Identification and characterization of novel molecular mechanisms involved in initiation and progression of myelination

Schwann cells synthesize a large amount of membrane that form a specialized structure called myelin that surrounds axons and facilitate the transmission of electrical signal along neurons in peripheral nervous system (PNS). Previous studies demonstrated that both Schwann cell differentiation and de-differentiation (in the situation of a nerve injury or demyelinating disease) are regulated by cell-intrinsic regulators including several transcription factors. In particular, the de-differentiation of mature Schwann cells is driven by the activation of multiple negative regulators of myelination including Sox2, c-Jun, Notch and Pax3, all usually expressed in immature Schwann cells and suppressed at the onset of myelination. In order to identify new regulators of myelination involved in the development of the PNS, we analyzed the gene-expression profiling data from developing PNS and from three models of demyelinating neuropathies. This analysis led to the identification of Sox4, a member of the Sox family of transcription factors, as a potential candidate. To characterize the molecular function of Sox4 in PNS, we generated two transgenic lines of mice, which overexpress Sox4 specifically in Schwann cells. Detailed analysis of these mice showed that the overexpression of Sox4 in Schwann cells causes a delay in progression of myelination between post-natal day 2 (P2) and P5. Our in vitro analysis suggested that Sox4 cDNA can be overexpressed while the protein translation is tightly regulated. Interestingly, we observed that Sox4 protein is stabilized in nerves of the CMT4C mouse, a model of the human neuropathy. We therefore crossed Sox4 transgenic mice with CMT4C mice and we observed that Sox4 overexpression exacerbated the neuropathy phenotype in these mice. While recognized as being crucial for the normal function of both neurons and myelinating glial cells, the processes that regulate the beginning of myelination and the nature of the neuro-glial cross-talk remains mostly unknown. In order to gain insight into the molecular pathways involved in the interactions between neurons and associated glial cells, we developed a neuron-glia co-culture system based on microfluidic chambers and successfully induced myelination in this system by ascorbic acid. Importantly, we observed that in addition to acting on Schwann cells, ascorbic acid also modulate neuronal/axonal NRG1/ErbB2-B3 signalling. The experimental setting used in our study thus allowed us to discover a novel phenomena of propagation for myelination in vitro. The further characterization of this event brought us to identify other compounds able to induce myelination: ADAMs secretases inhibitor GM6001 and cyclic-AMP. The results generated during my thesis project are therefore not only important for the advancement of our understanding of how the PNS works, but may also potentially help to develop new therapies aiming at improvement of PNS myelination under disease conditions. - Les cellules de Schwann synthétisent une grande quantité de membrane formant une structure spécialisée appelée myéline qui entoure les axones et facilite la transmission du signal électrique le long des neurones du système nerveux périphérique (SNP). Des études antérieures ont démontré que la différenciation et la dédifférenciation des cellules de Schwann (dans la situation d'une lésion nerveuse ou d'une maladie démyélinisante) sont régulées par des régulateurs cellulaires intrinsèques, incluant plusieurs facteurs de transcription. En particulier, la dédifférenciation des cellules de Schwann matures est contrôlée par l'activation de plusieurs régulateurs négatifs de la myélinisation dont Sox2, c-Jun, Notch et Pax3, tous habituellement exprimés dans des cellules de Schwann immatures et supprimés au début de la myélinisation. Afin d'identifier de nouveaux régulateurs de myélinisation impliqués dans le développement du SNP, nous avons analysé le profil d'expression génique durant le développement du SNP ainsi que dans trois modèles de neuropathies démyélinisantes. Cette analyse a mené à l'identification de Sox4, un membre de la famille des facteurs de transcription Sox, comme étant un candidat potentiel. Dans le but de caractériser la fonction moléculaire de Sox4 dans le SNP, nous avons généré deux lignées transgéniques de souris qui surexpriment Sox4 spécifiquement dans les cellules de Schwann. L'analyse détaillée de ces souris a montré que la surexpression de Sox4 dans les cellules de Schwann provoque un retard dans la progression de la myélinisation entre le jour postnatal 2 (P2) et P5. Notre analyse in vitro a suggéré que l'ADNc de Sox4 peut être surexprimé alors que la traduction des protéines est quand à elle étroitement régulée. De façon intéressante, nous avons observé que la protéine Sox4 est stabilisée dans les nerfs des souris CMT4C, un modèle de neuropathie humaine. Nous avons donc croisé les souris transgéniques Sox4 avec des souris CMT4C et avons observé que la surexpression de Sox4 exacerbe le phénotype de neuropathie chez ces souris. Bien que reconnus comme étant cruciaux pour le fonctionnement normal des neurones et des cellules gliales myélinisantes, les processus qui régulent le début de la myélinisation ainsi que la nature des interactions neurone-glie restent largement méconnus. Afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans les interactions entre les neurones et les cellules gliales leur étant associés, nous avons développé un système de co-culture neurone-glie basé sur des chambres microfluidiques et y avons induit avec succès la myélinisation avec de l'acide ascorbique. Étonnamment, nous avons remarqué que, en plus d'agir sur les cellules de Schwann, l'acide ascorbique module également la voie de signalisation neuronale/axonale NRG1/ErbB2-B3. Le protocole expérimental utilisé dans notre étude a ainsi permis de découvrir un nouveau phénomène de propagation de la myélinisation in vitro. La caractérisation plus poussée de ce phénomène nous a menés à identifier d'autres composés capables d'induire la myélinisation: L'inhibiteur de sécrétases ADAMs GM6001 et l'AMP cyclique. Les résultats obtenus au cours de mon projet de thèse ne sont donc pas seulement importants pour l'avancement de notre compréhension sur la façon dont le SNP fonctionne, mais peuvent aussi potentiellement aider à développer de nouvelles thérapies visant à l'amélioration de la myélinisation du SNP dans des conditions pathologiques.

Genomic determinants of the efficiency of internal ribosomal entry sites of viral and cellular origin

Summary : Internal ribosome entry sites (IRES) are used by viruses as a strategy to bypass inhibition of cap-dependent translation that commonly results from viral infection. IRES are also used in eukaryotic cells to control mRNA translation under conditions of cellular stress (apoptosis, heat shock) or during the G2 phase of the cell cycle when general protein synthesis is inhibited. Variation in cellular expression levels has been shown to be inherited. Expression is controlled, among others, by transcriptional factors and by the efficiency of cap-mediated translation and ribosome activity. We aimed at identifying genomic determinants of variability in IRES-mediated translation of two representative IRES [Encephalomyocarditis virus (EMCV) and X-linked Inhibitor-of-Apoptosis (XIAP) IRES]. We used bicistronic lentiviral constructions expressing two fluorescent reporter transgenes. Lentiviruses were used to transduce seven different laboratory cell lines and B lymphoblastoid cell lines from the Centre d'Etude du Polymorphisme Humain (CEPH; 15 pedigrees; n=209); representing an in vitro approach to family structure allowing genome scan analyses. The relative expression of the two markers was assessed by FACS. IRES efficiency varies according to cellular background, but also varies, for a same cell type, among individuals. The control of IRES activity presents an inherited component (h2) of 0.47 and 0.36 for EMCV and XIAP IRES, respectively. A genome scan identified a suggestive Quantitative Trait Loci (LOD 2.35) involved in the control of XIAP IRES activity. Résumé : Les sites internes d'entrée des ribosomes (IRES = internal ribosome entry sites) sont utilisés par les virus comme une stratégie afin d'outrepasser l'inhibition de traduction qui résulte communément d'une infection virale. Les IRES sont également utilisés par les cellules eucaryotes pour contrôler la traduction de l'ARN messager dans des conditions de stress cellulaire (apoptose, choc thermique) ou durant la phase G2 du cycle cellulaire, situations durant lesquelles la synthèse générale des protéines est inhibée. La variation des niveaux d'expression cellulaire de transcription est un caractère héréditaire. L'expression des gènes est contrôlée entre autre par les facteurs de transcription et par l'efficacité de la traduction initiée par la coiffe ainsi que par l'activité des ribosomes. Durant cette étude nous avons eu pour but d'identifier les déterminants génomiques responsables de la variabilité de la traduction contrôlée par l'IRES. Ceci a été effectué en étudiant deux IRES représentatifs : l'IRES du virus de l'encéphalomyocardite (EMCV) et l'IRES de l'inhibiteur de l'apoptose XIAP (X-linked Inhibitor-of-Apoptosis). Nous avons utilisés des lentivirus délivrant un transgène bicistronique codant pour deux gènes rapporteurs fluorescents. Ces lentivirus ont été utilisés pour transduire sept différentes lignées cellulaires de laboratoire et des lignées cellulaires lymphoblastoïdes B du Centre d'Etude du Polymorphisme Humain (CEPH; 15 pedigrees; n=209) qui représentent une approche in vitro de la structure familiale et qui permettent des analyses par balayage du génome. L'expression relative des deux marqueurs fluorescents a été analysée par FACS. Nos résultats montrent que l'efficacité des IRES varie en fonction du type de cellules. Il varie aussi, pour le même type de cellules, selon les individus. Le contrôle de l'activité de l'IRES est un caractère héritable (héritabilité h2) de 0.47 et 0.36 pour les IRES de EMCV et XIAP respectivement. Le balayage du génome a permis l'identification d'un locus à effets quantitatifs [QTL Quantitative Trait Loci (LOD 2.35)] impliqué dans le contôle de l'activité de l'IRES de XIAP.

L'imaginaire du sabbat. Edition critique des textes les plus anciens (1430 c.- 1440 c.)

Résumé : Une importante littérature rédigée dans les années trente et quarante du XVe siècle décrit et définit pour la première fois et avec force détails, ce que l'on peut appeler l'imaginaire du sabbat des sorciers. En l'espace d'une décennie et dans un cadre territorial restreint - l'arc alpin qui va du Dauphiné au Simmental en passant par le Valais, le val d'Aoste et le Pays de Vaud, le fantasme du sabbat des sorciers et sorcières se met en place, avant de s'installer dans l'horizon mental de l'Europe pendant plusieurs siècles. Les textes écrits, qui rendent compte de l'émergence de cet imaginaire si lourd de conséquences pour l'histoire de l'Europe à la fin du Moyen Age et pendant une grande partie de l'époque moderne, ne sont pas nombreux. Ils proviennent de cinq auteurs : le dominicain allemand Jean Nider, deux laïcs (le chroniqueur lucernois Hans Fründ et le juge dauphinois Claude Tholosan), le chanoine de Lausanne Martin Le Franc et l'auteur anonyme des Errores gazariorum. En offrant une édition critique, une traduction française et une analyse détaillée de ces cinq textes, le présent ouvrage permet de saisir leur véritable contribution à la genèse de l'imaginaire du sabbat des sorciers et des sorcières.

Actes d'apôtres

(Résumé de l'ouvrage) Cette nouvelle traduction de la Bible est la première traduction française de la Bible réalisée en commun par des spécialistes des langues et des textes bibliques et des écrivains. Entièrement originale, elle a été élaborée d'après les langues sources de la Bible (Hébreu, Araméen, Grec), et selon les dernières éditions critiques. Chaque livre biblique a été confié à un tandem composé d'un bibliste et d'un écrivain, qui ont travaillé au coude à coude pendant 6 ans. Une idée forte a prévalu : jouer sur la pluralité des genres, des écritures, des interprétations, aboutissant à une Bible à plusieurs voix, qui transmet dans la langue et les littératures françaises contemporaines la diversité des genres littéraires, des styles, des formes, des auteurs, des inspirations, des traditions... Cette nouvelle traduction est le fruit d'une collaboration internationale exceptionnelle entre 20 écrivains et poètes contemporains francophones (parmi lesquels François Bon, Emmanuel Carrère, Florence Delay, Jean Echenoz, Jacques Roubaud...) et 27 spécialistes de la Bible et des langues anciennes. « Bible d'une nouvelle génération », cette Bible renoue avec l'histoire de notre culture. Elle affirme que cette histoire n'est pas close, que la Bible garde l'étonnante capacité de solliciter et de provoquer.

Lettre à Philémon

(Résumé de l'ouvrage) Cette nouvelle traduction de la Bible est la première traduction française de la Bible réalisée en commun par des spécialistes des langues et des textes bibliques et des écrivains. Entièrement originale, elle a été élaborée d'après les langues sources de la Bible (Hébreu, Araméen, Grec), et selon les dernières éditions critiques. Chaque livre biblique a été confié à un tandem composé d'un bibliste et d'un écrivain, qui ont travaillé au coude à coude pendant 6 ans. Une idée forte a prévalu : jouer sur la pluralité des genres, des écritures, des interprétations, aboutissant à une Bible à plusieurs voix, qui transmet dans la langue et les littératures françaises contemporaines la diversité des genres littéraires, des styles, des formes, des auteurs, des inspirations, des traditions... Cette nouvelle traduction est le fruit d'une collaboration internationale exceptionnelle entre 20 écrivains et poètes contemporains francophones (parmi lesquels François Bon, Emmanuel Carrère, Florence Delay, Jean Echenoz, Jacques Roubaud...) et 27 spécialistes de la Bible et des langues anciennes. « Bible d'une nouvelle génération », cette Bible renoue avec l'histoire de notre culture. Elle affirme que cette histoire n'est pas close, que la Bible garde l'étonnante capacité de solliciter et de provoquer.

Le Protévangile de Jacques latin dans l'homélie Inquirendum est pour la fête de la Nativité de Marie

L'article est le fruit d'une recherche sur la survie du Protévangile de Jacques en latin. Il contient l'édition critique et la traduction d'une homélie pour la fête de la Nativité de Marie, désignée par son incipit, Inquirendum est, et conservant les ch. 1-8 du Protévangile de Jacques (PJ). Dans trois des six manuscrits utilisés pour l'édition, l'homélie fait partie d'un recueil de sermons de l'époque carolingienne, l'« Homéliaire de Saint-Père de Chartres ». Elle a été composée en même temps que cet homéliaire, entre 820 et 950, dans un milieu marqué par des échanges entre l'Angleterre et la France. L'auteur de l'homélie a inséré dans un cadre homilétique les ch. 1-8 du PJ. Il a utilisé une version latine amplifiée du Protévangile (traduction II), dont dépendent également plusieurs autres témoins: le manuscrit de Paris, Sainte-Geneviève 2787 (PJlatG); les Latin Infancy Gospels édités par M. R. James (JAr et JHer, formes Arundel et Hereford de la « compilation J »); le récit irlandais de l'enfance du Liber Flavus Fergusiorum (InfLFF). Certaines amplifications du récit primitif sont présentes dans l'ensemble de ces témoins, comme l'épisode de la révélation céleste du nom de Marie (traduction IIa). D'autres sont communes à l'homélie, à JAr-JHer et/ou à InfLFF, comme l'ordre supplémentaire donné par Joachim à ses bergers (traduction IIb). A côté de ces éléments traditionnels, l'article met en évidence une série de particularités rédactionnelles (omissions, retouches, additions). L'auteur de l'homélie tient notamment à souligner le caractère naturel de la conception de Marie.

De l'introduction de l'historiographie dans la littérature apocryphe ancienne: les Actes de Jean à Rome

(Résumé de l'ouvrage) Les recherches sur l'historiographie de l'Église primitive se sont multipliées depuis des temps récents, en France comme à l'étranger, et de grands projets d'édition et de traduction arrivent actuellement à leur terme. Il a donc semblé utile de faire le point sur les travaux en cours, qu'ils aient été entrepris par des historiens de l'Antiquité tardive ou par des philologues, latinistes, hellénistes et orientalistes, par des théologiens ou par des exégètes, et d'engager une réflexion sur la manière dont s'écrivait l'histoire de l'Église et dont l'Église pensait ses origines et sa propre histoire. C'est l'ensemble de leurs travaux qui se trouve présenté dans ce volume, dont la problématique correspond à une actualité à la fois médiatique, historique et religieuse, puisque se célèbre cette année le deuxième millénaire de l'ère chrétienne - tant il est vrai que toute réflexion sur le passé est aussi (et avant tout ?) une réflexion sur le présent et sur l'avenir.

Iconographie de la Mère de Dieu

Après des décennies dʼoubli, un document a été retrouvé, qui avait suscité pendant des années la curiosité dʼétudiants byzantinistes et de bien dʼautres qui étaient à sa recherche. Ilsʼagit de la dernière oeuvre de Nikodim Pavlovic Kondakov, le manuscrit « légendaire » cédé au Vatican dans les années 20 et considéré comme disparu. Après la parution de nombreux textes importants, Kondakov avait commencé à publier ses oeuvres de maturité : la grande monographie sur lʼiconographiedu Christ et les trois volumes de sa célèbre Ikonografija Bogomateri (Iconographie de la Mère de Dieu). Alors que les deux premiers volumes de lʼIconographie de la Mère de Dieu furent publiés à Saint Pétersbourg en 1914-1915, la Révolution Russe de 1917 ne permit pas la publication du troisième volume. Kondakov étant en exil, le troisième volume fut acquis par le Vatican. Le manuscrit fut envoyé à lʼInstitutPontifical Oriental de Rome (PIO) en novembre 1926 où il fut traduit en vue dʼune publication qui nʼeut jamais lieu. Dans les archives du PIO, récemment, la traduction a été retrouvée. Même si nous nʼavons plus la trace de son original en russe, cette traduction complète en français nous permet de retrouver un texte fondamental égaré pendant plus de 80 ans. Ce troisième volume a pour objet lʼiconographie de la Vierge Marie dans lʼart italien, de la fin du Moyen-Âge au début de la Renaissance, un sujet que Kondakov avait en partie affronté dans son premier écrit sur lʼiconographie mariale en 1911, et où il exposait déjà sa proposition de lire la peinture de la Renaissance italienne en lien avec la peinture des icônes russes et grecques. La publication de cette oeuvre nous aidera à connaître une importante page de lʼhistoire concernant le rapport complexe et débattu entre Renaissance italienne et intellectuels russes de lʼ « Âge dʼargent ».

The Vth "prapāṭhaka" of the Vādhūlaśrautasūtra

Résumé/Summary : La thèse présentée ici et intitulée The Vth prapāṭhaka of the Vādhūlaśrautasūtra consiste en une édition critique suivie d'une traduction et d'un commentaire du Ve chapitre (prapāṭhaka) du Vādhūlaśrautasūtra consacré au sacrifice animal dit "indépendant" (nirūḍhapaśubandha) de la religion védique. La traduction et le commentaire font l'objet du premier tome de cette thèse et l'édition critique celui du second tome. Le commentaire qui suit la traduction dans le premier tome ne se limite pas aux particularités de la version Vādhūla du nirūḍhapaśubandha. Il s'agit plutôt d'une série de monographies consacrées à des aspects particuliers du sacrifice animal décrit par les Veda, voire à des questions plus générales d'exégèse des textes védiques. Dans ma conclusion à la fin du premier tome je discute aussi de l'antiquité de l'école Vādhūla et de sa place dans le corpus textuel de la branche Taittirīya du Yajurveda noir. THE PRESENT THESIS, ENTITLED THE VTH PRAPAṭHAKA OF THE VADHULASRAUTASUTRA, CONSISTS IN A CRITICAL EDITION, FOLLOWED BY A TRANSLATION AND A COMMENTARY, OF THE VTH CHAPTER (PRAPAṭHAKA) OF THE VADHULASRAUTASUTRA. THE VTH PRAPAṭHAKA IS DEDICATED TO THE DESCRIPTION OF THE SO-CALLED "INDEPENDENT" ANIMAL SACRIFICE (NIRUḍHAPASUBANDHA) IN VEDIC RELIGION. THE TRANSLATION AND THE COMMENTARY ARE PRESENTED IN THE FIRST VOLUME, WHILE THE CRITICAL EDITION MAKES UP THE SECOND VOLUME. The commentary that follows the translation in the first volume is not concerned only with the peculiarities of the Vādhūla version of the nirūḍhapaśubandha. It is more a series of short monographs related to particular aspects of the animal sacrifice described in the Veda and to problems of exegesis of Vedic texts. In my conclusion at the end of the first volume, I also discuss the ancientness of the Vādhūla school, as well as its place within the corpus of Taittirīya texts.

Les dieux s'en réjouissent (nouvelle d'Agyeya trad. du hindi )

Le premier volume de cette nouvelle série a pour ambition de faire découvrir au lecteur la littérature hindi, véritable trésor peu connu du public francophone. Ces dix nouvelles inédites ont pour auteurs des écrivains emblématiques des courants de sensibilité qui ont jalonné l'histoire de l'Inde moderne. Elles donnent un aperçu de l'évolution et de la complexité de la littérature hindi. Une introduction substantielle les situe, et situe leurs auteurs, dans l'histoire politique, sociale et culturelle du siècle écoulé, de l'époque coloniale à l'indépendance et aux défis de la modernité. Une plongée dans un univers poétique et humain à la fois exotique et familier. Ce titre ouvre une nouvelle collection consacrée aux littératures du sous-continent indien.

Effectiveness of interventions targeting frequent users of emergency departments: a systematic review

L'article publié de le cadre de cette thèse est intitulé "Effectiveness of interventions targeting frequent users of emergency departments: A systematic review." Il a été publié par les "Annals of Emergency Medicine (AEM)" en juillet 2011. Le titre en français pourrait être: "Efficacité des interventions ciblant les utilisateurs fréquents des services d'urgence: Une revue systématique." Le titre du journal américain pourrait être: "Annales de Médecine d'Urgence". Il s'agit du journal du "Collège Américain des Médecins d'Urgence", en anglais "American College of Emergency Physicians (ACEP)". L'article a été soumis à l'AEM en raison de l'intérêt que ses rédacteurs en chef portent pour le sujet des utilisateurs fréquents des services d'urgence, démontré depuis plus de dix ans par la publication de nombreux articles dans ce domaine. Le facteur d'impact de l'AEM est de surcroît le plus important des journaux d'urgence, assurant ainsi une large diffusion des articles publiés. Lors de sa publication, l'article a été accompagné d'un éditorial signé par le Docteur Maria C. Raven, médecin au Centre Hospitalier de Bellevue à New York, Etats-Unis.¦Contexte et enjeux¦La Direction Générale du Centre Hospitalier Vaudois (CHUV) finance, dans le cadre du plan stratégique 2009-2013, un axe "populations vulnérables". Cet axe est porté en grande partie par des projets développés au sein de la Policinlique Médicale Universitaire et l'Unité des Populations Vulnérables qui prend en charge, enseigne la prise en charge et s'interroge sur la prise en charge des personnes les plus vulnérables. C'est dans ce contexte que nous avons été amenés à réfléchir à l'existence éventuelle de marqueurs de vulnérabilité; l'utilisation fréquente des services d'urgence par certains individus constitue à n'en pas douter l'un de ces marqueurs. Il existe une importante littérature décrivant en détail ces utilisateurs fréquents des services d'urgence, raison pour laquelle nous avons décidé de faire un pas supplémentaire et de nous interroger sur l'efficacité des interventions (quelle qu'elles soient) ciblant cette population particulière. Nous avons ainsi entrepris une revue systématique de la littérature scientifique médicale et sociale pour approfondir cette question, et c'est précisément le résultat de cette recherche qui constitue ce travail de thèse.¦Conclusions et perspectives¦Les utilisateurs fréquents des services d'urgence sont des individus particulièrement vulnérables, et ce aussi bien aux Etats-Unis, qu'en Europe ou en Australie: ils présentent par exemple une mortalité supérieure aux autres utilisateurs des urgences; ils sont également plus à risque de présenter une consommation abusive d'alcool ou de drogues, une maladie mentale, ou une maladie chronique. Ils sont plus souvent sans abri, sans assurance et d'un statut socio-économique bas.¦De nombreuses interventions on été développées pour prendre en charge les utilisateurs fréquents des urgences. Le but de ces interventions est d'une part de réduire la consommation des services d'urgence et d'autre part d'améliorer la santé au sens large de ces patients vulnérables. C'est en ces termes (réduction de la fréquence d'utilisation des services d'urgence et amélioration de la santé) que l'efficacité d'une intervention est mesurée.¦Parmi l'ensemble des interventions étudiées, l'une semble particulièrement efficace pour réduire le nombre de visites aux urgences et améliorer un certain nombre de marqueurs sociaux (accès à un logement ou à une assurance-maladie). Cette intervention est appelée "case management" (ou "gestion de cas", difficile tentative de traduction de ce concept en français), et consiste en une approche multidisciplinaire (médecins, infirmiers, assistants sociaux) fournissant un service individualisé, dans le cadre de l'hôpital et souvent également dans la communauté. L'approche consiste à évaluer les besoins précis du patient, à l'accompagner dans son parcours de soin, à l'orienter si nécessaire et à mettre en place autour de lui un réseau communiquant de manière adaptée.¦Le "case management" ayant montré son efficacité dans la prise en charge des utilisateurs fréquents des services d'urgence, y-compris en termes de coûts, notre conclusion va dans le sens d'encourager les hôpitaux à évaluer l'importance de ce phénomène dans leur propre pratique et à mettre en place des équipes de prise en charge de ces patients, dans le double but de soutenir des patients particulièrement vulnérables et de réduire la consommation des services d'urgence. Suite à la réflexion suscitée par ce travail de thèse, une telle équipe a été mise en place en 2010, dans un cadre de recherche-action, au niveau du CHUV. Ce projet est dirigé par le Dr Patrick Bodenmann, responsable de l'Unité Populations Vulnérables de la Policlinique Médicale Universitaire de Lausanne. Le Dr Bodenmann est également le directeur de cette thèse et le dernier auteur de la revue systématique.

Gene expression mapping in neuropathic pain : molecular plasticity in nociceptors and superficial dorsal horn

RESUME : La douleur neuropathique est le résultat d'une lésion ou d'un dysfonctionnement du système nerveux. Les symptômes qui suivent la douleur neuropathique sont sévères et leur traitement inefficace. Une meilleure approche thérapeutique peut être proposée en se basant sur les mécanismes pathologiques de la douleur neuropathique. Lors d'une lésion périphérique une douleur neuropathique peut se développer et affecter le territoire des nerfs lésés mais aussi les territoires adjacents des nerfs non-lésés. Une hyperexcitabilité des neurones apparaît au niveau des ganglions spinaux (DRG) et de la corne dorsale (DH) de la moelle épinière. Le but de ce travail consiste à mettre en évidence les modifications moléculaires associées aux nocicepteurs lésés et non-lésés au niveau des DRG et des laminae I et II de la corne dorsale, là où l'information nociceptive est intégrée. Pour étudier les changements moléculaires liés à la douleur neuropathique nous utilisons le modèle animal d'épargne du nerf sural (spared nerve injury model, SNI) une semaine après la lésion. Pour la sélection du tissu d'intérêt nous avons employé la technique de la microdissection au laser, afin de sélectionner une sous-population spécifique de cellules (notamment les nocicepteurs lésés ou non-lésés) mais également de prélever le tissu correspondant dans les laminae superficielles. Ce travail est couplé à l'analyse à large spectre du transcriptome par puce ADN (microarray). Par ailleurs, nous avons étudié les courants électriques et les propriétés biophysiques des canaux sodiques (Na,,ls) dans les neurones lésés et non-lésés des DRG. Aussi bien dans le système nerveux périphérique, entre les neurones lésés et non-lésés, qu'au niveau central avec les aires recevant les projections des nocicepteurs lésés ou non-lésés, l'analyse du transcriptome montre des différences de profil d'expression. En effet, nous avons constaté des changements transcriptionnels importants dans les nocicepteurs lésés (1561 gènes, > 1.5x et pairwise comparaison > 77%) ainsi que dans les laminae correspondantes (618 gènes), alors que ces modifications transcriptionelles sont mineures au niveau des nocicepteurs non-lésés (60 gènes), mais important dans leurs laminae de projection (459 gènes). Au niveau des nocicepteurs, en utilisant la classification par groupes fonctionnels (Gene Ontology), nous avons observé que plusieurs processus biologiques sont modifiés. Ainsi des fonctions telles que la traduction des signaux cellulaires, l'organisation du cytosquelette ainsi que les mécanismes de réponse au stress sont affectés. Par contre dans les neurones non-lésés seuls les processus biologiques liés au métabolisme et au développement sont modifiés. Au niveau de la corne dorsale de la moelle, nous avons observé des modifications importantes des processus immuno-inflammatoires dans l'aire affectée par les nerfs lésés et des changements associés à l'organisation et la transmission synaptique au niveau de l'aire des nerfs non-lésés. L'analyse approfondie des canaux sodiques a démontré plusieurs changements d'expression, principalement dans les neurones lésés. Les analyses fonctionnelles n'indiquent aucune différence entre les densités de courant tétrodotoxine-sensible (TTX-S) dans les neurones lésés et non-lésés même si les niveaux d'expression des ARNm des sous-unités TTX-S sont modifiés dans les neurones lésés. L'inactivation basale dépendante du voltage des canaux tétrodotoxine-insensible (TTX-R) est déplacée vers des potentiels positifs dans les cellules lésées et non-lésées. En revanche la vitesse de récupération des courants TTX-S et TTX-R après inactivation est accélérée dans les neurones lésés. Ces changements pourraient être à l'origine de l'altération de l'activité électrique des neurones sensoriels dans le contexte des douleurs neuropathiques. En résumé, ces résultats suggèrent l'existence de mécanismes différenciés affectant les neurones lésés et les neurones adjacents non-lésés lors de la mise en place la douleur neuropathique. De plus, les changements centraux au niveau de la moelle épinière qui surviennent après lésion sont probablement intégrés différemment selon la perception de signaux des neurones périphériques lésés ou non-lésés. En conclusion, ces modulations complexes et distinctes sont probablement des acteurs essentiels impliqués dans la genèse et la persistance des douleurs neuropathiques. ABSTRACT : Neuropathic pain (NP) results from damage or dysfunction of the peripheral or central nervous system. Symptoms associated with NP are severe and difficult to treat. Targeting NP mechanisms and their translation into symptoms may offer a better therapeutic approach.Hyperexcitability of the peripheral and central nervous system occurs in the dorsal root ganglia (DRG) and the dorsal horn (DH) of the spinal cord. We aimed to identify transcriptional variations in injured and in adjacent non-injured nociceptors as well as in corresponding laminae I and II of DH receiving their inputs.We investigated changes one week after the injury induced by the spared nerve injury model of NP. We employed the laser capture microdissection (LCM) for the procurement of specific cell-types (enrichment in nociceptors of injured/non-injured neurons) and laminae in combination with transcriptional analysis by microarray. In addition, we studied functionál properties and currents of sodium channels (Nav1s) in injured and neighboring non-injured DRG neurons.Microarray analysis at the periphery between injured and non-injured DRG neurons and centrally between the area of central projections from injured and non-injured neurons show significant and differential expression patterns. We reported changes in injured nociceptors (1561 genes, > 1.5 fold, >77% pairwise comparison) and in corresponding DH laminae (618 genes), while less modifications occurred in non-injured nociceptors (60 genes) and in corresponding DH laminae (459 genes). At the periphery, we observed by Gene Ontology the involvement of multiple biological processes in injured neurons such as signal transduction, cytoskeleton organization or stress responses. On contrast, functional overrepresentations in non-injured neurons were noted only in metabolic or developmentally related mechanisms. At the level of superficial laminae of the dorsal horn, we reported changes of immune and inflammatory processes in injured-related DH and changes associated with synaptic organization and transmission in DH corresponding to non-injured neurons. Further transcriptional analysis of Nav1s indicated several changes in injured neurons. Functional analyses of Nav1s have established no difference in tetrodotoxin-sensitive (TTX-S) current densities in both injured and non-injured neurons, despite changes in TTX-S Nav1s subunit mRNA levels. The tetrodotoxin-resistant (TTX-R) voltage dependence of steady state inactivation was shifted to more positive potentials in both injured and non-injured neurons, and the rate of recovery from inactivation of TTX-S and TTX-R currents was accelerated in injured neurons. These changes may lead to alterations in neuronal electrogenesis. Taken together, these findings suggest different mechanisms occurring in the injured neurons and the adjacent non-injured ones. Moreover, central changes after injury are probably driven in a different manner if they receive inputs from injured or non-injured neurons. Together, these distinct and complex modulations may contribute to NP.