Littérature scientifique sur le sujet « Prématurés – Physiologie – Neurologie »

Les circuits neuronaux sont mis en place et progressivement raffinés au cours d'une période postnatale dite de plasticité critique, pendant laquelle métabolisme énergétique et maturation neuronale sont étroitement liés. Bien que les lésions du SNC survenant au cours de cette période guérissent mieux que celles survenant plus tard durant la vie, elles sont souvent associées à des déficits cognitifs à long terme, ce qui suggère une réparation incomplète ou inappropriée des circuits neuronaux. Durant ma thèse j’ai utilisé un modèle murin de naissance très prématurée (hypoxie néonatale chronique), pour étudier l'impact à long terme des lésions cérébrales sur le métabolisme énergétique et la formation des circuits corticaux. Mes résultats montrent que l'expression de protéines mitochondriales essentielles est réduite dans le cerveau de souris hypoxiques, suggérant des défauts métaboliques à long terme. Ceci s’accompagne d’une altération de l’arborisation dendritique des neurones glutamatergiques, d’une hyper connectivité corticale globale ainsi que d'une redistribution des connexions corticales à courte et longue distance. Enfin, mes résultats indiquent une altération de la nouveauté sociale chez les souris hypoxiques adultes, qui s'amplifie avec le temps. Ce travail sera poursuivi en 4ème année, durant laquelle je caractériserai des altérations métaboliques neuronales résultant de la période d’hypoxique périnatale. De plus, à l'aide de pipelines de quantification semi-automatisés développés par notre collaborateur, je corrélerai les changements globaux de l'activité neuronale durant la tâche de sociabilité, ce qui fournira des informations reliant l'altération des circuits aux déficits comportementaux observés. A terme, mon travail de thèse permettra de mieux comprendre comment des lésions précoces peuvent impacter le métabolisme neuronal, la connectivité corticale, ainsi que les comportements associés à l'âge adulte
Neural circuits are built at perinatal times and gradually refined during a postnatal period of critical plasticity. During this period, energy metabolism and neuronal maturation are tightly linked. Although lesions of the CNS occurring during this period recover better than those occurring later in life, they are often associated with long-term cognitive deficits, which suggests that neuronal circuits rewiring is either incomplete or inappropriate. I used chronic neonatal hypoxia, a mouse model of very premature birth, to study the long-term impact of brain injuries on energy metabolism and cortical circuits formation. My work shows a reduction of expression of essential mitochondrial proteins, suggesting long-term metabolic defects resulting from the initial hypoxic insult. My results also reveal alterations of glutamatergic neurons’ dendritic arborizations that differentially affect their apical and basal dendritic compartments. These dendritic alterations are paralleled by a global cortical hyperconnectivity as well as a redistribution of short- and long-distance cortical connections. Finally, testing of sociability reveals an impairment for social novelty in young adult hypoxic mice, which amplifies in adulthood. This work will be continued with the 4th year in order to link these observations mechanistically. In Particular, I seek to characterize the nature of the metabolic alterations in cortical glutamatergic neurons resulting from the perinatal hypoxic period. Furthermore, using semi-automated quantification pipelines developed by our collaborator I will correlate global changes in neural activity during the sociability task, which will provide information linking circuits alteration and the observed behavioral deficits. Altogether, my thesis work will provide a better knowledge of how early metabolic insults can impact neuronal metabolism, cortical connectivity, as well as associated behaviors later in life

Nous avons étudié l’impact de la qualité de croissance, mesurée par composition corporelle par pléthysmographie par déplacement d’air ou estimée par la croissance en taille des nouveau-nés prématurés en période néonatale. Les prématurés en sortie d'hospitalisation ont un pourcentage de masse grasse supérieur aux nouveau-nés à terme, lié à un défaut d'accrétion de masse maigre, plus important chez les garçons (British Journal of Nutrition 2012). Le modèle de régression linéaire pour prédire la masse maigre absolue en fonction des données périnatales est robuste (R² = 0.82). Les principaux déterminants de la masse maigre à terme sont la croissance anténatale, la croissance postnatale, l’âge gestationnel et l’âge postnatal (American Journal of Clinical Nutrition 2014). Par ailleurs, l’accrétion de masse maigre est associée au devenir neurologique à 2 ans (Journal of Pediatrics 2018). Une croissance en taille observée inférieure à la croissance attendue est statistiquement associée à un risque augmenté de développement neurologique non-optimal à 2 ans (Neonatology 2018). Il existe un impact indépendant du Z-score de taille à la naissance et de la croissance en taille néonatale sur la taille à 2 ans (Neonatology 2016). La perte de Zscore de taille pendant l’hospitalisation néonatale est associée au risque d’Indice de masse corporelle (IMC) > 90ème percentile à 15 ans, tout comme l’IMC maternel et l’augmentation d’IMC entre la sortie d’hospitalisation et 12 mois (Article en préparation). La qualité de croissance pendant l’hospitalisation néonatale des nouveau-nés prématurés est associée au devenir neurologique et à la croissance staturale à 2 ans ainsi qu’à l’IMC à 15 ans
We analyzed the impact of growth quality, measured by body composition by air displacement plethysmography or estimated by length growth in preterm infants. Preterm infants have a higher percentage of body fat than term neonates and this is presumably due to a lesser accretion in fat-free mass (FFM), particularly in boys (British Journal of Nutrition 2012). Linear regression produced an excellent model to predict absolute FFM from perinatal characteristics and nutrition (R² = 0.82). The main determinants of FFM were antenatal and postnatal growth, gestational and postnatal age (American Journal of Clinical Nutrition 2014). FFM accretion at discharge is associated with neurologic outcome at 2 years of age (Journal of Pediatrics 2018). Observed length growth below expected length growth is associated with a higher risk for 2-year non-optimal neurodevepmental outcome (Neonatology 2018). Both birth length and postnatal length growth were independently associated with height Z-score at 2 years, with a negative relationship between antenatal and postnatal length growth (Neonatology 2016). Loss of neonatal length Z-score is associated with the risk of body mass index (BMI) > 90th percentile at age 15, as well as maternal BMI and BMI increase between hospitalization and 12 months. Quality of growth during neonatal hospital stay for preterm infants is associated with neurologic outcome, height at 2 years and BMI at 15 years