Air pollution during pregnancy and lung function in newborns: a birth cohort study

Post-natal exposure to air pollution is associated with diminished lung growth during school age. The current authors aimed to determine whether pre-natal exposure to air pollution is associated with lung function changes in the newborn. In a prospective birth cohort of 241 healthy term-born neonates, tidal breathing, lung volume, ventilation inhomogeneity and exhaled nitric oxide (eNO) were measured during unsedated sleep at age 5 weeks. Maternal exposure to particles with a 50% cut-off aerodynamic diameter of 10 microm (PM(10)), nitrogen dioxide (NO(2)) and ozone (O(3)), and distance to major roads were estimated during pregnancy. The association between these exposures and lung function was assessed using linear regression. Minute ventilation was higher in infants with higher pre-natal PM(10) exposure (24.9 mL x min(-1) per microg x m(-3) PM(10)). The eNO was increased in infants with higher pre-natal NO(2) exposure (0.98 ppb per microg x m(-3) NO(2)). Post-natal exposure to air pollution did not modify these findings. No association was found for pre-natal exposure to O(3) and lung function parameters. The present results suggest that pre-natal exposure to air pollution might be associated with higher respiratory need and airway inflammation in newborns. Such alterations during early lung development may be important regarding long-term respiratory morbidity.

Postnatal Notch1 activation induces T‑cell malignancy in conditional and inducible mouse models

The Notch1 signaling pathway is essential for hematopoietic development. However, the effects of postnatal activation of Notch1 signaling on hematopoietic system is not yet fully understood. We previously generated ZEG‑IC‑Notch1 transgenic mice that have a floxed β‑geo/stop signal between a CMV promoter and intracellular domain of Notch1 (IC‑Notch1). Constitutively active IC‑Notch1 is silent until the introduction of Cre recombinase. In this study, endothelial/hematopoietic specific expression of IC‑Notch1 in double transgenic ZEG‑IC‑Notch1/Tie2‑Cre embryos induced embryonic lethality at E9.5 with defects in vascular system but not in hematopoietic system. Inducible IC‑Notch1 expression in adult mice was achieved by using tetracycline regulated Cre system. The ZEG‑IC‑Notch1/Tie2‑tTA/tet‑O‑Cre triple transgenic mice survived embryonic development when maintained on tetracycline. Post‑natal withdrawal of tetracycline induced expression of IC‑Notch1 transgene in hematopoietic cells of adult mice. The triple transgenic mice displayed extensive T‑cell infiltration in multiple organs and T‑cell malignancy of lymph nodes. In addition, the protein levels of p53 and alternative reading frame (ARF) were decreased in lymphoma‑like neoplasms from the triple transgenic mice while their mRNA expression remained unchanged, suggesting that IC‑Notch1 might repress ARF‑p53 pathway by a post‑transcriptional mechanism. This study demonstrated that activation of constitutive Notch1 signaling after embryonic development alters adult hematopoiesis and induces T‑cell malignancy.

Hairless Streaks in Cattle Implicate TSR2 in Early Hair Follicle Formation

Four related cows showed hairless streaks on various parts of the body with no correlation to the pigmentation pattern. The stripes occurred in a consistent pattern resembling the lines of Blaschko. The non-syndromic hairlessness phenotype observed occurred across three generations of a single family and was compatible with an X-linked mode of inheritance. Linkage analysis and subsequent whole genome sequencing of one affected female identified two perfectly associated non-synonymous sequence variants in the critical interval on bovine chromosome X. Both variants occurred in complete linkage disequilibrium and were absent in more than 3900 controls. An ERCC6L missense mutation was predicted to cause an amino acid substitution of a non-conserved residue. Analysis in mice showed no specific Ercc6l expression pattern related to hair follicle development and therefore ERCC6L was not considered as causative gene. A point mutation at the 5'-splice junction of exon 5 of the TSR2, 20S rRNA accumulation, homolog (S. cerevisiae), gene led to the production of two mutant transcripts, both of which contain a frameshift and generate a premature stop codon predicted to truncate approximately 25% of the protein. Interestingly, in addition to the presence of both physiological TSR2 transcripts, the two mutant transcripts were predominantly detected in the hairless skin of the affected cows. Immunohistochemistry, using an antibody against the N-terminal part of the bovine protein demonstrated the specific expression of the TSR2 protein in the skin and the hair of the affected and the control cows as well as in bovine fetal skin and hair. The RNA hybridization in situ showed that Tsr2 was expressed in pre- and post-natal phases of hair follicle development in mice. Mammalian TSR2 proteins are highly conserved and are known to be broadly expressed, but their precise in vivo functions are poorly understood. Thus, by dissecting a naturally occurring mutation in a domestic animal species, we identified TSR2 as a regulator of hair follicle development.

Efficacy of a live attenuated vaccine in classical swine fever virus postnatally persistently infected pigs

Classical swine fever (CSF) causes major losses in pig farming, with various degrees of disease severity. Efficient live attenuated vaccines against classical swine fever virus (CSFV) are used routinely in endemic countries. However, despite intensive vaccination programs in these areas for more than 20 years, CSF has not been eradicated. Molecular epidemiology studies in these regions suggests that the virus circulating in the field has evolved under the positive selection pressure exerted by the immune response to the vaccine, leading to new attenuated viral variants. Recent work by our group demonstrated that a high proportion of persistently infected piglets can be generated by early postnatal infection with low and moderately virulent CSFV strains. Here, we studied the immune response to a hog cholera lapinised virus vaccine (HCLV), C-strain, in six-week-old persistently infected pigs following post-natal infection. CSFV-negative pigs were vaccinated as controls. The humoral and interferon gamma responses as well as the CSFV RNA loads were monitored for 21 days post-vaccination. No vaccine viral RNA was detected in the serum samples and tonsils from CSFV postnatally persistently infected pigs for 21 days post-vaccination. Furthermore, no E2-specific antibody response or neutralising antibody titres were shown in CSFV persistently infected vaccinated animals. Likewise, no of IFN-gamma producing cell response against CSFV or PHA was observed. To our knowledge, this is the first report demonstrating the absence of a response to vaccination in CSFV persistently infected pigs.

Immune regulatory and neuroprotective properties of preimplantation factor: From newborn to adult.

Embryonic-maternal interaction from the earliest stages of gestation has a key, sustained role in neurologic development, persisting into adulthood. Early adverse events may be detrimental in adulthood. Protective factors present during gestation could significantly impact post-natal therapy. The role of PreImplantation Factor (PIF) within this context is herein examined. Secreted by viable early embryos, PIF establishes effective embryonic-maternal communication and exerts essential trophic and protective roles by reducing oxidative stress and protein misfolding and by blunting the nocive let-7 microRNA related pathway. PIF's effects on systemic immunity lead to comprehensive immune modulation, not immune suppression. We examine PIF's role in protecting embryos from adverse maternal environment, which can lead to neurological disorders that may only manifest post-nataly: Synthetic PIF successfully translates endogenous PIF features in both pregnant and non-pregnant clinically relevant models. Specifically PIF has neuroprotective effects in neonatal prematurity. In adult relapsing-remitting neuroinflammation, PIF reverses advanced paralysis while promoting neurogenesis. PIF reversed Mycobacterium smegmatis induced brain infection. In graft-vs.-host disease, PIF reduced skin ulceration, liver inflammation and colon ulceration while maintaining beneficial anti-cancer, graft-vs.-leukemia effect. Clinical-grade PIF has high-safety profile even at supraphysiological doses. The FDA awarded Fast-Track designation, and university-sponsored clinical trials for autoimmune disorder are ongoing. Altogether, PIF properties point to its determining regulatory role in immunity, inflammation and transplant acceptance. Specific plans for using PIF for the treatment of complex neurological disorders (ie. traumatic brain injury, progressive paralysis), including neuroprotection from newborn to adult, are presented.

Insulin-like growth factor binding protein 2 (IGFBP2) promotes glioma development and progression

Overexpression of insulin-like growth factor binding protein 2 (IGFBP2) is associated with progression and poor survival in many types of human cancer (such as prostate, ovarian, adrenocortical, breast, colorectal carcinomas, leukemia, and high-grade gliomas). We therefore hypothesize that IGFBP2 is a key regulator of tumor progression. We tested our hypothesis in gliomas using the somatic gene transfer RCAS-tva mouse model system, which permits the introduction of specific genes into specific, cell lineages, in this case glial cells (RCAS: Replication competent avian sarcomavirus, tv-a: avian RCAS virus receptor). Mice are transgenic and harbor the tv-a receptor under the control of a glial-specific promoter and study genes are cloned into the RCAS vector for post-natal intracranial delivery. For these experiments, the study genes were IGFBP2, platelet-derived growth factor B (PDGFB), K-Ras, Akt, and IIp45 (invasion inhibitory protein 45 kDa; known to bind and block IGFBP2 activity), which were delivered separately and in combination. Our results show that PDGFB signaling leads exclusively to the formation of low-grade (WHO grade II) oligodendrogliomas. PDGFB delivered in combination with IGFBP2 results in the formation of anaplastic oligodendrogliomas (WHO grade III), which are characterized by increased cellularity, vascular proliferation, small regions of necrosis, increased mitotic activity, and increased activation of the Akt pathway. IIp45 injected in combination with PDGFB and IGFBP2 ablates IGFBP2-induced tumor progression, which results in formation of low-grade oligodendrogliomas, and an overall reduction in tumor incidence. K-Ras expression was required to form astrocytomas with either IGFBP2 or Akt, indicating the activation of two separate pathways is necessary for gliomagenesis. In ex vivo experiments, blockade of Akt by an inhibitor led to decreased viability of cells co-expressing IGFBP2 versus PDGFB expression alone. This study provides definitive evidence, for the first time, that: (1) IGFBP2 plays a role in activation of the Akt pathway, (2) IGFBP2 collaborates with K-Ras or PDGFB in the development and progression of two major types of glioma, and (3) IGFBP2-induced tumor progression can be ablated by IIp45 or by specific inhibition of the Akt pathway. ^

Hypotensive resuscitation versus standard fluid resuscitation for the management of trauma patients in hemorrhagic shock: The safety phase of a randomized controlled trial

Trauma is a leading cause of death worldwide, and is thus a major public health concern. Improving current resuscitation strategies may help to reduce morbidity and mortality from trauma, and clinical research plays an important role in addressing these issues. This thesis is a secondary analysis of data that was collected for a randomized clinical trial being conducted at Ben Taub General Hospital. The trial is designed to compare a hypotensive resuscitation strategy to standard fluid resuscitation for the early treatment of trauma patients in hemorrhagic shock. This thesis examines the clinical outcomes from the first 90 subjects enrolled in the study, with the primary aim of assessing the safety of hypotensive resuscitation within the trauma population. ^ Patients in hemorrhagic shock who required emergent surgery were randomized to one of two arms of the study. Those in the experimental (LMAP) arm were managed with a hypotensive resuscitation strategy in which the target mean arterial pressure was 50mmHg. Those in the control (HMAP) arm were managed with standard fluid resuscitation to a target mean arterial pressure of 65mmHg. Patients were followed for 30 days. Mortality, post-operative complications, and other clinical data were prospectively gathered by the Ben Taub surgical staff and then secondarily analyzed for the purpose of this thesis.^ Subjects in the LMAP group had significantly lower early post-operative mortality compared to those in the HMAP group. 30-day mortality was also lower in the LMAP group, although this did not reach statistical significance. There were no statistically significant differences between the two groups with regards to development of ischemic, hematologic or infectious complications, length of hospitalization, length of ICU stay or duration of mechanical ventilation. ^ Based upon the data presented in this thesis, it appears that hypotensive resuscitation is a safe strategy for use in the trauma population. Specifically, hypotensive resuscitation reduced the risk of early post-operative death from coagulopathic bleeding and did not result in an increased risk of ischemic or other post-operative complications. The preliminary results described in this thesis provide convincing evidence support the continued investigation and use of hypotensive resuscitation in a trauma setting.^

A global perspective on intimate partner violence during pregnancy: An analysis of twelve developing countries

Violence against women has been recognized as a significant worldwide human rights issue and public health problem. Women of reproductive age may be particularly at risk, and pregnancy may trigger or escalate violence. Using data available from Demographic and Health Surveys on 271,103 women of reproductive age (15-49) from Bolivia, Cameroon, Colombia, Dominican Republic, Egypt, Haiti, India, Kenya, Nicaragua, Peru, South Africa, and Zambia, this study examined the nature of domestic violence during pregnancy in developing countries, including prevalence, demographic and risk factors, maternal and child health outcomes, perpetrators of violence, help-seeking behavior, and social support. In the majority of countries analyzed, violence during pregnancy consistently occurred at approximately one-third the rate at which domestic violence occurred overall. Younger women and women with more children were particularly at risk. Abuse during pregnancy was significantly associated with history of a terminated pregnancy and under-5 child mortality in most countries, and with neonatal and post-neonatal mortality in most Latin American countries. Women who were abused during pregnancy were most often abused by their current or former husband or boyfriend and most never attempted to seek help. In most countries that examined social support, women abused during pregnancy had significantly less contact with family and friends. Implications for practice and research are discussed. ^

Non-nutritive sucking and the preterm infant

Background. Preterm birth is major public health problem. Preterm infants face a post-natal environment that their under developed systems are inapt to manage. Developmentally supportive individualized care has demonstrated positive outcomes in minimizing resulting negative effects. Non-nutritive sucking (NNS) interventions are thought to promote the development of the suck-swallow-breathe mechanism and a calming tool. It is hypothesized that growth and development is maintained by strengthened sucking skills and stable behavioral states.^ Objective. To determine the importance of non-nutritive sucking (NNS) on outcomes that are clinically relevant to the preterm infant population.^ Methods. A computerized search of MEDLINE and PUBMED databases during the period of 1975 and May 2011 was conducted. Relevant articles were selected using published criteria for detecting clinically validated studies. The search yielded 10 randomized controlled studies relative to the outcomes of interest: weight gain, time to full feeds, time to discharge from hospital, and pain response.^ Results. NNS was found to decrease significantly the length of hospitalization in preterm infants. Although positive results were reported in some of the studies, the results did not show a consistent benefit of NNS with respect to other major clinical variables. NNS was shown to reduce distress following painful stimuli.^ Conclusion. Although NNS shows promise for the development of preterm infants, there is lack of agreement concerning some of the outcomes of interest. Evidence does support NNS's positive contribution to early hospital discharge and pain relief. Future research should focus on long-term, comparable outcomes. ^

The risk prediction for SPM and its impact on the survival in patients with head and neck squamous cell carcinoma

Head and Neck Squamous Cell Carcinoma (HNSCC) is the sixth common malignancy in the world, with high rates of developing second primary malignancy (SPM) and moderately low survival rates. This disease has become an enormous challenge in the cancer research and treatments. For HNSCC patients, a highly significant cause of post-treatment mortality and morbidity is the development of SPM. Hence, assessment of predicting the risk for the development of SPM would be very helpful for patients, clinicians and policy makers to estimate the survival of patients with HNSCC. In this study, we built a prognostic model to predict the risk of developing SPM in patients with newly diagnosed HNSCC. The dataset used in this research was obtained from The University of Texas MD Anderson Cancer Center. For the first aim, we used stepwise logistic regression to identify the prognostic factors for the development of SPM. Our final model contained cancer site and overall cancer stage as our risk factors for SPM. The Hosmer-Lemeshow test (p-value= 0.15>0.05) showed the final prognostic model fit the data well. The area under the ROC curve was 0.72 that suggested the discrimination ability of our model was acceptable. The internal validation confirmed the prognostic model was a good fit and the final prognostic model would not over optimistically predict the risk of SPM. This model needs external validation by using large data sample size before it can be generalized to predict SPM risk for other HNSCC patients. For the second aim, we utilized a multistate survival analysis approach to estimate the probability of death for HNSCC patients taking into consideration of the possibility of SPM. Patients without SPM were associated with longer survival. These findings suggest that the development of SPM could be a predictor of survival rates among the patients with HNSCC.^

A primeira dança : o papel da intersubjectividade na interacção mãe-bebé

Tese de doutoramento, Psicologia (Psicologia Clínica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Psicologia, 2016

Rôles de la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 dans l'angiogenèse, la perméabilité vasculaire et la progression tumorale

L’angiogenèse et l’augmentation de la perméabilité vasculaire sont des éléments clés pour la croissance et la progression tumorale. Par conséquent, de nombreux efforts sont déployés à comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la formation et le remodelage des vaisseaux sanguins de manière à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. De cette optique, les travaux de cette thèse se sont concentrés sur la protéine tyrosine phosphatase DEP-1, initialement identifiée comme un régulateur négatif de la prolifération et de la phosphorylation du VEGFR2 lorsque fortement exprimée dans les cellules endothéliales. Toutefois, en utilisant une approche d’ARNi, il a été démontré que via sa capacité à déphosphoryler la tyrosine inhibitrice de Src (Y529), DEP-1 était également un régulateur positif de l’activation de Src dans les cellules endothéliales stimulées au VEGF. Puisque Src joue un rôle central dans la promotion de l’angiogenèse et la perméabilité vasculaire, nous avons en plus démontré que DEP-1 était un promoteur de ces fonctions in vitro et que la tyrosine phosphorylation de sa queue C-terminale, permettant l’interaction et l’activation de Src, était requise. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse démontrent dans un premier temps à partir d’une souris Dep1 KO, dont le développement ne présente aucun phénotype apparent, que la perte de l’expression de DEP-1 se traduit en une inhibition de l’activation de Src et de l’un de ses substrats, la VE-Cadherine, en réponse au VEGF chez la souris adulte. Nos résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle primordial de DEP-1 dans l’induction de la perméabilité vasculaire et de la formation de capillaires in vivo. Conséquemment, la croissance tumorale et la formation de métastases aux poumons sont réduites due à une inhibition de leur vascularisation ce qui se traduit par une diminution de la prolifération et une augmentation de l’apoptose des cellules cancéreuses. De façon intéressante, l’expression élevée de DEP-1 dans les vaisseaux sanguins tumoraux de patientes atteintes du cancer du sein corrèle avec une vascularisation accrue de la tumeur. En plus du rôle de DEP-1 dans la réponse angiogénqiue à l’âge adulte, nos travaux ont également démontré le rôle important de DEP-1 lors de la vascularisation de la rétine, un modèle in vivo d’angiogenèse développementale. Dans ce contexte, DEP-1 inhibe la prolifération des cellules endothéliales et limite leur bourgeonnement et la complexification du réseau vasculaire rétinien en permettant l’expression adéquate du Dll4, un régulateur crucial de l’organisation de la vascularisation développementale. Cette expression du Dll4 découlerait de la stabilisation de la β-caténine par l’inactivation de la GSK3β, un régulateur important de la dégradation de la β-caténine, en réponse au VEGF selon la voie de signalisation VEGFR2-Src-PI3K-Akt-GSK3β. Ainsi, ces travaux identifient DEP-1 comme un régulateur important de l’organisation vasculaire rétinienne. Les rôles positifs de DEP-1 dans les cellules endothéliales découlent principalement de sa capacité à lier et activer la kinase Src. En plus de contribuer à la réponse angiogénique, Src est également un oncogène bien caractérisé notamment pour sa contribution au programme invasif des cellules cancéreuses mammaires. Les travaux de cette thèse illustrent que DEP-1 est préférentiellement exprimée dans les cellules cancéreuses mammaires invasives et qu’il régule l’activation de Src, de voies de signalisation invasives et, par le fait même, de l’invasivité de ces cellules in vitro et in vivo. De façon intéressante, ces observations corrèlent avec des données cliniques où l’expression modérée de DEP-1 est associée à un mauvais pronostic de survie et de rechute. Ces résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle positif de DEP-1 dans l’activation de Src au niveau des cellules endothéliales et des cellules cancéreuses mammaires ce qui permet la régulation du bourgeonnement endothélial, de la perméabilité vasculaire, de l’angiogenèse normale et pathologique en plus de l’invasion tumorale.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.

Investigation du rôle de Myo9b dans la migration des interneurones GABAergiques corticaux

Les encéphalopathies épileptogènes sont des maladies graves de l’enfance associant une épilepsie, souvent réfractaire, et un retard de développement. Les mécanismes sous-tendant ces maladies sont peu connus. Cependant, nous postulons que ces épilepsies puissent être causées par une dysfonction du réseau inhibiteur. En effet, des défauts de migration ou de maturation des interneurones GABAergiques (INs) corticaux induisent l’épilepsie, tant chez l’humain que chez la souris. Dans le but d’étudier les causes génétiques des encéphalopathies épileptogènes sporadiques inexpliquées, le laboratoire de la Dre Rossignol a procédé au séquençage d’exome entier d’une cohorte d’enfants atteints. Cela a permis d’identifier, chez un patient, une nouvelle mutation de novo, possiblement pathogène, dans le gène MYO9b. MYO9b est impliqué dans la migration de cellules immunitaires et cancéreuses et est exprimée durant le développement cérébral. Nous émettons l’hypothèse voulant que MYO9b puisse être importante pour la migration des INs corticaux. Les résultats présentés dans ce mémoire démontrent que Myo9b est exprimé dès le stade embryonnaire par les progéniteurs des INs corticaux et que son expression se restreint aux INs dans le cortex mature. De plus, nous démontrons que la répression ex vivo de Myo9b sélectivement dans les INs au sein de tranches corticales organotypiques embryonnaires mène à des défauts morphologiques majeurs de ces cellules en migration. En effet, ces cellules présentent une morphologie multipolaire et des neurites rostraux plus longs et plus complexes. Ces changements morphologiques pourraient avoir un impact majeur sur la migration des INs et ainsi perturber le développement des réseaux inhibiteurs.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.