZ et APH-2. Nos tudes de localisation cellulaire ralises par microscopie confocale ont montr que APH-3 et APH-4 sont des protines nuclaires, se retrouvant sous la forme de granules et, dans le cas dAPH-3, partiellement cytoplasmique. Ces granules co-localisent en partie avec HBZ. Les analyses laide dun gne rapporteur lucifrase contenant le LTR 5 de HTLV-1 ont montr que APH-3 et APH-4 peuvent aussi inhiber la transactivation du LTR 5 par Tax. Aussi, des tudes faisant appel au gne rapporteur prcd dun promoteur de collagnase (site AP-1), ont montr que ces deux protines, contrairement HBZ, activent la transcription dpendante de tous les membres des facteurs de transcription de la famille Jun. De plus, les mutants ont montr que le motif fermeture clair (LZ) atypique de ces protines est impliqu dans cette rgulation. En effet, APH-3 et APH-4 modulent la voie Jun-dpendante en se dimrisant via leur LZ atypique avec la famille Jun et semblent activer la voie par un mcanisme ne faisant pas par dun domaine activateur autonome. Dans un deuxime volet, nous avions comme objectif dapprofondir nos connaissances sur la localisation nuclolaire de HBZ. Lors de nos analyses, nous avons identifi deux nouveaux partenaires dinteraction, B23 et la nucloline, qui semblent tre associs sa localisation nuclolaire. En effet, ces interactions sont plus fortes suivant une dltion des domaines AD et bZIP de HBZ qui dans ce cas est localise strictement au nuclole. De plus, bien que APH-3 et APH-4 puissent se localiser aux nucloles, HBZ est la seule protine traduite partir dun transcrit antisens pouvant interagir avec B23. Finalement, ces travaux ont clairement mis en vidence que HTLV-3 et HTLV-4 permettent la production de transcrits antisens comme chez dautres rtrovirus. Les protines traduites partir de ces transcrits antisens jouent dimportants rles dans la rplication rtrovirale mais semblent avoir des fonctions diffrentes de celles de HBZ au niveau de la rgulation de la transcription de la voie Jun. HBZ semble aussi jouer un rle unique dans le nuclole en ciblant les protines nuclolaires de la cellule. Ces tudes dmontrent que les protines produites partir de transcrits antisens chez les rtrovirus HTLV partagent plusieurs ressemblances, mais dmontrent aussi des diffrences. Ainsi, les APH pourraient, en tant quoutil comparatif, aider mieux cibler les mcanismes molculaires importants utiliss par HBZ pour induire la pathognse associe une infection par HTLV.

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La protine de filament intermdiaire Nestin, marqueur de cellules souches neurales, est exprime dans les cellules vasculaires. Il a t dmontr que les cellules de la crosse aortique drivent de la crte neurale pendant le dveloppement. Des cellules endothliales exprimant Nestin sont retrouves dans les capillaires durant lembryognse ainsi que durant la vascularisation de tumeurs cancreuses. Cette protine est implique dans les mcanismes de prolifration cellulaire. Rcemment des cellules Nestin+ ont t identifies au niveau des cellules du muscle lisse de laorte. La rgulation de Nestin dans ces cellules, pendant le dveloppement et en conditions pathologiques, est inconnue. Cette thse porte sur lanalyse de la protine Nestin dans le remodelage vasculaire en situation diabtique et dhypertension au niveau des artres carotide et aortique. Nos travaux examinent lhypothse que lexpression vasculaire de Nestine joue un rle dans lhomostasie durant le vieillissement physiologique et participe au remodelage suite des stimuli pathologiques. La protine Nestin est fortement exprime dans les aortes de rats nonataux et cette expression diminue rapidement avec le dveloppement. Au niveau de laorte lexpression de la protine Nestin est retrouve dans une sous-population de cellules du muscle lisse et au niveau des cellules endothliales. Lexpression de la protine Nestin est corrle avec sa proximit au cur, une plus grande expression est observe dans larche aortique et une faible expression est dtecte dans la partie thoracique. Nous avons dtermin quen prsence de diabte de type I, il y a une perte de lexpression de la protine Nestin dans la mdia de laorte et de la carotide. Cette perte dexpression reprsente un vnement prcoce dans la pathologie diabtique et prcde la dysfonction endothliale. La diminution de lexpression de la protine Nestin est galement concomitante avec la perte de la capacit prolifrative des cellules du muscle lisse. Dans les rats souffrant de diabte de type 1, une rduction significative de la densit des cellules du muscle lisse exprimant la protine phosphoryle phosphohistone 3, une protine implique dans un cycle cellulaire actif, est observe. De plus, cette rduction est corrle avec la perte de lexpression de la protine Nestin. Nous avons galement dmontr in vitro quun traitement hyperglycmique rduit lexpression de Nestin ainsi que la prolifration des cellules du muscle lisse. Enfin, lutilisation dun shARN dirig contre Nestin nous a permis de dterminer limplication de cette protine dans la prolifration des cellules du muscle lisse en condition basale caractrise par la diminution de lincorporation de [3H] thymidine. Dans le modle dhypertension induite par une constriction aortique abdominale surrnale, laugmentation de la pression sanguine est associe avec laugmentation de lexpression de la protine Nestin dans lartre carotidienne. Une corrlation positive a t observe entre lexpression de la protine Nestin dans la carotide et la pression artrielle moyenne laquelle la paroi de la carotide est soumise. De plus, les facteurs de croissance impliqus dans le remodelage vasculaire secondaire lhypertension augmentent lexpression de Nestin dans les cellules du muscle lisse isoles des carotides. Puis, la rduction de lexpression de la protine Nestin via un shARN attnue lincorporation de [3H] thymidine, associe la prolifration cellulaire, stimule par ces facteurs de croissance alors que lincorporation de [3H] leucine, associe la synthse protique, demeure inchange. Ces rsultats suggrent que laugmentation de lexpression de la protine Nestin, secondaire lhypertension, pourrait reprsenter une rponse adaptative o il y a une augmentation de la croissance des cellules du muscle lisse afin de permettre la paroi vasculaire de sajuster laugmentation de la pression sanguine.

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La chromatine possde une plasticit complexe et essentielle pour rpondre diffrents mcanismes cellulaires fondamentaux tels la rplication, la transcription et la rparation de lADN. Les histones sont les constituants essentiels de la formation des nuclosomes qui assurent le bon fonctionnement cellulaire do lintrt de cette thse dy porter une attention particulire. Un dysfonctionnement de la chromatine est souvent associ lmergence du cancer. Le chapitre II de cette thse focalise sur la rpression transcriptionnelle des gnes dhistones par le complexe HIR (HIstone gene Repressor) en rponse au dommage l'ADN chez Saccharomyces cerevisiae. Lors de dommage lADN en dbut de phase S, les kinases du point de contrle Mec1, Tel1 et Rad53 sassurent de bloquer les origines tardives de rplication pour limiter le nombre de collisions potentiellement mutagniques ou cytotoxiques entre les ADN polymrases et les lsions persistantes dans l'ADN. Lorsque la synthse totale dADN est soudainement ralentie par le point de contrle, laccumulation d'un excs d'histones nouvellement synthtises est nfaste pour les cellules car les histones libres se lient de manire non-spcifique aux acides nucliques. L'un des mcanismes mis en place afin de minimiser la quantit dhistones libres consiste rprimer la transcription des gnes d'histones lors d'une chute rapide de la synthse d'ADN, mais les bases molculaires de ce mcanisme taient trs mal connues. Notre tude sur la rpression des gnes dhistones en rponse aux agents gnotoxiques nous a permis didentifier que les kinases du point de contrle jouent un rle dans la rpression des gnes dhistones. Avant le dbut de mon projet, il tait dj connu que le complexe HIR est requis pour la rpression des gnes dhistones en phase G1, G2/M et lors de dommage lADN en phase S. Par contre, la rgulation du complexe HIR en rponse au dommage l'ADN n'tait pas connue. Nous avons dmontr par des essais de spectromtrie de masse (SM) que Rad53 rgule le complexe HIR en phosphorylant directement une de ses sous-units, Hpc2, de multiples rsidus in vivo et in vitro. La phosphorylation dHpc2 est essentielle pour le recrutement aux promoteurs de gnes dhistones du complexe RSC (Remodels the Structure of Chromatin) dont la prsence sur les promoteurs des gnes d'histones corrle avec leur rpression. De plus, nous avons mis jour un nouveau mcanisme de rgulation du complexe HIR durant la progression normale travers le cycle cellulaire ainsi qu'en rponse aux agents gnotoxiques. En effet, durant le cycle cellulaire normal, la protine Hpc2 est trs instable durant la transition G1/S afin de permettre la transcription des gnes dhistones et la production d'un pool d'histones no-synthtises juste avant l'initiation de la rplication de lADN. Toutefois, Hpc2 n'est instable que pour une brve priode de temps durant la phase S. Ces rsultats suggrent qu'Hpc2 est une protine clef pour la rgulation de l'activit du complexe HIR et la rpression des gnes dhistones lors du cycle cellulaire normal ainsi qu'en rponse au dommage lADN. Dans le but de poursuivre notre tude sur la rgulation des histones, le chapitre III de ma thse concerne lanalyse globale de lactylation des histones induite par les inhibiteurs dhistone dsactylases (HDACi) dans les cellules normales et cancreuses. Les histones dsactylases (HDACs) sont les enzymes qui enlvent lactylation sur les lysines des histones. Dans plusieurs types de cancers, les HDACs contribuent loncogense par leur fusion aberrante avec des complexes protiques oncogniques. Les perturbations causes mnent souvent un tat silencieux anormal des suppresseurs de tumeurs. Les HDACs sont donc une cible de choix dans le traitement des cancers engendrs par ces protines de fusion. Notre tude de leffet sur lactylation des histones de deux inhibiteurs d'HDACs de relevance clinique, le vorinostat (SAHA) et lentinostat (MS-275), a permis de dmontrer une augmentation leve de lactylation globale des histones H3 et H4, contrairement H2A et H2B, et ce, autant chez les cellules normales que cancreuses. Notre quantification en SM de l'actylation des histones a rvl de faon inattendue que la stchiomtrie d'actylation sur la lysine 56 de lhistone H3 (H3K56Ac) est de seulement 0,03% et, de manire surprenante, cette stchiomtrie n'augmente pas dans des cellules traites avec diffrents HDACi. Plusieurs tudes de H3K56Ac chez lhumain prsentes dans la littrature ont rapport des rsultats irrconciliables. Qui plus est, H3K56Ac tait considr comme un biomarqueur potentiel dans le diagnostic et pronostic de plusieurs types de cancers. Cest pourquoi nous avons port notre attention sur la spcificit des anticorps utiliss et avons dtermin quune grande majorit danticorps utiliss dans la littrature reconnaissent dautres sites d'actylation de lhistone H3, notamment H3K9Ac dont la stchiomtrie d'actylation in vivo est beaucoup plus leve que celle d'H3K56Ac. De plus, le chapitre IV fait suite notre tude sur lactylation des histones et consiste en un rapport spcial de recherche dcrivant la fonction de H3K56Ac chez la levure et lhomme et comporte galement une valuation dun anticorps supposment spcifique d'H3K56Ac en tant qu'outil diagnostic du cancer chez lhumain.

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Le traumatisme de la moelle pinire est lorigine dune inflammation locale importante caractrise par laugmentation massive des cellules inflammatoires et la prsence de ractions oxydatives. Cette inflammation locale peut dclencher une rponse inflammatoire systmique par voie hmatogne. Au niveau cervical, les lsions mdullaires peuvent entraner des faiblesses ou la paralysie des muscles respiratoires. Le patient, qui ne peut plus respirer de faon autonome, doit avoir recours un support respiratoire. Bien que la ventilation mcanique soit la thrapie traditionnellement applique aux blesss mdullaires souffrant dinsuffisance respiratoire, les tudes ont dmontr quelle pouvait contribuer promouvoir une rponse inflammatoire ainsi que des dommages pulmonaires. Linteraction entre le traumatisme mdullaire et la ventilation mcanique, indispensable au maintien de lquilibre des changes respiratoires, est inconnue ce jour. En voulant protger les tissus, cellules et organes, lorganisme met en uvre toute une panoplie de rponses inflammatoires diffrents endroits. Nous pensons que ces rponses peuvent tre altres via linteraction entre ce traumatisme et cette ventilation mcanique, sous linfluence de la principale source cellulaire de cytokines pour la dfense de lhte, le macrophage, rcemment class en deux phnotypes principaux: 1) lactivation classique de type M1 et 2) lactivation alternative de type M2. Le phnotype M1 est conduit par le facteur GM-CSF et induit par linterfron IFN- ainsi que le lipopolysaccharide. Le phnotype M2 quant lui, est conduit par le facteur M-CSF et induit par les interleukines IL-4, IL-13 ou IL-21. M1 relche principalement IL-1, IL-6, TNF- et MIP-1 tandis que M2 principalement IL-10 et MCP-1. Toutefois, nous ignorons actuellement par quel type dactivation se manifestera cette rponse immunitaire et si lapplication de support respiratoire pourrait entraner un risque inflammatoire additionnel au site du traumatisme. Nous ignorons galement si la ventilation mcanique affecterait, distance, les tissus de la moelle pinire via une inflammation systmique et amplifierait alors le dommage initial. Il nexiste pas ce jour, de thrapie qui ait montr deffet bnfique rel envers une rcupration fonctionnelle des patients blesss mdullaires. Il parat donc essentiel de dterminer si la ventilation mcanique peut moduler linflammation post-traumatique la fois au niveau pulmonaire et au site de la lsion. Ce travail visait caractriser les liens entre linflammation issue du traumatisme mdullaire et celle issue de la ventilation, dans le but de fournir une meilleure comprhension des mcanismes inflammatoires activs dans ce contexte. Ltude a t mene sur un modle animal. Elle consistait valuer : 1) si le traumatisme mdullaire influenait les rponses inflammatoires pulmonaires induites par la ventilation mcanique, y compris le phnotype des macrophages alvolaires et 2) si la ventilation pouvait altrer distance, les tissus de la moelle pinire. Limpact de la blessure mdullaire sur linflammation pulmonaire et locale, induite par la ventilation fut interprt grce lanalyse des cellules inflammatoires dans les lavages broncho-alvolaires et dans les tissus prlevs lendroit de la blessure aprs 24 heures. Ces analyses ont dmontr un profil spcifique des cytokines pulmonaires et mdullaires. Elles ont rvl que la ventilation mcanique a engendr un environnement pro-inflammatoire en faveur dun phnotype M1 chez les animaux ayant bnfici de la thrapie respiratoire. Inversement, latteinte thoracique chez les animaux sans ventilation, a montr quune rponse immunitaire avait t active en faveur dun environnement anti-inflammatoire de phnotype M2. La lsion cervicale quant elle a induit un profil de cytokines diffrent et les rponses au stress oxydatif dans le poumon induites par la ventilation ont t rduites significativement. De plus, une lsion mdullaire a augment lexpression dIL-6 et la ventilation a diminu lIL-1 et augment le TNF- dans les tissus de la moelle. Finalement, ces donnes ont fourni les premires vidences que la ventilation a induit davantage un phnotype pulmonaire M1 et que le traumatisme mdullaire a impact spcifiquement les rponses inflammatoires et oxydatives dans le poumon. La ventilation a contribu non seulement distance une inflammation des tissus mdullaires lss mais aussi des tissus sains.