Le rôle du stress oxydant dans les changements épigénétiques contribuant aux complications du syndrome métabolique.

La méthylation de l'ADN est l'une des modifications épigénétiques au niveau des îlots CpG. Cette modification épigénétique catalysée par les ADN méthyltransférases (DNMTs) consiste en la méthylation du carbone 5' d’une cytosine ce qui aboutit à la formation de 5-méthylcytosine. La méthylation de l'ADN est clairement impliquée dans l'inactivation des gènes et dans l'empreinte génétique. Elle est modulée par la nutrition, en particulier par les donneurs de méthyle et par une restriction protéique. Ces modifications épigénétiques persistent plus tard dans la vie et conduisent au développement de nombreuses pathologies telles que le syndrome métabolique et le diabète de type 2. En fait, de nombreux gènes clés subissent une modification de leur état de méthylation en présence des composants du syndrome métabolique. Cela montre que la méthylation de l'ADN est un processus important dans l'étiologie du syndrome métabolique. Le premier travail de ce doctorat a porté sur la rédaction d’un article de revue qui a examiné le cadre central du syndrome métabolique et analyser le rôle des modifications épigénétiques susceptibles d'influer sur l'apparition du stress oxydant et des complications cardiométaboliques. D’autre part, les cellules intestinales Caco-2/15, qui ont la capacité de se différencier et d’acquérir les caractéristiques physiologiques de l'intestin grêle, ont été utilisées et traitées avec du Fer-Ascorbate pour induire un stress oxydant. Le Fer-Ascorbate a induit une augmentation significative de l’inflammation et de la peroxydation des lipides (malondialdehyde) ainsi que des altérations de de la défense antioxydante (SOD2 et GPx) accompagnées de modifications épigénétiques. De plus, la pré-incubation des cellules avec de la 5-aza-2'-désoxycytidine, un agent de déméthylation et/ou l’antioxydant Trolox a normalisé la défense antioxydante, réduit la peroxydation des lipides et prévenu l'inflammation. Ce premier travail a démontré que les modifications du redox et l’inflammation induites par le Fer-Ascorbate peuvent impliquer des changements épigénétiques, plus particulièrement des changements dans la méthylation de l’ADN. Pour mieux définir l’impact du stress oxydant au niveau nutritionnel, des cochons d’Inde âgés de trois jours ont été séparés en trois groupes : 1) Témoins: alimentation régulière; 2) Nutrition parentérale (NP) 3) H2O2 : Témoins + 350 uM H2O2. Après quatre jours, pour un groupe, les perfusions ont été stoppées et les animaux sacrifiés pour la collecte des foies. Pour l’autre groupe d’animaux, les perfusions ont été arrêtées et les animaux ont eu un accès libre à une alimentation régulière jusqu'à la fin de l’étude, huit semaines plus tard où ils ont été sacrifiés pour la collecte des foies. Ceci a démontré qu’à une semaine de vie, l'activité DNMT et les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient inférieurs pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. A neuf semaines de vie, l’activité DNMT est restée basse pour le groupe NP alors que les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient plus faibles pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. Ce travail a démontré que l'administration de NP ou de H2O2, tôt dans la vie, induit une hypométhylation de l'ADN persistante en raison d'une inhibition de l'activité DNMT. Finalement, des souris ayant reçu une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ont été utilisées comme modèle in vivo de syndrome métabolique. Les souris ont été nourris soit avec un régime standard chow (témoins), soit avec une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ou avec une diète HFHS en combinaison avec du GFT505 (30 mg/kg), un double agoniste de PPARα et de PPARδ, pendant 12 semaines. La diète HFHS était efficace à induire un syndrome métabolique étant donnée l’augmentation du poids corporel, du poids hépatique, des adiposités viscérales et sous-cutanées, de l’insensibilité à l’insuline, des lipides plasmatiques et hépatiques, du stress oxydant et de l’inflammation au niveau du foie. Ces perturbations étaient accompagnées d’une déficience dans l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ concomitant avec une hyperméthylation de leurs promoteurs respectifs. L’ajout de GFT505 à la diète HFHS a empêché la plupart des effets cardiométaboliques induits par la diète HFHS via la modulation négative de l’hyperméthylation des promoteurs, résultant en l’augmentation de l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ. En conclusion, GFT505 exerce des effets métaboliques positifs en améliorant le syndrome métabolique induit par l'alimentation HFHS via des modifications épigénétiques des gènes PPARs. Ensemble, les travaux de cette thèse ont démontré que le stress oxydant provenant de la nutrition induit d’importants changements épigénétiques pouvant conduire au développement du syndrome métabolique. La nutrition apparait donc comme un facteur crucial dans la prévention de la reprogrammation fœtale et du développement du syndrome métabolique. Puisque les mécanismes suggèrent que le stress oxydant agit principalement sur les métabolites du cycle de la méthionine pour altérer l’épigénétique, une supplémentation en ces molécules ainsi qu’en antioxydants permettrait de restaurer l’équilibre redox et épigénétique.

La stabilité des réponses physiologiques face au stress psychologique telle qu’étudiée sur une période de trois ans

Le stress augmente le risque de développer des maladies cardiovasculaires (CV) ainsi que de mourir de ces maladies. Selon certaines hypothèses, ce phénomène se produirait par le biais de réponses répétés de réactivité physiologique élevée ou de récupération physiologique prolongée, suite à un épisode de stress. La stabilité à long terme des réponses physiologiques face au stress a reçu peu d’attention. Objectifs: (1) Évaluer la stabilité temporelle de la réactivité et de la récupération physiologique suite au stress, à travers l’évaluation des systèmes cardiovasculaires et nerveux autonome, et ce sur un intervalle de 3 ans. (2) Déterminer si le sexe et l'âge agissent comme des variables modératrices. Méthodologie: Un total de 134 hommes et femmes en santé ont été recrutés au sein de la communauté et ont pris part à 2 séances en laboratoire. Quatre tâches, d’une durée de 5 minutes chacune et composée d’un élément de stress interpersonnel différent, ont été administrées. Chaque tâche était suivie d’une période de récupération de 5 min. Des mesures de la fréquence cardiaque (FC), de la pression artérielle (PA) et de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC : HF, LF et VLF) ont été obtenues. Des corrélations de Spearman et des régressions linéaires ont été effectuées. Résultats: Des corrélations test-retest significatives ont été obtenues pour toutes les mesures physiologiques, sauf pour la PA diastolique et la VLF, lors de la période de récupération. Aucune différence significative quant à la stabilité des réponses face au stress en fonction du sexe ou de l’âge des participants, n’a été trouvée. Conclusion: Les réponses physiologiques face au stress représentent des caractéristiques individuelles stables sur trois ans, peu affectées par le sexe et l’âge.

Les déterminants de l’évaluation de la formation et de son rendement perçu : le cas des employeurs assujettis à la Loi favorisant le développement et la reconnaissance des compétences de la main-d’œuvre au Québec

La formation de la main-d’œuvre est l’objet d’une littérature scientifique abondante depuis plusieurs années. D’une manière générale, les principaux sujets étudiés dans la littérature scientifique, les travaux empiriques et dans les politiques publiques traitent du rendement de la formation de la main-d’œuvre ou plus récemment de la dimension stratégique de la formation de la main-d’œuvre sur la performance organisationnelle. Or, les résultats produits sont mitigés, peu convaincants, voire contradictoires (Cedefop, 2013, 2005). En conséquence, les chefs d’entreprises et les décideurs en matière de politiques publiques manquent de démonstrations claires pour évaluer les impacts de la formation sur la performance des organisations. Dans cette recherche, nous proposons justement d’apporter un nouvel éclairage théorique et empirique pour mieux comprendre les caractéristiques des entreprises qui évaluent le rendement de la formation, comment le font-elles et quelles sont les retombées perçues en la matière. Sur le plan théorique, cette recherche mobilise trois approches différentes dans un modèle analytique qui se veut intégratif. Dans la partie plutôt hypothético-déductive, la théorie du capital humain ainsi que le modèle de Kirkpatrick et de la gestion stratégique de ressources humaines permettent de vérifier la rationalité des employeurs en matière d’évaluation de la formation et de la perception de son rendement. Dans la partie la plus exploratoire de la thèse, nous avons mobilisé les pouvoirs conceptuels et explicatifs de l’approche institutionnaliste pour comprendre le comportement des organisations qui ne font pas d’évaluation formelle mais qui perçoivent quand même des retombées positives de leurs activités de formation. Sur le plan méthodologique, il s’agit d’une recherche explicative et d’une démarche en partie exploratoire quantitative faite à partir des données de l’enquête menée en 2003 par Emploi-Québec et l’Institut de la statistique du Québec auprès de 4600 entreprises assujetties à la Loi favorisant le développement et la reconnaissance des compétences de la main-d’œuvre. Nos principaux résultats de recherche soutiennent l’existence de trois types de facteurs explicatifs de la perception des retombées de la formation : des facteurs liés à l’organisation (profil et expérience en formation), des facteurs liés à la nature de la formation et des facteurs liés à l’intervention institutionnelle en matière de formation.

La programmation informatique dans la recherche et la formation en mathématiques au niveau universitaire

Une étude récente auprès de 302 mathématiciens canadiens révèle un écart intriguant : tandis que 43% des sondés utilisent la programmation informatique dans leur recherche, seulement 18% indiquent qu'ils emploient cette technologie dans leur enseignement (Buteau et coll., 2014). La première donnée reflète le potentiel énorme qu'a la programmation pour faire et apprendre des mathématiques. La deuxième donnée a inspiré ce mémoire : pourquoi existe-t-il un tel écart ? Pour répondre à cette question, nous avons mené une étude exploratoire qui cherche à mieux comprendre la place de la programmation dans la recherche et la formation en mathématiques au niveau universitaire. Des entrevues semi-dirigées ont été conduites avec 14 mathématiciens travaillant dans des domaines variés et à différentes universités à travers le pays. Notre analyse qualitative nous permet de décrire les façons dont ces mathématiciens construisent des programmes informatiques afin d'accomplir plusieurs tâches (p.e., simuler des phénomènes réels, faire des mathématiques « expérimentales », développer de nouveaux outils puissants). Elle nous permet également d'identifier des moments où les mathématiciens exposent leurs étudiants à certains éléments de ces pratiques en recherche. Nous notons toutefois que les étudiants sont rarement invités à concevoir et à écrire leurs propres programmes. Enfin, nos participants évoquent plusieurs contraintes institutionnelles : le curriculum, la culture départementale, les ressources humaines, les traditions en mathématiques, etc. Quelques-unes de ces contraintes, qui semblent limiter l'expérience mathématique des étudiants de premier cycle, pourraient être revues.

La réaction de stress physiologique à la violence au travail

Directeur(s) de thèse : Alain Marchand. M. Sc. Université de Montréal 2015. Comprend un résumé en anglais et en français. Disponible en format Adobe PDF.

Prevalence et caracterisation de Staphylococcus aureus resistant a la methicilline d'origine aviaire au Quebec

Le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) est un enjeu majeur en santé publique. Il est responsable d’une grande variété d’infections. Les “Livestock Associated-MRSA” (LA-MRSA) sont des SARM ayant comme origine les animaux de production tels le porc ou la volaille. Ils constituent un risque de transmission à l’humain via la chaîne alimentaire. Les LA-MRSA peuvent former du biofilm ce qui augmente leur tolérance aux stress environnementaux. Le biofilm est partiellement régulé par le système Agr. Il n’existe aucune donnée sur les ‘LA-MRSA’ d’origine aviaire au Québec. Les objectifs de ce projet étaient : (i) de déterminer la prévalence de ces SARM dans la viande de poulet et le poulet à griller de la province de Québec et (ii) de caractériser les isolats retrouvés. La collecte d’échantillons s’est effectuée dans 43 épiceries (309 cuisses et pilons de poulet) et dans deux abattoirs (échantillons nasaux et fécaux de 200 poulets) de la Montérégie. La prévalence de SARM a été évaluée à 1.29% (IC 95%: 0.35-3.28) et 0% dans la viande et les oiseaux respectivement. Les isolats testés se sont révélés résistants aux bêta-lactamines (n=15), à la tétracycline (n=10), à l’oxytétracycline (n=10), à la spectinomycine (n=10) et à la tobramycine (n=1). Le typage a révélé deux clones différents (ST398-V, n=10; et ST8-IVa ’USA300’, n=5). La présence de gènes de résistance aux antibiotiques (blaZ, blaR, blaI, erm(A), lnu(A), aad(D), fosB, tet(K), tet(L) et spc) ainsi que plusieurs gènes codant pour l’évasion du système immunitaire (IEC), la production de toxines ou encore pour la production de biofilm ont aussi été détectés. Une forte production de biofilm a été observée pour la majorité des isolats (n=11) à l’exception de certains isolats ST398. Le taux d’expression du système Agr n’a révélé aucune différence particulière entre les SARM testés. Pour conclure, nos données indiquent une faible prévalence de SARM chez la volaille et la viande de poulet. Les isolats ont été catégorisés en deux génotypes, dont un portant plus de gènes de résistance aux antibiotiques (ST398) et l’autre possédant plus de gènes de virulence (ST8).

Le rôle de la méthylation de l’ADN dans les fonctions cérébrales fronto-limbiques et la réactivité au stress quotidien

La sérotonine (5-HT) joue un rôle crucial dans l'étiologie des troubles mentaux comme la dépression majeure, les troubles de comportement et les troubles anxieux. Des études ont montré que des altérations précoces du système 5-HT peuvent potentiellement influencer le développement du cerveau et le fonctionnement du système fronto-limbique, engendrant des conséquences pour la régulation émotionnelle. Il existe aussi des évidences que le stress précoce peut affecter la méthylation de l'ADN résultant d'une altération de l'expression génique. Toutefois, le lien entre la méthylation de l'ADN et la réactivité comportementale à des facteurs de stress de la vie quotidienne est inconnu. La méthylation du gène transporteur 5-HT (SLC6A4) est d'un intérêt particulier, étant donné le rôle de SLC6A4 dans le développement du cerveau, les troubles mentaux et la régulation du stress. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'association entre (1) les niveaux périphériques de méthylation de l'ADN dans le gène SLC6A4 et les réponses neurales aux stimuli émotionnels dans les circuits fronto-limbiques du cerveau, ainsi qu’entre (2) la méthylation périphérique de SLC6A4 et la réactivité comportementale au stress de la vie quotidienne. Nous explorons également l'association entre les réponses neuronales fronto-limbique à des stimuli émotionnels et la réactivité comportementale au stress de la vie quotidienne (3). À cette fin, vingt-deux personnes (11 femmes) d’âge moyen de 34,0 ans (SD : 1,5) avec différents niveaux de méthylation au gène SLC6A4 ont été recrutés à partir de deux études longitudinales. Les participants ont subi une analyse IRMf qui comprenait une tâche de traitement émotionnel. Un questionnaire en ligne sur la réactivité au stress quotidien de la vie a été réalisé pendant 5 jours consécutifs. Des analyses corrélationnelles et de régression ont été effectuées pour examiner les associations entre les variables primaires. Les résultats préliminaires de cette étude ont montré que la méthylation de l'ADN est associée à la désactivation significative du gyrus précentral et gyrus fusiforme respectivement face à des stimuli de peur et de tristesse. Aucune association significative n'a été observée entre les niveaux de méthylation et l'activation de l'amygdale. En outre, les scores obtenus aux variables de stress de la vie quotidienne tels que la détresse chronique ont été associées à la désactivation du précuneus et du cortex cingulaire postérieur face à la tristesse. Ces résultats suggèrent l'implication potentielle des processus épigénétiques dans l'activation cérébrale spécifique et la sensibilité au stress de la vie courante.

On the evolution of the solar wind between 1 and 5 AU at the time of the Cassini Jupiter flyby: Multispacecraft observations of interplanetary coronal mass ejections including the formation of a merged interaction region

The Cassini flyby of Jupiter occurred at a time near solar maximum. Consequently, the pre-Jupiter data set reveals clear and numerous transient perturbations to the Parker Spiral solar wind structure. Limited plasma data are available at Cassini for this period due to pointing restrictions imposed on the instrument. This renders the identification of the nature of such structures ambiguous, as determinations based on the magnetic field data alone are unreliable. However, a fortuitous alignment of the planets during this encounter allowed us to trace these structures back to those observed previously by the Wind spacecraft near the Earth. Of the phenomena that we are satisfactorily able to trace back to their manifestation at 1 AU, two are identified as being due to interplanetary coronal mass ejections. One event at Cassini is shown to be a merged interaction region, which is formed from the compression of a magnetic cloud by two anomalously fast solar wind streams. The flux-rope structure associated with this magnetic cloud is not as apparent at Cassini and has most likely been compressed and deformed. Confirmation of the validity of the ballistic projections used here is provided by results obtained from a one-dimensional magnetohydrodynamic projection of solar wind parameters measured upstream near the Earth. It is found that when the Earth and Cassini are within a few tens of degrees in heliospheric longitude, the results of this one-dimensional model predict the actual conditions measured at 5 AU to an impressive degree. Finally, the validity of the use of such one-dimensional projections in obtaining quasi-solar wind parameters at the outer planets is discussed.

trans, trans-2,4-decadienal induces mitochondrial dysfunction and oxidative stress

Lipid peroxidation produces a large number of reactive aldehydes as secondary products. We have previously shown that the reaction of cytochrome c with trans,trans-2, 4-decadienal (DDE), an aldehyde generated as a product of lipid peroxidation in cell membranes, results in the formation of adducts. Mass spectrometry analysis indicated that His-33, Lys-39, Lys-72 and Lys-100 in cytochrome c were modified by DDE. In the present work, we investigated the effect of DDE on isolated rat liver mitochondria. DDE (162 mu M) treatment increases the rate of mitochondrial oxygen consumption. Extensive mitochondrial swelling upon treatment with DDE (900 nM-162 mu M) was observed by light scattering and transmission electron microscopy experiments. DDE-induced loss of inner mitochondrial membrane potentials, monitored by safranin O fluorescence, was also observed. Furthermore, DDE-treated mitochondria showed an increase in lipid peroxidation, as monitored by MDA formation. These results suggest that reactive aldehydes promote mitochondrial dysfunction.

Nicorandil protects cardiac mitochondria against permeability transition induced by ischemia-reperfusion

Ischemia followed by reperfusion is known to negatively affect mitochondrial function by inducing a deleterious condition termed mitochondrial permeability transition. Mitochondrial permeability transition is triggered by oxidative stress, which occurs in mitochondria during ischemia-reperfusion as a result of lower antioxidant defenses and increased oxidant production. Permeability transition causes mitochondrial dysfunction and can ultimately lead to cell death. A drug able to minimize mitochondrial damage induced by ischemia-reperfusion may prove to be clinically effective. We aimed to analyze the effects of nicorandil, an ATP-sensitive potassium channel agonist and vasodilator, on mitochondrial function of rat hearts and cardiac HL-1 cells submitted to ischemia-reperfusion. Nicorandil decreased mitochondrial swelling and calcium uptake. It also decreased reactive oxygen species formation and thiobarbituric acid reactive substances levels, a lipid peroxidation biomarker. We thus confirm previous reports that nicorandil inhibits mitochondrial permeability transition and demonstrate that nicorandil inhibits this process by preventing oxidative damage and mitochondrial calcium overload induced by ischemia-reperfusion, resulting in improved cardiomyocyte viability. These results may explain the good clinical results obtained when using nicorandil in the treatment of ischemic heart disease.

The processes involved in the Se electrodeposition and dissolution on Au electrode: the H2Se formation

The processes involved in the Se electrodeposition, mainly the one related to the formation of H2Se species on Au electrode in perchloric acid solutions, have been investigated through cyclic voltammetry, electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM), rotating ring-disc electrode (RRDE), and atomic force microscopy (AFM) techniques. In the experiments performed with the EQCM, with the potential sweep in the negative direction, the responses for the mass variation were divided in three well-defined potential regions: A (from 1.55 to 0.35 V), B (from 0.35 to -0.37 V), and C (from -0.37 to -0.49 V). It was verified that the following processes can occur, respectively: the species (AuO)(2)H2SeO3 was desorbed during the AuO reduction, the reduction of Se(IV) to Se(0), and the formation of H2Se. When the potential was swept in the positive direction, the responses for the mass variation were divided in four well-defined potential regions: D (from -0.49 to 0.66 V), E (from 0.66 to 0.99 V), F (from 0.99 to 1.26 V), and G (from 1.26 to 1.55 V), and the described processes in these regions were, respectively: the Se deposition and adsorption of water molecules and/or perchlorate ions, the Se dissolution, the Se incorporating mass in the form of HO-Se, and the Au oxidation (all potentials are referred to the Ag/AgCl electrode). Making use of the RRDE, using the collection technique, the formation of H2Se species during the Se electrodeposition was investigated. Therefore, it was confirmed that this species is formed on the disc electrode between -0.3 and -0.55 V vs the Ag/AgCl potential range (collecting the oxidized compound onto the ring electrode). AFM images also indicated that the surface topography of the Se-massive deposit on Au is different from the images registered after the formation of H2Se species, confirming the cathodic stripping of Se.

Análise estrutural do depósito de Au e Cu da região de Paran - Peru

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Geocronologia e evolução crustal da área do depósito de Cu-Au Gameleira, Província Mineral de Carajás (Pará), Brasil

O depósito de Cu-Au Gameleira está hospedado nas rochas do Grupo Igarapé Pojuca, pertencente ao Supergrupo Itacaiúnas, Província Mineral de Carajás, SE do Cráton Amazônico. Esse grupo está representado principalmente por rochas metavulcânicas máficas (RMV), anfibolitos, biotita xistos, formações ferríferas e/ou hidrotermalitos, cortadas por rochas intrusivas máficas (RIM), bem como por granitos arqueanos (2,56 Ga, Granito Deformado Itacaiúnas) e paleoproterozóicos (1,87 - 1,58 Ga, Granito Pojuca e Leucogranito do Gameleira). Cristais de zircão de um saprolito (2615 ± 10 Ma e 2683 ± 7 Ma) e de uma amostra de RIM (2705 ± 2 Ma), mostraram ser contemporâneos aos dos gabros do depósito Águas Claras. Datações Pb-Pb em rocha total e calcopirita de RMV indicaram idades de 2245 ± 29 Ma e 2419 ± 12 Ma, respectivamente, enquanto lixiviados de calcopirita indicaram idades de 2217 ± 19 Ma e 2180 ± 84 Ma. Essas idades são interpretadas como rejuvenescimento parcial provocado pelas intrusões graníticas proterozóicas (1,58 e 1,87 Ga) ou pelas reativações tectônicas associadas aos Sistemas Transcorrentes Carajás e Cinzento, ou total, provocada pelas últimas. As idades-modelo T_DM de 3,12 e 3,33 Ga para as RMV e RIM e os valores de _εNd (t) de -0,89 a -3,26 sugerem contribuição continental de rochas mais antigas e magmas gerados possivelmente em um ambiente de rifte continental ou de margem continental ativa.