Hypoxie-ischémie cérébrale néonatale : rôle de la voie de JNK et implication de l'autophagie dans la mort neuronale

Résumé : Malgré les immenses progrès réalisés depuis plusieurs années en médecine obstétricale ainsi qu'en réanimation néonatale et en recherche expérimentale, l'asphyxie périnatale, une situation de manque d'oxygène autour du moment de la naissance, reste une cause majeure de mortalité et de morbidité neurologique à long terme chez l'enfant (retard mental, paralysie cérébrale, épilepsie, problèmes d'apprentissages) sans toutefois de traitement pharmacologique réel. La nécessité de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les complications de l'asphyxie périnatale est donc aujourd'hui encore essentielle. Le but général de ce travail est l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques impliquées dans des mécanismes moléculaires pathologiques induits par l'hypoxie-ischémie (HI) dans le cerveau immature. Pour cela, le modèle d'asphyxie périnatale (proche du terme) le plus reconnu chez le rongeur a été développé (modèle de Rice et Vannucci). Il consiste en la ligature permanente d'une artère carotide commune (ischémie) chez le raton de 7 jours combinée à une période d'hypoxie à 8% d'oxygène. Il permet ainsi d'étudier les lésions de type hypoxique-ischémique dans différentes régions cérébrales dont le cortex, l'hippocampe, le striatum et le thalamus. La première partie de ce travail a abordé le rôle de deux voies de MAPK, JNK et p38, après HI néonatale chez le raton à l'aide de peptides inhibiteurs. Tout d'abord, nous avons démontré que D-JNKI1, un peptide inhibiteur de la voie de JNK présentant de fortes propriétés neuroprotectrices dans des modèles d'ischémie cérébrale adulte ainsi que chez le jeune raton, peut intervenir sur différentes voies de mort dont l'activation des calpaïnes (marqueur de la nécrose précoce), l'activation de la caspase-3 (marqueur de l'apoptose) et l'expression de LC3-II (marqueur de macroautophagie). Malgré ces effets positifs le traitement au D-JNKI1 ne modifie pas l'étendue de la lésion cérébrale. L'action limitée de D-JNKI1 peut s'expliquer par une implication modérée des JNKs (faiblement activées et principalement l'isotype JNK3) après HI néonatale sévère. Au contraire, l'inhibition de la voie de nNOS/p38 par le peptide DTAT-GESV permet une augmentation de 20% du volume du tissu sain à court et long terme. Le second projet a étudié les effets de l'HI néonatale sur l'autophagie neuronale. En effet, l'autophagie est un processus catabolique essentiel au bien-être de la cellule. Le type principal d'autophagie (« macroautophagie » , que nous appellerons par la suite « autophagie ») consiste en la séquestration d'éléments à dégrader (protéines ou organelles déficients) dans un compartiment spécialisé, l'autophagosome, qui fusionne avec un lysosome pour former un autolysosome où le contenu est dégradé par les hydrolases lysosomales. Depuis peu, l'excès ou la dérégulation de l'autoptiagie a pu être impliqué dans la mort cellulaire en certaines conditions de stress. Ce travail démontre que l'HI néonatale chez le raton active fortement le flux autophagique, c'est-à-dire augmente la formation des autophagosomes et des autolysosomes, dans les neurones en souffrance. De plus, la relation entre l'autophagie et l'apoptose varie selon la région cérébrale. En effet, alors que dans le cortex les neurones en voie de mort présentent des caractéristiques mixtes apoptotiques et autophagiques, ceux du CA3 sont essentiellement autophagiques et ceux du CA1 sont principalement apoptotiques. L'induction de l'autophagie après HI néonatale semble donc participer à la mort neuronale soit par l'enclenchement de l'apoptose soit comme mécanisme de mort en soi. Afin de comprendre la relation pouvant exister entre autophagie et apoptase un troisième projet a été réalisé sur des cultures primaires de neurones corticaux exposés à un stimulus apoptotique classique, la staurosporine (STS). Nous avons démontré que l'apoptose induite par la STS était précédée et accompagnée par une forte activation du flux autophagique neuronal. L'inhibition de l'autophagie de manière pharmacologique (3-MA) ou plus spécifiquement par ARNs d'interférence dirigés contre deux protéines autophagiques importantes (Atg7 et Atg5) a permis de mettre en évidence des rôles multiples de l'autophagie dans la mort neuronale. En effet, l'autophagie prend non seulement part à une voie de mort parallèle à l'apoptose pouvant être impliquée dans l'activation des calpaïnes, mais est également partiellement responsable de l'induction des voies apoptotiques (activation de la caspase-3 et translocation nucléaire d'AIF). En conclusion, ce travail a montré que l'inhibition de JNK par D-JNKI1 n'est pas un outil neuroprotecteur efficace pour diminuer la mort neuronale provoquée par l'asphyxie périnatalé sévère, et met en lumière deux autres voies thérapeutiques beaucoup plus prometteuses, l'inhibition de nNOS/p38 ou de l'autophagie. ABSTRACT : Despite enormous progress over the last«decades in obstetrical and neonatal medicine and experimental research, perinatal asphyxia, a situation of lack of oxygen around the time of the birth, remains a major cause of mortality and long term neurological morbidity in children (mental retardation, cerebral palsy, epilepsy, learning difficulties) without any effective treatment. It is therefore essential to develop new therapeutic strategies for the complications of perinatal asphyxia. The overall aim of this work was to identify new therapeutic targets involved in pathological molecular mechanisms induced by hypoxia-ischemia (HI) in the immature brain. For this purpose, the most relevant model of perinatal asphyxia (near term) in rodents has been developed (model of Rice and Vannucci). It consists in the permanent ligation of one common carotid artery (ischemia) in the 7-day-old rat combined with a period of hypoxia at 8% oxygen. This model allows the study of the hypoxic-ischemic lesion in different brain regions including the cortex, hippocampus, striatum and thalamus. The first part of this work addressed the role of two MAPK pathways (JNK and p38) after rat neonatal HI using inhibitory peptides. First, we demonstrated that D-JNKI1, a JNK peptide inhibitor presenting strong neuroprotective properties in models of cerebral ischemia in adult and young rats, could affect different cell death mechanisms including the activation of calpain (a marker of necrosis) and caspase-3 (a marker of apoptosis), and the expression of LC3-II (a marker of macroautophagy). Despite these positive effects, D-JNKI1 did not modify the extent of brain damage. The limited action of D-JNKI1 can be explained by the fact that JNKs were only moderately involved (weakly activated and principally the JNK3 isotype) after severe neonatal HI. In contrast, inhibition of nNOS/p38 by the peptide D-TAT-GESV increased the surviving tissue volume by around 20% at short and long term. The second project investigated the effects of neonatal HI on neuronal autophagy. Indeed, autophagy is a catabolic process essential to the well-being of the cell. The principal type of autophagy ("macroautophagy", that we shall henceforth call "autophagy") involves the sequestration of elements to be degraded (deficient proteins or organelles) in a specialized compartment, the autophagosome, which fuses with a lysosome to form an autolysosome where the content is degraded by lysosomal hydrolases. Recently, an excess or deregulation of autophagy has been implicated in cell death in some stress conditions. The present study demonstrated that rat neonatal HI highly enhanced autophagic flux, i.e. increased autophagosome and autolysosome formation, in stressed neurons. Moreover, the relationship between autophagy and apoptosis varies according to the brain region. Indeed, whereas dying neurons in the cortex exhibited mixed features of apoptosis and autophagy, those in CA3 were primarily autophagíc and those in CA1 were mainly apoptotic. The induction of autophagy after neonatal HI seems to participate in neuronal death either by triggering apoptosis or as a death mechanism per se. To understand the relationships that may exist between autophagy and apoptosis, a third project has been conducted using primary cortical neuronal cultures exposed to a classical apoptotic stimulus, staurosporine (STS). We demonstrated that STS-induced apoptosis was preceded and accompanied by a strong activation of neuronal autophagic flux. Inhibition of autophagy pharmacologically (3-MA) or more specifically by RNA interference directed against two important autophagic proteins (Atg7 and AtgS) showed multiple roles of autophagy in neuronal death. Indeed, autophagy was not only involved in a death pathway parallel to apoptosis possibly involved in the activation of calpains, but was also partially responsible for the induction of apoptotic pathways (caspase-3 activation and AIF nuclear translocation). In conclusion, this study showed that JNK inhibition by D-JNKI1 is not an effective neuroprotective tool for decreasing neuronal death following severe perinatal asphyxia, but highlighted two more promising therapeutic approaches, inhibition of the nNOSlp38 pathway or of autophagy.

Fusion of data sets in multivariate linear regression with errors-in-variables

We consider the application of normal theory methods to the estimation and testing of a general type of multivariate regressionmodels with errors--in--variables, in the case where various data setsare merged into a single analysis and the observable variables deviatepossibly from normality. The various samples to be merged can differ on the set of observable variables available. We show that there is a convenient way to parameterize the model so that, despite the possiblenon--normality of the data, normal--theory methods yield correct inferencesfor the parameters of interest and for the goodness--of--fit test. Thetheory described encompasses both the functional and structural modelcases, and can be implemented using standard software for structuralequations models, such as LISREL, EQS, LISCOMP, among others. An illustration with Monte Carlo data is presented.

Traitement des fractures de l'enfant par enclouage centro-médullaire élastique stable (ECMES) [Treatment of pediatric fractures by intramedullary stable elastic pinning]

During the past decade several new techniques for the treatment of children's fractures respecting the specificity of the growing bone have been described. The goal of all these techniques was to mechanically stabilise the fracture however to preserve a certain instability of the fracture gap itself inducing early callus formation and subsequent consolidation. The dynamic external fixation as well as the elastic stable intramedullary pinning have become accepted means in the treatment of long bone fractures in the paediatric age group. We report our experience of the last seven years with the intramedullary pinning of 105 fractures. Eighty-four were fractures of the femur, 9 of the humerus, 8 of the forearm, and a further 4 of the tibial shaft. The intramedullary elastic pinning represents a simple technique which supports or even enhances the natural process of fracture healing of the growing bone. The method is not very invasive, is cost effective, and allows short hospitalisation. Early physical activity is guaranteed due to early consolidation of the fracture. Complications are rare and the final orthopedic and cosmetic outcome is excellent.

Gestion des rendez-vous au cabinet en pédiatrie libérale

Introduction¦La gestion des rendez-vous (RDV) et des flux des consultations en médecine libérale sont¦primordiaux. Il n'existe actuellement que peu de données à ce sujet et chaque médecin gère ses RDV¦selon sa convenance. Le but de cette étude est de décrire de manière analytique et prospective la¦gestion des RDV chez un groupe de pédiatres généralistes installés en cabinet. Ainsi elle pourrait¦servir de base pour des formations post graduées, des cours sur la pratique libérale de médecine de¦premier recours ou encore lors d'ouvertures de cabinets médicaux.¦Méthode¦Tous les pédiatres généralistes avec activité de premier recours du canton de Neuchâtel ont été¦invités à participer à l'étude. Leurs parcours professionnels ont été recensés. Pour chaque¦consultation, le délai entre l'heure d'appel téléphonique par les parents et celle du RDV obtenu le jour¦même (RDV «du jour», RDVdJ), le temps d'attente au cabinet, sa durée, l'âge, le sexe et la nationalité du patient, les diagnostics et les traitements ont été consignés. Le nombre et la durée des¦consultations téléphoniques par les pédiatres ont été enregistrés. La période d'enquête a porté du¦lundi 7 au vendredi 11 février 2011. Parallèlement, l'activité pédiatrique aux urgences de l'Hôpital¦neuchâtelois (HNE) a été recensée du 7 au 14 février 2011, nuits et week-end inclus.¦Cette étude a été acceptée par la Commission cantonale vaudoise d'éthique de la recherche sur l'être¦humain.¦Résultats¦Sur les 24 pédiatres praticiens avec activité de premier recours installés dans le canton de Neuchâtel,¦18 ont accepté de collaborer. 1645 consultations ont été réalisées dans les cabinets, 271 au sein de¦l'HNE et 500 chez les pédiatres n'ayant pas participé à l'étude. Ainsi 2416 consultations pédiatriques¦ont été effectuées pendant les 7 jours d'analyse dans les principales structures neuchâteloises de¦soins pédiatriques.¦Sur 1645 consultations, 697 étaient des RDVdJ (médiane 42%, extrêmes 26%-57%), 880 (54%, 42%-¦69%) avaient un RDV prévu (RDVP), c'est-à dire fixé avant le jour de la consultation, 61 (4%, 0%-¦16%) étaient des RDV pressants (RDVpress), ce qui signifie que le patient s'était présenté¦directement au cabinet sans RDV préalable. 902/1645 consultations (55%) concerne des enfants de¦moins de 6 ans. Le recours parental à des RDVdJ ne dépendait pas de l'âge du patient. La plupart¦des consultations était due à un syndrome infectieux aigu (42%).¦La couverture par les pédiatres praticiens était très variable (5-14 actifs simultanément par ½¦journée), l'HNE permettant certainement d'assurer les prises en charge pédiatriques en l'absence des¦praticiens.¦Ce travail a montré une grande variabilité des différents paramètres d'activité entre les pédiatres. Il¦donne une image synthétique, quoi que partielle puisque le volet diagnostic et traitement n'ont pas été abordés, des soins pédiatriques ambulatoires dans un canton romand. Il n'a pas permis de définir un style univoque de gestion des RDV.

Les indications au traitement de l'ostéoporose [Treatment indications for osteoporosis]

The aim of this review is to better identify for which women with osteoporosis the treatment is efficient, without taking into account the bone mineral density only. The age, previous fractures, the severity of vertebral deformity identify women at high risk for subsequent fracture. The development of assessment tools for predicting fracture risk, the use of the NNT (number needed to treat), and economical analyses are particularly helpful. The number of patients needed to treat to prevent one patient having the target event expresses the magnitude of a treatment effect in a clinically useful way. Economical analyses take into account the health care resources needed to get these benefits. We analysed the NNT and the cost of the treatments which significantly reduced the risk of fracture.

Revue du traitement chirurgical de la pseudarthrose de la diaphyse fémorale

Ce travail consiste en l'analyse et la revue des différentes prises en charge de la pseudarthrose de la diaphyse fémorale dans un groupe nommé « Echantillon CHUV » formé par 16 patients. Les patients ont tous été opérés au Centre Hospitalier Universitaire Vaudois, CHUV, entre 2008 et 2011 pour cure de pseudarthrose. Une présentation succincte des fractures de la diaphyse fémorale ainsi que de la pseudarthrose de la diaphyse fémorale consiste en la première partie du rapport. La deuxième partie est une revue des cas des patients de l'échantillon CHUV. Des paramètres tels que le mode initial de fracture, la durée effective de la pseudarthrose, le nombre de révisions avant la consolidation ou la répartition des pseudarthroses selon leur type font partie des différents éléments caractéristiques répertoriés puis analysés dans cette revue. 25 cures de pseudarthroses sont effectuées sur les 16 patients. Les techniques de fixations les plus utilisées sont la fixation par plaque après réduction ouverte (ORIF, 64%, 16 cures sur 25) et l'enclouage centromédullaire (24%, 6 cures sur 25). L'utilisation de substituts osseux est très souvent complémentaire à la refixation mécanique lors des cures de pseudarthrose (recours à la greffe osseuse dans 72% des cures). Le taux d'union après la première cure de pseudarthrose s'établit à 63% et il monte à 100% après l'ensemble des cures. Le retour à une fonction adéquate du membre inférieur est obtenu chez 14 des 16 patients (1 patient est traité par arthrodèse du genou sur pseudarthrose du tiers distal de la diaphyse fémorale et 1 patient tétraplégique est traité par résection de la tête et du col fémoral sur pseudarthrose du tiers proximal de la diaphyse fémorale). La revue quantifie la durée de l'invalidité causée par la pseudarthrose de la diaphyse fémorale : la longueur totale du traitement avant union est d'au minimum 12 mois pour 75% des patients. 8 patients sur 16 ont un temps avant union supérieur à 20 mois. La pseudarthrose de la diaphyse fémorale doit être considérée comme une complication grave. La localisation au niveau du fémur réduit voire abolit l'autonomie de marche du patient et limite ses activités de la vie quotidienne. Elle entrave le retour au travail et réduit terriblement la qualité de vie pendant souvent plus d'une année. L'ensemble des symptômes ont un effet dévastateur sur la rééducation et peuvent parfois laisser d'importantes séquelles physiques ou psychologiques sur le long terme. Pour ces raisons, le traitement doit être adapté du mieux possible à la pseudarthrose du patient afin d'augmenter les chances de réussite de la cure.

Traitement des epilepsies réfractaires: rôle de la stimulation electrique [Treatment of pharmacoresistant epilepsy: stimulated refractoriness].

Antiepileptic drugs allow controlling seizures in 70% of patients. For the others, a presurgical work-up should be undertaken, especially if a focal seizure origin is suspected; however, only a fraction of pharmacoresistant patients will be offered resective (curative) surgery. In the last 15 years, several palliative therapies using extra- or intracranial electrical stimulations have been developed. This article presents the vagal nerve stimulation, the deep brain stimulation (targeting the mesiotemporal region or the thalamus), and the cortical stimulation "on demand". All show an overall long-term responder rate between 30-50%, but less than 5% of patients becoming seizure free. It is to hope that a better understanding of epileptogenic mechanisms and of the implicated neuronal networks will lead to an improvement of these proportions.

The SM protein Vps33 and the t-SNARE H(abc) domain promote fusion pore opening.

Intracellular membrane fusion proceeds via distinct stages of membrane docking, hemifusion and fusion pore opening and depends on interacting families of Rab, SNARE and SM proteins. Trans-SNARE complexes dock the membranes in close apposition. Efficient fusion requires further SNARE-associated proteins. They might increase the number of trans-SNARE complexes or the fusogenic potential of a single SNARE complex. We investigated the contributions of the SM protein Vps33 to hemifusion and pore opening between yeast vacuoles. Mutations in Vps33 that weaken its interactions with the SNARE complex allowed normal trans-SNARE pairing and lipid mixing but retarded content mixing. Deleting the H(abc) domain of the vacuolar t-SNARE Vam3, which interacts with Vps33, had the same effect. This suggests that SM proteins promote fusion pore opening by enhancing the fusogenic activity of a SNARE complex. They should thus be considered integral parts of the fusion machinery.