Literatura científica selecionada sobre o tema "Coraux – Croissance"

Deep-water corals occur in Atlantic Canada at water depths in the general range of 200-1500 m. Prior to 2000, most knowledge of deep-water corals was anecdotal and based primarily on fishing bycatch information. During 2001-2003, in collaboration with university colleagues, the Department of Fisheries and Oceans (DFO) at the Bedford Institute of Oceanography investigated the distribution, abundance, habitat and biology of deep-water corals and their associated fauna under funding provided in part by the Environmental Studies Research Fund. Data were gathered from DFO groundfish surveys, the Fisheries Observer Program, interviews with fishers and dedicated research cruises with specialized imaging and sampling equipment. Nineteen coral taxa were collected or observed alive in their natural habitat; 6 Alcyonacea (soft corals), 7 Gorgonacea (horny corals), 5 Scleractinia (stony corals), and 1 Antipatharia (black corals). The results confirmed earlier observations that the Northeast Channel, the Gully and the Stone Fence are prime coral habitats. The first documented Lophelia reef complex in Atlantic Canada was found near the Stone Fence in the mouth of the Laurentian Channel. The distribution of deep-water corals is patchy and influenced by several environmental factors including substrate, temperature, salinity and currents. The average height of Primnoa and Paragorgia colonies was 30 and 57 cm. At their estimated growth rates of 1.7 and 1 cm /year, respectively, the largest Primnoa colony observed was about 61 years old while the largest Paragorgia colony was about 180 years old. Deep-water corals host a rich associated fauna, and 114 taxa have been identified to date on Paragorgia and Primnoa in Atlantic Canada. Numerous species of fish have also been observed associated with deep-water corals, the most abundant being redfish. Damage from fishing gear was found to be most extensive at the Lophelia reef complex at the Stone Fence. A lower level of fishing damage was observed in the Northeast Channel while few indications of damage were observed in the Gully. The results of this program have been used by DFO to create coral conservation areas at the Northeast Channel (424 km2) and Stone Fence (15 km2) that are closed to bottom-fishing activities. Substantial knowledge gaps still exist, in particular quantitative information of deep-water corals at depths below 500 m, and these are being addressed by continuing collaborative research by DFO and universities.Les coraux abyssaux sont communs au Canada atlantique à des profondeurs allant de 200 à 1 500 m. Avant 2000, la plupart des données sur les coraux abyssaux étaient de nature anecdotique et fondées principalement sur des données sur les prises accessoires lors d’activités de pêche. De 2001 à 2003, des chercheurs de l’Institut océanographique de Bedford du ministère des Pêches et des Océans (MPO), en collaboration avec des collègues du milieu universitaire, ont étudié la répartition, l’abondance, l’habitat et la biologie des coraux abyssaux et des espèces qui leurs sont associées dans le cadre d’un projet financé en partie par le Fonds pour l’étude de l’environnement. Leschercheurs ont recueilli des données obtenues dans le cadre de relevés du poisson de fond menés par le MPO, du Programme des observateurs des pêches, d’entrevues avec des pêcheurs et de croisières de recherche à bord de bateaux munis d’un équipement spécialisé d’échantillonnage et d’imagerie. Au total, 19 taxons de coraux ont été recueillis ou observés vivants dans leur habitat naturel : 6 Alcyonacea (coraux moux), 7 Gorgonacea (coraux cornés), 5 Scleractinia (coraux durs) et 1 Antipatharia (coreaux noirs). Les résultats confirment les observations antérieures selon lesquelles le chenal Nord‑Est, le Goulet et le secteur de Stone Fence constituent des habitats de grande qualité pour les coraux. Le premier récif de Lophelia pertusa découvert au Canada atlantique est situé à proximité du secteur de Stone Fence, à l’embouchure du chenal Laurentien. La distribution des coraux abyssaux est éparse et dépend deplusieurs facteurs environnementaux, y compris le substrat, la température, la salinité et les courants. La hauteur moyenne des colonies de Primnoa et de Paragorgia observées était respectivement de 30 et de 57 cm. D’après les taux de croissance estimés à 1,7 (Primnoa) et 1 cm/année (Paragorgia), la plus grande colonie de Primnoa observée était âgée d’environ 61 ans, tandis que la plus grande colonie de Paragorgia avait environ 180 ans. Les coraux abyssaux sont les hôtes d’une riche faune associée. Jusqu’à maintenant 114 taxons différents ont été identifiés sur les colonies de Paragorgia et de Primnoa au Canada atlantique. De nombreuses espèces de poissons ont également étéobservées en association avec les coraux abyssaux, la plus abondante étant le sébaste. Les plus importants dommages causés par des engins de pêche ont été observés au récif de Lophelia dans le secteur de Stone Fence. Des dommages moins importants attribuables à la pêche ont été observés dans le chenal Nord‑Est, et peu d’indices de dommages ont été signalés dans le Goulet. Le MPO a utilisé les résultats du présent projet pour créer des zones de conservation des coraux dans le chenal Nord‑Est (424 km2) et dans le secteur de Stone Fence (15 km2) où les activités de pêche de fond sont maintenant interdites. Il existe encore des lacunes considérables dans les données, en particulier dans le cas des données quantitatives sur les coraux abyssaux à plus de 500 m de profondeur, et ces lacunes continuent d’être comblées par le biais des recherches conjointes menées par le MPO et des universités.

Les coraux d’eau froide tels que Lophelia pertusa et Madrepora oculata, deux espèces ingénieures cosmopolites, sont d’important constructeurs de récifs, qui abritent une riche biodiversité. Toutefois, ces coraux sont menacés par la pollution et le changement climatique, et ce de manière plus importante en Méditerranée. Des expériences menées in situ au cours de cette thèse révèlent que les deux espèces ont des préférences d’habitat différentes, avec l’environnement moins profond étant plus favorable à M. oculata. Les paramètres hydrologiques influencent la croissance des coraux, sans doute en modulant les apports nutritionnels et les taux de sédimentation dans les profondeurs. Nos travaux en conditions contrôlées montrent des modifications précoces du consortium bactérien et des voies métaboliques chez L. pertusa. Une augmentation de la température réduit sa croissance et ses réserves énergétique. Pour M. oculata, la croissance et le consortium bactérien ne changent pas avec une augmentation de température mais une diminution des réserves énergétique est enregistrée. Finalement, ces travaux de thèse montrent que les macro- et les microplastiques limitent la croissance de L. pertusa probablement en réduisant l’accès à la nourriture dans le cas des macroplastiques et en augmentant les coûts énergétiques liés à l’ingestion et le rejet des microplastiques, alors que M. oculata n’est pas impactée. Ce travail souligne qu’en Méditerranée, où la température de l’eau devrait augmenter de 1.5°C et les plastiques s’accumuler dans les profondeurs, la composition des communautés coralliennes pourrait changer, ce qui aura un impact direct sur la biodiversité associée aux récifs
Scleractinian cold-water corals such as Lophelia pertusa and Madrepora oculata, two cosmopolitan engineer species, are important frame-builders that provide ecological niches and nurseries for associated fauna. However, a detailed knowledge of their biology and ecology is still lacking. Such knowledge is important as these corals are threatened by pollution and climate change, especially in the Mediterranean Sea. Experimental in situ studies from this PhD first revealed that the two coral species did not have the same environmental preferences, with M. oculata favoring shallower habitats while L. pertusa did not show marked preferences. Hydrological conditions influenced their growth patterns probably by modulating the quantity and quality of food available in the deep, and by influencing sedimentation rates. Analyses in controlled conditions then showed that L. pertusa’s microbiome and metabolic pathways can change rapidly. However, the temperature increase will reduce L. pertusa’s skeletal growth and energy storage. Madrepora oculata’s skeletal growth and microbiome did not change with temperature increase but their energy storage decreased. Finally, our work showed that exposure to both macro- and microplastics limited L. pertusa’s growth by reducing access to food in one case and by inducing higher energy costs for plastic egestion in the other, while M. oculata did not appear affected to plastic exposure. In conclusion, in the deep Mediterranean Sea where water temperature may increase by 1.5°C during this century, and where plastics accumulate, the composition of coral communities is expected to change, which will have a direct impact on the reef associated fauna

Les coraux d'eau froide, comme Lophelia pertusa et Madrepora oculata, forment de vastes récifs qui constituent des habitats pour diverses communautés biologiques. Ils sont particulièrement menacés par l'augmentation de la température, et les modèles prédisent que la température pourrait encore augmenter de 3 °C dans l'océan Atlantique avant 2100. Des travaux récents ont permis de caractériser l'écologie de ces coraux et de mettre en évidence une dégradation de leur état de santé en réponse à des températures plus basses ou plus élevées. Cependant, les mécanismes moléculaires sous-jacents de leur réponse thermique, à l’échelle de l'holobionte (le corail et son microbiome associé), sont encore mal connus. Comprendre la réponse des coraux d'eau froide au réchauffement des océans, via une approche intégrative est déterminante pour évaluer leur résilience aux futurs changements climatiques. L'objectif de cette thèse était tout d'abord de décrire la dynamique in situ des holobiontes L. pertusa et M. oculata dans un canyon du Golfe de Gascogne (Atlantique Nord-Est) afin de déterminer les différences potentielles entre les populations atlantiques et méditerranéennes au niveau de la croissance et du microbiome. La croissance linéaire moyenne mesurée pour L. pertusa était de 2,4 ± 1,6 mm par an. La mortalité et la casse totales chez M. oculata n’ont pas permis de caractériser la croissance. Parallèlement, la détermination de la communauté microbienne a montré que le microbiome de L. pertusa était différent entre les deux régions avec une grande variabilité à l’échelle du canyon, tandis que M. oculata présentait un microbiome stable dans les différentes régions et une forte association avec certaines bactéries. Deuxièmement, la reproduction de ces deux espèces en Méditerranée a également été étudiée afin de déterminer les différences saisonnières avec la population Atlantique. Les résultats suggèrent une ponte saisonnière de L. pertusa en automne/début de l'hiver, correspondant à la formation de panaches d'eau profonde induits par les tempêtes en Méditerranée, tandis que M. oculata présente une reproduction continue. Le deuxième objectif général était de déterminer la réponse de l'espèce la plus sensible, L. pertusa, aux changements de température à l’échelle de l'holobionte, en utilisant la mesure des paramètres physiologiques (survie, croissance, nutrition et expression des gènes) et la réponse du microbiome. Au cours d'une expérience de deux mois en aquarium, nous avons montré qu'à une augmentation de température de +3 et +5 °C, L. pertusa de l'océan Atlantique Nord-Est présentait une modification de son microbiome parallèlement à une mortalité importante. Une approche métagénomique révèle la présence de gènes marqueurs de facteurs de virulence suggérant que la mort des coraux est due à des infections par des bactéries pathogènes. Dans une seconde expérience, menée à plus long terme, nous avons montré que si une baisse de température de 4 °C n'affectait pas la physiologie et le microbiome de L. pertusa, une augmentation de température de 4 °C entraînait une mortalité massive. Cette mortalité semble être associée à un niveau élevé de stress chez le corail, comme l'atteste l’augmentation de plusieurs gènes liés aux réponses immunitaire, inflammatoire et antioxydante, à la mort cellulaire, à la réparation et l'entretien de l'ADN, mais aussi à la modification de la communauté bactérienne. Nos travaux ont montré que L. pertusa et M. oculata présentent des stratégies de vie distinctes, notamment en termes de croissance, microbiome et reproduction, avec des différences marquées entre les populations. Nos résultats d'expériences en aquarium suggèrent cependant que les L. pertusa de l'Atlantique Nord-Est est aussi sensible au réchauffement que ceux des autres populations et il semble que tous les L. pertusa, indépendamment de la région d'où ils proviennent, seront fortement affectés par une augmentation de +3 °C
Cold-water corals such as Lophelia pertusa and Madrepora oculata, two key reef-forming species distributed worldwide, form extensive reefs providing highly valuable habitats for diverse biological communities. They are particularly threatened by increasing temperature, as models predict that temperature would further increase by up to 3 °C in the Atlantic Ocean before the end of the century. Recent work has characterised the cold-water coral ecology and has shown degraded health status both in response to lower and increased temperatures in different scleractinian species. However, the underlying molecular mechanisms of their thermal response, including the response at the holobiont level (i.e. the coral host and its associated microbiome), is still poorly known. Understanding the response of cold-water corals to ocean warming using integrative approach is of paramount importance to evaluate their resilience to future water temperatures. The goal of this thesis was firstly to describe the in situ dynamics of the holobiont from L. pertusa and M. oculata in a canyon of the Bay of Biscay (NE Atlantic Ocean) to determine potential differences between Atlantic and Mediterranean populations at the growth and microbiome levels. The average polyp linear growth measured for L. pertusa was 2.4 ± 1.6 mm yr−1, which fall in the lower range compared to previous estimations. Mortality and breakage were total in M. oculata could not allow characterization of growth. Concurrently, the microbial community determination showed that L. pertusa microbiome was versatile between the two regions with high variability within canyons, while M. oculata exhibited stable microbiome across the different regions, with strong association with some bacteria. Secondly, the reproductive biology of those two species in the Mediterranean Sea was also investigated to determine potential seasonal differences with the Atlantic population. The gametogenic cycle suggests a seasonal spawning of L. pertusa in autumn to early winter, corresponding to the formation of storm-induced deep-sea water plumes, while M. oculata shows continuous reproduction, with reproductive features of a species less opportunistic than L. pertusa. The second general objective was to forecast the response of the most sensitive species, L. pertusa, to temperature changes by determining the underlying molecular mechanisms of its thermal response at the holobiont level, using measurement of physiological parameters (survival, growth, nutrition and gene expression) and microbiome response. During a two-months aquaria experiment, we showed that at a +3 and +5 °C temperature increase, L. pertusa from the NE Atlantic Ocean exhibited a modification of its microbiome concomitantly to a large mortality. A metagenomic approach reveals the presence of genes markers for virulence factors suggesting that the death of the corals was due to infections by pathogenic bacteria. In a second experiment, conducted on longer term, we showed that while a 4 °C lower temperature did not affect L. pertusa physiology and microbiome, a 4 °C increase in temperature led to massive mortality. This mortality seems to be associated to a high level of stress in the coral, as attested by the upregulation of number of genes related to immune, inflammatory and antioxidant responses, cell death and apoptosis, DNA repair and maintenance, but also the shift in coral bacterial community towards pathogens and opportunistic bacteria. Our work showed that although living in close association, L. pertusa and M. oculata exhibit distinct living strategies, including growth pattern, microbiome and reproductive biology, but also strong differences among populations. Our results from aquaria experiment suggest however that NE Atlantic L. pertusa are as sensitive to warming as other populations and it appears that all L. pertusa, independently of the region they come from will be strongly impacted by an increase of +3 °C

L'ingénierie tissulaire osseuse associe des cellules souches ostéocompétentes à un biomatériau ostéoconducteur dans le but de réparer des lésions osseuses. Si la preuve du concept de cette association a été faite, les produits d'ingénierie tissulaire (PIT) se révèlent moins efficaces que l'autogreffe osseuse. La composante cellulaire peut être un facteur limitant soit du fait de la mort précoce des cellules transplantées ou de son faible potentiel ostéogène intrinsèque. Cette thèse comporte un axe technologique visant à valider l'imagerie en bioluminescence pour l'étude du devenir des cellules in vivo et un axe cognitif dont l'objectif est de contribuer à élucider le devenir et le rôle de cellules souches humaines induites à la pluripotence (h-iPSCm) dans le cadre de l'ingénierie tissulaire osseuse. Dans une première partie, nous avons utilisé la bioluminescence in vivo pour suivre le devenir de cellules murines transduites par la luciférase et ensemencées sur des matériaux. Le flux de photons émis par les cellules post-implantation s'est avéré proportionnel au nombre de cellules vivantes ce qui permettait une quantification non destructive des cellules in vivo. Dans une seconde partie, nous avons évalué le potentiel ostéogène d'h-iPSCm et de MSC dérivées de ces h-IPSCm (MSC_h-iPSCm). Alors que les MSC_h-iPSCm étaient incapables de différenciation osseuse in vitro ou d'ostéogénèse in vivo, les h-iPSCm se différenciaient en cellules osseuses in vitro et induisaient la formation d'un tissu osseux in vivo, et ce malgré leur mortalité précoce. Des études in vitro suggéraient que les h-iPSCm agissaient selon un mode paracrine en sécrétant entre autre de la BMP-2
Bone tissue engineering couples osteocompetent stem tells to an osteoconductive biomaterial in order to repair bone lesions. Despite proof of concept of the therapeutic interest of this association, tissue engineering constructs (TEC) have proven to be less effective than bone autograft. Cell component may be a limiting factor due to either premature death of transplanted tells or poor inherent osteogenic potential. This thesis is a contribution to the understanding of the role of the cellular component in the efficacy of TEC: one technologie part aiming to validate bioluminescence imaging to in vivo tracking of tell fate and one cognitive part which objective is to contribute to elucidate the fate and the role of human induced-pluripotent stem tells (h-iPSCm) within the context of bone tissue engineering. In a first part, we explored the possibility of using in vivo bioluminescence to track murine luciferase-transduced tells seeded either on calcium carbonate materials or on acrylonitrile-sodium-methallyl-sulfonate polymer. The photon flux emitted by the implanted tells revealed to be proportional to the number living tells, which permitted non-destructive tell quantification in vivo. In a second part, we evaluated the osteogenic potential of h-iPSCm and their derived-cells (MSC_h-iPSCm). Although MSC_h-iPSCm were not capable of bone differentiation in vitro or osteogenesis in vivo, h-iPSCm differentiated in bone tells in vitro and induced bone tissue formation in vivo, despite premature mortality. In vitro studies based on h-iPSCm conditioned-media analysis suggested that they were active through a paracrine way by secreting BMP-2, among other factors

Les coraux tabulés du Givétien et du Frasnien de la partie méridionale des Monts Sainte-Croix (Pologne) sont représentés par 52 espèces (40 espèces de Favositida, 6 espèces de Syringoporida et 6 espèces d'Auloporida). On y dénombre deux nouveaux genres [Lefeldolites gen. n. (Favositida) et Sapounofouskilites gen. n. (Syringoporida)] et cinq nouvelles espèces (Striatopora sciuricauda sp. n., ?Lefeldolites obtortiformis sp. n., Crassialveolites oliveri sp. n., Roseoporella kesickii, sp. n. et Aulopora slosarskii sp. n.). L'étude des variations intracoloniales chez les tabulés montre que les diamètres minimaux et maximaux des lumens ainsi que les diamètres des pores sont les paramètres les plus utiles pour la taxonomie des Alveolitidae et des Coenitidae ; l'épaisseur de la double paroi et l'espacement des tabulae sont en revanche moins significatifs. De plus, il y a de plus fortes variations intracoloniales chez les alvéolitidés et les coenitidés que, par exemple, chez les héliolitidés. L'étude de la croissance de corallites voisines, réalisée sur trois espèces du genre Alveolites, révèle que celle-ci est différente pour chaque individu (dans la même colonie). Ceci est contraire à ce que l'on connaît chez les favositidés. L'étude d'endobiontes de tabulés (? Chaetosalpinx plusquelleci sp. n., Helicosalpinx cf. asturiana Oekentorp et H sp.) montre que ceux-ci sont plutôt des parasites que des organismes commensaux des tabulés. L'analyse des relations paléobiogéographiques des faunes de tabulés du Givétien et du Frasnien de la région étudiée indique une plus grande affmité avec les faunes de même âge de l'Ardenne. D'autre part, si les faunes givétiennes et frasniennes des Monts Sainte-Croix sont dominées par les alvéolitidés, la situation est différente pour celles de l'Ardenne où les assemblages givétiens sont dominés par les pachyporidés
Givetian and Frasnian tabulate corals from the southem region of the Holy Cross Mountains (Poland) consist of 52 species (Favositida: 40 species, Syringoporida: 6 species, and Auloporida: 6 species). Two genera [Lefeldolites gen. n. (Favositida) and Sapounofouskilites gen. n. (Syringoporida)], and five species are new (Striatopora sc~uricauda sp. n., ? Lefeldolites obtortiformis sp. n., Crassialveolites oliveri sp. n., Roseoporella kesickii sp. n., and Aulopora slosarskii sp. n.). Study of the intracolonial variation in tabulates shows that minimal and maximal lumen diameters and pore diameter are the most useful in the taxonomy of Alveolitidae and Coenitidae, while the double wall thickness and tabulae spacing are less usefuI. Moreover, alveolitids and coenitids show overall higher intracolonial variation than, for example, heliolitids. Study of growth dynamics in neighbouring corallites, performed on three species of the genus Alveolites, shO\ that the growth dynamics were diferent in each individual in the same colony. This contradicts the situation known from representatives of favositids. Study oftabulate endobionts (?Chaetosalpinx plusquelleci sp. n., Helicosalpinx cf. asturiana Oekentorp and H sp) shows that these were rather parasites oftabulate corals than their c0Ill!Densals. Analysis of the palaeobiogeographical relations of the tabulate faunas from the Givetian and Frasnian of the discussed region show that these faunas were most similar to coeval faunas known from the Ardennes. Both Givetian and Frasnian tabulate faunas from the region under study are dominated by alveolitids; such a situation is different from tabulate fauna of the Ardennes, where the Givetian assemblage is dominated by pachyporids

Le glutamate est le principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux central (SNC). Les transmissions glutamatergiques jouent un rôle majeur dans certains aspects du développement du SNC, en particulier la migration, la différenciation et la plasticité des circuits neuronaux. L’activation physiologique du récepteur sensible au N-Méthyl-D-Aspartate (R-NMDA) est particulièrement impliquée dans les effets développementaux du glutamate. De ce fait, un blocage ou une activation excessive de ce récepteur peut conduire à des dommages cellulaires. Le R-NMDA est un récepteur ionotrope hétérotétramérique perméable aux cations largement exprimé dans le SNC et constitué de différentes sous-unités (GluN1, GluN2A-D et GluN3A-B). Dans le cortex, il est composé de deux sous-unités GluN1 obligatoires liant le co-agoniste, glycine ou D-sérine, associées majoritairement à des sous-unités GluN2A et/ou GluN2B, liant le glutamate. La composition en sous-unités GluN2 du R-NMDA, donne au récepteur des propriétés pharmacologiques et électrophysiologiques distinctes. De plus, les R-NMDA contenant la sous-unité GluN2A seraient impliqués dans la survie cellulaire et ceux comportant la sous-unité GluN2B seraient impliqués dans la mort cellulaire. Les protéines PDZ, appartenant à la famille des MAGUK (membrane-associated guanylate kinase), notamment PSD95 (postsynaptic density 95) et SAP102 (synapse associated protein 102) interagissent avec les R-NMDA et jouent un rôle dans leur stabilisation membranaire. Récemment, il a été montré que l’interaction GluN2A/PSD95 jouait un rôle dans la maturation synaptique. Des agents pharmacologiques utilisés en anesthésie, comme la kétamine, sont des antagonistes du R-NMDA. Cet anesthésique présentant de nombreux avantages cliniques (faible impact sur les fonctions respiratoires et cardiaques), est utilisé en pédiatrie dans le but de sédater lors de gestes médicaux de courte durée. Cependant, plusieurs études expérimentales mettent en cause l’innocuité de l’utilisation de la kétamine. En effet, l’administration de kétamine entraîne une augmentation de la mort cellulaire apoptotique dans le cortex cérébral de souris nouveau-née. Par ailleurs, une étude récente du laboratoire a montré ex vivo dans le cortex de souris âgée de 2 jours, que la kétamine induit des effets différents sur la survie cellulaire selon les couches corticales considérées. Dans le cadre de cette thèse, dans une première partie, nous avons réalisé une étude comparative des conséquences de l’administration de kétamine in vivo, chez la souris nouveau-née (40 mg/kg s. C), en fonction de l’âge auquel celle-ci est injectée (jours postnataux 2, 5 ou 10). - A court terme, nous avons mesuré l’effet sur le développement cortical post-natal du R-NMDA et sur son association aux MAGUK. - A long terme, nous avons évalué l’impact de la kétamine administrée à différents âges postnataux, sur l’activité motrice mesurée à l’âge adulte dans deux contextes différents. Vingt-quatre heures après l’injection de kétamine, l’expression des protéines GluN2A et GluN2B est diminuée lorsque le traitement est réalisé respectivement à P5 ou P10. Après immunoprécipitation de la protéine d’adressage membranaire PSD95, la révélation par western blot indique que quelque soit l’âge du traitement, la kétamine entraîne une diminution de l’association de la sous-unité GluN2A à PSD95, tandis que le complexe GluN2B/PSD95 est augmenté uniquement lorsque le traitement est réalisé à P5. A ce stade, cette perturbation de l’expression des sous-unités GluN2A et GluN2B est associée à une diminution de la phosphorylation de ERK1/2 et une augmentation de la protéine nNOS liée à PSD95 et GluN2B. L’ensemble de ces résultats indique donc que la kétamine altère le profil développemental des sous-unités du R-NMDA, suggérant un retard dans la maturation synaptique. De plus, à P5, le traitement a des répercussions fonctionnelles sur les cascades de signalisation intracellulaire. La microdissection laser réalisée sur le cortex de souris contrôles, révèle une hétérogénéité de répartition des sous-unités du R-NMDA entre les couches corticales superficielles immatures (I-IV) et les couches corticales profondes matures (V-VI). La kétamine perturbe ce profil, en diminuant la sous-unité GluN2A dans les couches superficielles chez la souris traitée à P5 et en augmentant les sous-unités GluN1, GluN2A et GluN2B dans les couches profondes lorsque le traitement est réalisé à P10. A plus long terme, l’administration de kétamine à P2 ou P10 entraîne une hyperlocomotion en open-field, chez les souris mâles devenues adultes, sans aucun effet chez les femelles. La mesure de l’activité motrice volontaire durant 72 h dans une roue d’activité placée dans une cage de vie, révèle des altérations induites à l’âge adulte par la kétamine administrée en période périnatale, dépendantes de l’âge et du sexe. En conclusion, de cette première partie de thèse, une seule injection de kétamine quelque que soit l’âge de traitement en période périnatale, entraîne des modifications du profil développemental du R-NMDA à court terme et des altérations de l’activité motrice persistant à l’âge adulte. En dépit des progrès réalisés en obstétrique et en néonatologie, les lésions cérébrales du nouveau-né restent fréquentes (2 à 2,5 enfants pour 1000 naissances). Elles constituent la principale cause de décès et de handicaps moteurs acquis en période périnatale. De nombreux facteurs de risque sont identifiés, tels que la prématurité, les accidents hypoxo-ischémiques, les infections foeto-placentaires, les déficits hormonaux et les facteurs toxiques (alcool, drogues). Une activation excessive de la transmission glutamatergique est souvent à l’origine de lésions acquises en période périnatale. L’excès de glutamate entraîne une suractivation de ses récepteurs dont le R-NMDA, aboutissant in fine à la mort cellulaire par apoptose et/ou nécrose. La proximité des microvaisseaux cérébraux avec les cellules neurales et la présence de R-NMDA fonctionnels sur les cellules endothéliales microvasculaires cérébrales (CEMC) suggèrent une influence particulière des CEMC sur les neurones corticaux lors de phénomènes excitotoxiques. Les concentrations synaptiques de glutamate sont régulées grâce à des transporteurs ATP-dépendants, présents à la membrane des cellules gliales et des neurones. Cinq types de transporteurs sont connus (excitatory amino acid transporters ; EAAT) : les EAAT-1 et -2 sont principalement exprimés par les astrocytes et les EAAT-3 et -4 sont préférentiellement exprimés par les neurones. Récemment, il a été démontré que les EAAT-1, -2 et -3 étaient également exprimés par les cellules endothéliales vasculaires adultes, suggérant ainsi un rôle de l’endothélium dans le contrôle des concentrations extracellulaires de glutamate. Cependant, une étude récente effectuée dans notre laboratoire, montre des différences de sensibilité au glutamate entre les CEMC murines néonatales et adultes. Ainsi, dans le cadre de cette thèse, dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à l’expression des EAAT-1, -2 et -3 au sein des microvaisseaux corticaux de souris nouveau-nées et adultes, ainsi qu’à la capacité de recapture du glutamate par les CEMC. Nous avons montré que l’expression des EAAT-1, -2 et -3 au sein de l’endothélium cérébral était plus importante chez l’adulte que chez le nouveau-né et que la capacité de recapture du glutamate par les CEMC était plus efficace chez l’adulte que chez le nouveau-né. Cette étude indique donc qu’il existe une régulation du glutamate extracellulaire par les cellules endothéliales et que cette régulation dépend de l’âge
Glutamate is the major excitatory neurotransmitter in the central nervous system (CNS). Glutamatergic transmission plays an important role in CNS development, including migration, differentiation and synaptic plasticity. Physiological activation of N-Methyl-D-Aspartate receptor (NMDA-R) is particularly involved in the developmental effects of glutamate. Therefore, a blocking or excessive activation of NMDA-R affects the cerebral development and particularly leads to cell death in neonate cortex. NMDA-R is a heterotetrameric ionotropic receptor, permeable to cations, widely expressed in the CNS and composed of different subunits (GluN1, GluN2A-D, GluN3A-B). In the cortex, it is composed of two obligatory GluN1 subunits which link the co-agonist, glycine or D -serine, mainly associated with GluN2A and/or GluN2B subunits which bind glutamate. GluN2 subunit composition of NMDA-R gives distinct pharmacological and electrophysiological properties. Moreover, GluN2A-containing NMDA-R are involved in cell survival and those containing GluN2B are involved in cell death. PDZ proteins, member of membrane-associated guanylate kinase family (MAGUK), including PSD95 (postsynaptic density 95) and SAP102 (synapse associated protein 102) interact with NMDA-R and play an important role in their membrane stabilization. Recently, it has been shown that GluN2A/PSD95 association played a role in synaptic maturation. Pharmacological agents used for anesthesia, such as ketamine, act as NMDA-R antagonists. This anesthetic with many clinical advantages (low impact on respiratory and cardiac functions) is used in pediatrics in order to sedate during short duration medical procedures. However, several experimental studies discussed the safety of the use of ketamine. Indeed, ketamine administration causes an increase in apoptotic cell death in the cerebral cortex of newborn mice. Moreover, a recent laboratory study showed, ex vivo, in the cortex of mice aged 2 days, that ketamine induced different effects on cell survival depending on cortical layers considered. In a first study, we conducted a comparative study of the effects of ketamine administration in vivo, in newborn mice (40 mg / kg sc), depending on the age at which this anesthetic was injected (postnatal days 2, 5 or 10). In the short term, we measured the ketamine effect on the cortical NMDA-R postnatal development and its association with MAGUK. In the long term, we evaluated the impact of ketamine administered at different postnatal ages, on motor activity measured in adulthood in two different contexts. Twenty-four hours after ketamine injection, GluN2B and GluN2A protein expression was decreased when the treatment was carried out at P5 and P10 respectively. After immunoprecipitation of scaffolding PSD95 protein, western blot revelation indicated that regardless of the age treatment, ketamine caused a reduction of the association of GluN2A subunit to PSD95, while the complex GluN2B/PSD95 was increased only when the treatment was performed at P5. At this stage, the disruption of GluN2A and GluN2B subunits expression was associated with a decrease in ERK1/2 phosphorylation and an increase in nNOS association with GluN2B/PSD95 protein complex. All these results therefore indicate that ketamine alter the developmental profile of NMDA-R subunits, suggesting a delay in synaptic maturation. In addition, at P5, ketamine treatment has functional impacts on intracellular signaling cascades. Laser microdissection on control mice cortex revealed a heterogeneous distribution of NMDA-R subunits between immature superficial cortical layers (I-IV ) and the mature deep cortical layers (V-VI). Ketamine disrupted this profile by decreasing GluN2A subunit expression in the superficial layers in P5-treated mice and increasing GluN1, GluN2A and GluN2B subunits in the deep layers when the treatment was performed at P10. In the long term, ketamine administration at P2 or P10 caused hyperlocomotion in an open field in adult males, with no effect in adult females. The measurement of voluntary motor activity during 72 h in a running-wheel placed in a life cage, revealed alterations in adulthood induced by ketamine administered in the perinatal period, dependent on age and sex. In conclusion of this first part of the thesis, a single injection of ketamine, whatever the age of treatment in the perinatal period, resulted in changes in the NMDA-R developmental profile in the short-term and alterations in motor activity persisting in adulthood. Despite the progress of obstetrics and neonatal reanimation, brain injury in newborns remain frequent (2 to 2. 5 children per 1000 births). They form the first cause of death or disability acquired in the perinatal period. Many risk factors are identified, such as prematurity, hypoxo-ischemic injuries, fetal-placental infections, hormonal deficiencies and toxic factors (alcohol, drugs). Excessive activation of glutamatergic transmission is frequently the cause of perinatally acquired lesions. Excess of glutamate leads to overactivation of its receptors including NMDA-R, leading to cell death by apoptosis and/or necrosis. The proximity of brain microvessels with neural cells and the presence of functional NMDA-R on brain microvascular endothelial cells (BMEC) suggest a particular influence of BMEC on cortical neurons during excitotoxic stress. Synaptic glutamate concentrations are regulated by ATP-dependent transporters, present in the membrane of glial cells and neurons. Five transporters subtypes are known (excitatory amino acid transporters; EAAT): EAAT1 and -2 are primarily expressed by astrocytes and EAAT3 and -4 are preferentialy expressed by neurons. Recently, it has been shown that EAAT1, -2 and -3 were also expressed by adult vascular endothelial cells, suggesting a role of endothelium in the control of extracellular glutamate concentrations. However, a recent laboratory study showed differences in glutamate sensibility between neonatal and adult murine BMEC. In a second study, we studied the expression of EAAT1, -2 and -3 in cortical microvessels of newborn and adult mice, as well as efficiency of glutamate uptake by BMEC. We showed that EAAT1, -2 and -3 expression in brain endothelium was greater in adults than in neonates, as well as the efficiency of glutamate uptake by BEMC. In conclusion of this second part of the thesis, this study indicates that there is a regulation of extracellular glutamate by endothelial cells and this control depends on the age. Low expression of EAAT in immature vascular endothelium could contribute to a particular sensitivity of newborn brain during excitotoxic stress in mice. In conclusion, this thesis contributed to characterize the specificity of glutamatergic transmission in the immature brain. Our results play in favor of special consideration of molecules interacting with glutamatergic transmission such as anesthetics in the perinatal period

During development of the cerebral cortex, the various neuronal subtypes have to reach their correct final position in the post mitotic compartment where they complete their maturation and eventually establish functional networks. Precise positioning of individual neurons is acquired through tight regulation of the multiple transitions that neurons undergo on their way to the cortical plate. Neurons of the cerebral cortex are organized in layers and columns. Although several molecular mechanisms have been identified that control the final position of neurons along the radial dimension of the cortex (i.e. layer specificity), much less is known about how their final tangential, or mediolateral, distribution is controlled. However this may have a direct impact on the structural and functional organization of cortical columns, since sister neurons derived from the same progenitor display selective patterns of connectivity with each other and/or share similar functional properties. Here we studied the role of B-ephrins in the control of migration of cortical pyramidal neurons. Gain of function experiments using in utero electroporation of ephrin-B1 revealed a striking alteration of the tangential distribution of pyramidal neurons during the multipolar stage of radial migration, resulting in clustering of the pyramidal neurons in the cortical plate. Conversely, clonal analysis of migrating neurons in ephrin-B1 knockout mice showed a wider mediolateral dispersion of cortical neurons. Static and dynamic analyses of migrating neurons revealed that ephrin-B1 modulates the morphology of pyramidal neurons during their multipolar phase, thereby restricting their tangential migration at that stage. Our results demonstrate that ephrin-B1 is a specific inhibitor of non-radial migration of pyramidal neurons, thereby controlling the pattern of cortical columns. These data shed new light on this important aspect of pyramidal neuronal migration, and illustrate how alterations of patterns of migration can affect cortical column organization.
Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
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Intelligence artificielle et softpower de la traduction assistée par ordinateur et de la traduction automatique : perspectives sur le processus d’enseignement et d’apprentissage des langues. En raison de la croissance de l’utilisation des traducteurs automatiques, il est important de se poser la question á propos de quand ou bien si l’intelligence artificielle a pénétré ce domaine de l’enseignement-apprentissage des langues. Malgré les nombreux traducteurs automatiques et d’outils de traduction assistée existants, il est évident que la main de l’homme est unique. Néanmoins, si le travail d’un traducteur pourrait bénéficier d’un gain de temps de temps, en même temps que d’une amélioration concernant le choix lexical, il vaut la peine d’étudier ce domaine dans l’intérêt de la traduction. Dans cette étude, on se propose d’analyser l’intelligence artificielle dans le champ de la traduction et enseignement des langues étrangères, en s’appuyant sur les outils de la traduction automatique déjà existants. À partir d’une analyse minutieuse de la littérature et recherches disponibles, on examinera la traduction automatique neuronale (NMT), le ICALL, dérivant du CALL, pour terminer par les outils de la traduction automatique tels que Google Translator, Translation Online et d’autres, qui s’améliorent avec le temps, malgré le fait que le traducteur humain doive réviser dans la phase de post-édition. Pour ce faire, nous avons analysé un corpus basé sur les commentaires des traducteurs dans des groupes privés de Facebook et LinkedIn á propos de la révision. Dans le même temps, nous avons constaté que l’intelligence artificielle remplacera les professeurs, mais redéfinira leur rôle en tant que professeurs, les convertissant « des guides latéraux » (Morrison, 2014), puisque avec l’apprentissage des langues utilisant les outils de l’intelligence artificielle dans le domaine de la correction, de la notation et des papiers administratifs, les professeurs pourraient avoir plus de temps pour coordonner le processus de d’apprentissage et orienter leurs étudiants. Cette recherche se compose de trois parties : révision bibliographique et de ces études antérieures et analyse des outils de traduction automatique, étude d’un corpus des commentaires de traducteurs et enfin, implication/intégration de l’intelligence artificielle dans les domaines de la traduction et de l’apprentissage des langues.