The origin, molecular regulation and therapeutic potential of myogenic stem cell populations

Satellite cells, originating in the embryonic dermamyotome, reside beneath the myofibre of mature adult skeletal muscle and constitute the tissue-specific stem cell population. Recent advances following the identification of markers for these cells (including Pax7, Myf5, c-Met and CD34) (CD, cluster of differentiation; c-Met, mesenchymal epithelial transition factor) have led to a greater understanding of the role played by satellite cells in the regeneration of new skeletal muscle during growth and following injury. In response to muscle damage, satellite cells harbour the ability both to form myogenic precursors and to self-renew to repopulate the stem cell niche following myofibre damage. More recently, other stem cell populations including bone marrow stem cells, skeletal muscle side population cells and mesoangioblasts have also been shown to have myogenic potential in culture, and to be able to form skeletal muscle myofibres in vivo and engraft into the satellite cell niche. These cell types, along with satellite cells, have shown potential when used as a therapy for skeletal muscle wasting disorders where the intrinsic stem cell population is genetically unable to repair non-functioning muscle tissue. Accurate understanding of the mechanisms controlling satellite cell lineage progression and self-renewal as well as the recruitment of other stem cell types towards the myogenic lineage is crucial if we are to exploit the power of these cells in combating myopathic conditions. Here we highlight the origin, molecular regulation and therapeutic potential of all the major cell types capable of undergoing myogenic differentiation and discuss their potential therapeutic application.

A haplotype at the UCP1 gene locus contributes to genetic risk for type 2 diabetes in Asian Indians (CURES-72)

BACKGROUND: The gene encoding for uncoupling protein-1 (UCP1) is considered to be a candidate gene for type 2 diabetes because of its role in thermogenesis and energy expenditure. The objective of the study was to examine whether genetic variations in the UCP1 gene are associated with type 2 diabetes and its related traits in Asian Indians. METHODS: The study subjects, 810 type 2 diabetic subjects and 990 normal glucose tolerant (NGT) subjects, were chosen from the Chennai Urban Rural Epidemiological Study (CURES), an ongoing population-based study in southern India. The polymorphisms were genotyped using the polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) method. Linkage disequilibrium (LD) was estimated from the estimates of haplotypic frequencies. RESULTS: The three polymorphisms, namely -3826A-->G, an A-->C transition in the 5'-untranslated region (UTR) and Met229Leu, were not associated with type 2 diabetes. However, the frequency of the A-C-Met (-3826A-->G-5'UTR A-->C-Met229Leu) haplotype was significantly higher among the type 2 diabetic subjects (2.67%) compared with the NGT subjects (1.45%, P < 0.01). The odds ratio for type 2 diabetes for the individuals carrying the haplotype A-C-Met was 1.82 (95% confidence interval, 1.29-2.78, P = 0.009). CONCLUSIONS: The haplotype, A-C-Met, in the UCP1 gene is significantly associated with the increased genetic risk for developing type 2 diabetes in Asian Indians.

Gene amplification in carcinogenesis

Gene amplification increases the number of genes in a genome and can give rise to karyotype abnormalities called double minutes (DM) and homogeneously staining regions (HSR), both of which have been widely observed in human tumors but are also known to play a major role during embryonic development due to the fact that they are responsible for the programmed increase of gene expression. The etiology of gene amplification during carcinogenesis is not yet completely understood but can be considered a result of genetic instability. Gene amplification leads to an increase in protein expression and provides a selective advantage during cell growth. Oncogenes such as CCND1, c-MET, c-MYC, ERBB2, EGFR and MDM2 are amplified in human tumors and can be associated with increased expression of their respective proteins or not. In general, gene amplification is associated with more aggressive tumors, metastases, resistance to chemotherapy and a decrease in the period during which the patient stays free of the disease. This review discusses the major role of gene amplification in the progression of carcinomas, formation of genetic markers and as possible therapeutic targets for the development of drugs for the treatment of some types of tumors.

Fatores genéticos e ambientais envolvidos na carciogênese gástrica

RACIONAL: O câncer de estômago é o segundo tipo mais comum de neoplasia no mundo. A carcinogênese de estômago é processo de múltiplos passos, podendo manifestar-se em várias etapas como gastrite superficial, gastrite atrófica crônica, metaplasia intestinal, displasia e, finalmente, como um carcinoma. Essas condições costumam ser seqüenciais e ocorrer num período de muitos anos como resultado da exposição a uma variedade de fatores endógenos e exógenos, que causam alterações genéticas. Os recentes avanços da genética molecular têm mostrado que o acúmulo dessas várias anormalidades, incluindo a ativação de oncogenes e a inativação de genes supressores de tumores, resultam no desenvolvimento do câncer. Alterações genéticas descritas em carcinomas gástricos incluem amplificações e mutações dos genes c-ERBB2, K-RAS, c-MET e TP53. O ganho de cromossomos também foi encontrado em várias combinações com perda de outros cromossomos e pode estar associado com a expressão elevada de oncogenes, que contribuem com a progressão tumoral. CONCLUSÃO: Essas mudanças genéticas em carcinomas evidenciam o processo de múltiplas etapas da carcinogênese gástrica, por meio do acúmulo de uma série de alterações.

Identification of protein expression signatures in gastric carcinomas using clustering analysis

Background and Aim: The identification of gastric carcinomas (GC) has traditionally been based on histomorphology. Recently, DNA microarrays have successfully been used to identify tumors through clustering of the expression profiles. Random forest clustering is widely used for tissue microarrays and other immunohistochemical data, because it handles highly-skewed tumor marker expressions well, and weighs the contribution of each marker according to its relatedness with other tumor markers. In the present study, we e identified biologically- and clinically-meaningful groups of GC by hierarchical clustering analysis of immunohistochemical protein expression. Methods: We selected 28 proteins (p16, p27, p21, cyclin D1, cyclin A, cyclin B1, pRb, p53, c-met, c-erbB-2, vascular endothelial growth factor, transforming growth factor [TGF]-beta I, TGF-beta II, MutS homolog-2, bcl-2, bax, bak, bcl-x, adenomatous polyposis coli, clathrin, E-cadherin, beta-catenin, mucin (MUC) 1, MUC2, MUC5AC, MUC6, matrix metalloproteinase [ MMP]-2, and MMP-9) to be investigated by immunohistochemistry in 482 GC. The analyses of the data were done using a random forest-clustering method. Results: Proteins related to cell cycle, growth factor, cell motility, cell adhesion, apoptosis, and matrix remodeling were highly expressed in GC. We identified protein expressions associated with poor survival in diffuse-type GC. Conclusions: Based on the expression analysis of 28 proteins, we identified two groups of GC that could not be explained by any clinicopathological variables, and a subgroup of long-surviving diffuse-type GC patients with a distinct molecular profile. These results provide not only a new molecular basis for understanding the biological properties of GC, but also better prediction of survival than the classic pathological grouping.

Targeting phosphoinositide 3-kinase signalling in lung cancer

Lung cancer is the leading cause of cancer-related mortality worldwide and more than 1 million people annually die in consequence of lung cancer. Although an improvement in lung cancer treatment could be achieved, especially in the last decade, the development of additional therapeutic strategies is urgently required in order to provide improved survival benefit for patients. Lung cancer formation is caused by genetic modifications commonly caused by tobacco smoking. Numerous studies have demonstrated the role of extracellular growth factors in lung cancer cell proliferation, metastasis, and chemoresistance. Mutations and amplifications in molecules related to receptor tyrosine signalling, such as EGFR, ErbB2, c-Met, c-Kit, VEGFR, PI3K, and PTEN are only some of the alterations known to contribute to the development of lung cancer. The phosphoinositide 3-kinase (PI3K) pathway, fundamental for cell development, growth, and survival, is known to be frequently altered in neoplasia, including carcinomas of the lung. Based on the high frequency of alterations, which include mutations and amplifications, leading to over-activation of certain upstream/downstream mediators, targeting components of the PI3K signalling pathway is considered to be a promising therapeutic approach in cancer treatment. In this article we will summarize the current knowledge about the involvement of PI3K signalling in lung cancer and discuss the development of targeted therapies involving PI3K pathway inhibitors.

Increased expression of putative cancer stem cell markers in the bone marrow of prostate cancer patients is associated with bone metastasis progression.

BACKGROUND The number of cells positive for the α-6 and α-2 integrin subunits and the c-Met receptor in primary tumors and bone biopsies from prostate cancer patients has been correlated with metastasis and disease progression. The objective of this study was to quantify disseminated tumour cells present in bone marrow in prostate cancer patients using specific markers and determine their correlation with metastasis and survival. METHODS Patients were included at different stage of prostate cancer disease, from localised to metastatic castration-resistant prostate cancer. Healthy men were used as a control group. Bone marrow samples were collected and nucleated cells separated. These were stained for CD45, α-2, α-6 integrin subunits and c-Met and samples were processed for analysis and quantification of CD45-/α2+/α6+/c-met + cells using flow cytometry. Clinical and pathological parameters were assessed and survival measured. Statistical analyses were made of associations between disease specific parameters, bone marrow flow cytometry data, prostate-specific antigen (PSA) progression free survival and bone metastases progression free survival. RESULTS For all markers, the presence of more than 0.1% positive cells in bone marrow aspirates was significantly associated with the risk of biochemical progression, the risk of developing metastasis and death from prostate cancer. CONCLUSIONS Quantification of cells carrying putative stem cell markers in bone marrow is a potential indicator of disease progression. Functional studies on isolated cells are needed to show more specifically their property for metastatic spread in prostate cancer.

Growth regulatory role of R -PTPmu in normal and neoplastic epithelial cells

Cellular oncogenes and tumor suppressor genes regulate cellular adhesion and proliferation, two important events in malignant transformation. Even though receptor-like protein tyrosine phosphatases (R-PTPs) can influence these events, their role in malignant transformation has not been studied. The major goal of this study was to determine whether downregulation of R-PTP$\mu$ expression in lung epithelial cells is associated with or causal to neoplastic transformation. Examination of R-PTP$\mu$ expression in normal and carcinoma cells demonstrated that lung epithelial cells expressed R-PTP$\mu$ whereas lung carcinoma cells did not, and that incubation with TGF-$\alpha$ and HGF induced a two fold increase in R-PTP$\mu$ mRNA expression. To associate the expression of R-PTP$\mu$ with neoplastic transformation, we transfected lung epithelial cells with the H-ras oncogene. Transformation resulted in the activation of the MAPK signal transduction pathway, the hyperphosphorylation of c-met, and the production of HGF. Upon analysis of R-PTP$\mu$ expression, we observed a significant decrease in R-PTP$\mu$ mRNA and protein levels suggesting that transformation can directly or indirectly downregulate the expression of R-PTP$\mu.$ TGF-$\beta$ reversed the H-ras transformed phenotype, an event directly correlated with upregulation of R-PTP$\mu.$ To provide a casual relationship between R-PTP$\mu$ and cessation of tumor cell growth, we transfected carcinoma cells with the wild type R-PTP$\mu$ cDNA. Transiently expressing cells were selected by FACS using the mAb 3D7 and plated into individual wells. Carcinoma cells positive for R-PTP$\mu$ expression did not grow into colonies whereas non-R-PTP$\mu$ expressing carcinoma cells did, suggesting that expression of R-PTP$\mu$ arrested cell growth. To better understand the growth arrest induced by R-PTP$\mu$, we transfected the H-ras transformed lung epithelial cell line (MvLu-1-ras) with R-PTP$\mu$ (MvLu-1-ras/R-PTP$\mu$). Examination of growth factor receptor phosphorylation revealed significant inhibition of c-met and EGF-R. Furthermore, these cells underwent apoptosis in the absence of serum. Taken together the data demonstrate that the downregulation of R-PTP$\mu$ expression is an important step in neoplastic transformation of lung epithelial cells and that its presence can induce apoptosis and inhibit the signaling of c-met and EGF-R, two major growth factor receptors in lung carcinoma. In conclusion, the expression of R-PTP$\mu$ is inversely correlated with neoplastic transformation, growth and survival of tumor cells. ^

Morphogenetic Effects of Neuregulin (Neu Differentiation Factor) in Cultured Epithelial Cells

Neuregulin, or neu differentiation factor, induces cell proliferation or differentiation through interaction with members of the ErbB family of receptor tyrosine kinases. We report that neuregulin can also induce profound morphogenic responses in cultured epithelial cells of different origins. These effects include scattering of small epithelial islands and rearrangement of larger cell islands into ordered ring-shaped arrays with internal lumens. The ring-forming cells are interconnected by cadherin- and β-catenin-containing adherens junctions. In confluent cultures, neuregulin treatment induces formation of circular lumenlike gaps in the monolayer. Both cell scattering and ring formation are accompanied by a marked increase in cell motility that is independent of hepatocyte growth factor/scatter factor and its receptor (c-Met). Affinity-labeling experiments implied that a combination of ErbB-2 with ErbB-3 mediates the morphogenic signal of neuregulin in gastric cells. Indeed, a similar morphogenic effect could be reconstituted in nonresponsive cells by coexpression of ErbB-2 and -3. We conclude that a heterodimer between the kinase-defective neuregulin receptor, ErbB-3, and the coreceptor, ErbB-2, mediates the morphogenetic action of neuregulin.

Androgen-repressed phenotype in human prostate cancer

An androgen-repressed human prostate cancer cell line, ARCaP, was established and characterized. This cell line was derived from the ascites fluid of a patient with advanced metastatic disease. In contrast to the behavior of androgen-dependent LNCaP and its androgen-independent C4-2 subline, androgen and estrogen suppress the growth of ARCaP cells in a dose-dependent manner in vivo and in vitro. ARCaP is tumorigenic and highly metastatic. It metastasizes to the lymph node, lung, pancreas, liver, kidney, and bone, and forms ascites fluid in athymic hosts. ARCaP cells express low levels of androgen receptor mRNA and prostate-specific antigen mRNA and protein. Immunohistochemical staining shows that ARCaP cells stain intensely for epidermal growth factor receptor, c-erb B2/neu, and c-erb B3. Staining is negative for chromogranin A and positive for bombesin, serotonin, neuron-specific enolase, and the c-met protooncogene (a hepatic growth factor/scatter factor receptor). ARCaP cells also secrete high levels of gelatinase A and B and some stromelysin, which suggests that this cell line may contain markers representing invasive adenocarcinoma with selective neuronendocrine phenotypes. Along with its repression of growth, androgen is also found to repress the expression of prostate-specific antigen in ARCaP cells as detected by a prostate-specific antigen promoter–β-galactosidase reporter assay. Our results suggest that the androgen-repressed state may be central to prostate cancer progression and that advanced prostate cancer can progress from an androgen-independent to an androgen-repressed state.

Hepatocyte growth factor is a coupling factor for osteoclasts and osteoblasts in vitro.

Hepatocyte growth factor (HGF), also known as scatter factor, is a powerful motogen, mitogen, and morphogen produced by cells of mesodermal origin, acting on epithelial and endothelial cells. Its receptor is the tyrosine kinase encoded by the c-MET protooncogene. We show that the HGF receptor is expressed by human primary osteoclasts, by osteoclast-like cell lines, and by osteoblasts. In both cell lineages, HGF stimulation triggers the receptor kinase activity and autophosphorylation. In osteoclasts, HGF receptor activation is followed by increase in intracellular Ca2+ concentration and by activation of the pp60c-Src kinase. HGF induces changes in osteoclast shape and stimulates chemotactic migration and DNA replication. Osteoblasts respond to HGF by entering the cell cycle, as indicated by stimulation of DNA synthesis. Interestingly, osteoclasts were found to synthesize and secrete biologically active HGF. These data strongly suggest the possibility of an autocrine regulation of the osteoclast by HGF and a paracrine regulation of the osteoblast by the HGF produced by the osteoclast.

Basic fibroblast growth factor can mediate the early inductive events in renal development.

The earliest characterized events during induction of tubulogenesis in renal anlage include the condensation or compaction of metanephrogenic mesenchyme with the concurrent upregulation of WT1, the gene encoding the Wilms tumor transcriptional activator/suppressor. We report that basic fibroblast growth factor (FGF2) can mimic the early effects of an inductor tissue by promoting the condensation of mesenchyme and inhibiting the tissue degeneration associated with the absence of an inductor tissue. By in situ hybridization, FGF2 was also found to mediate the transcriptional activation of WT1 and of the hepatocyte growth factor receptor gene, c-met. Although FGF2 can induce these early events of renal tubulogenesis, it cannot promote the epithelial conversion associated with tubule formation in metanephrogenic mesenchyme. For this, an undefined factor(s) from pituitary extract in combination with FGF2 can cause tubule formation in uninduced mesenchyme. These findings support the concept that induction in kidney is a multiphasic process that is mediated by more than a single comprehensive inductive factor and that soluble molecules can mimic these inductive activities in isolated uninduced metanephrogenic mesenchyme.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.

Le rôle de la PI3-kinase dans le phénotype invasif et motile des cellules MSV-MDCK-INV

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.