Résumés / Abstracts 2021

Poster ID
#01
Bloc 1

Reprise de la clozapine en association avec un facteur de croissance des granulocytes malgré la survenue d’une neutropénie ou d’une agranulocytose lors d’une exposition précédente: une revue systématique des cas publiés dans la littérature

FOURNIER, ÉMILIEN(1,4); Corbeil, Olivier(1,2,4); Béchard, Laurent(1,2,4); Plante, Maude(1,2); Thivierge, Marc-André(1,5); Lafrenière, Charles-Émile(1); Huot-Lavoie, Maxime(3,4); Brodeur, Sébastien(2,3,4); Essiambre, Anne-Marie(4,6); Roy, Marc-André(2,3,4) et Demers, Marie-France(1,2,4) 

(1)Faculté de pharmacie, Université Laval; (2)CIUSSS-CN; (3)Département de psychiatrie et neurosciences, Faculté de médecine, Université Laval; (4)Centre de recherche CERVO; (5)CIUSSS de l’Estrie-CHUS et (6)École de psychologie, Faculté des sciences sociales, Université Laval


OBJECTIF: Malgré la grande efficacité de la clozapine pour le traitement de la schizophrénie réfractaire, elle est sous-utilisée en raison de son potentiel d’occasionner des neutropénies et des agranulocytoses, ce qui peut nécessiter son arrêt complet. Pour permettre la reprise de la clozapine après un précédent épisode de neutropénie ou d’agranulocytose, l’utilisation concomitante des facteurs de stimulation des colonies (CSF) a été documentée. La présente revue vise à évaluer l’efficacité et l’innocuité de cette stratégie. MÉTHODES: Les bases de données Embase, MEDLINE, PsycInfo et Web of Science ont été interrogées, de leur date de mise en ligne jusqu’au 21 juillet 2021. Chaque étape de sélection a été réalisée par deux investigateurs de façon indépendante selon les principes du PRISMA 2020. Les articles inclus devaient faire mention d’au moins un cas de reprise ou de maintien de la clozapine permis par l’utilisation d’un CSF chez un patient ayant eu une neutropénie ou une agranulocytose lors d’un essai antérieur. RÉSULTATS: Sur les 805 articles extraits, 30 ont été retenus pour un total de 59 cas. La réintroduction de la clozapine fut un succès pour 76% des patients. Les deux stratégies d’administration cernées, soient « au besoin » et « prophylactique », ont montré des taux de succès similaires (respectivement 81% et 80%). Aucun décès ni complications hématologiques graves liés aux CSF ont été rapportés, seuls quelques effets indésirables légers et transitoires furent décrits. CONCLUSION: L’utilisation des CSF pour permettre la réintroduction ou le maintien de la clozapine malgré des antécédents hématologiques liés à ce médicament est une avenue prometteuse pour les patients dont la clozapine est souvent le dernier recours.

#01
Bloc 2

Développement de techniques d'analyse quantitatives des concentrations ioniques neuronales

GUINARD LOUIS-PHILIPPE, Annie Barbeau, Antoine G. Godin


INTRO : Des débalancements anormaux et néfastes de l’homéostasie ionique neuronale, au niveau du calcium et du chlore notamment, ont été rapportés dans des modèles cellulaires ou animaux de troubles psychiatriques. Chez l’adulte, le calcium joue un rôle d’indicateur de l’activité neuronale alors que le chlore en joue un rôle plutôt inhibiteur; le rôle de cet équilibre entre les deux concentrations ioniques est donc un sujet d’intérêt dans le développement de troubles psychiatriques.

MÉTHODE : L’utilisation d’indicateurs ioniques fluorescents tels que Twitch-2B (pour le calcium) et SuperClomeleon (pour le chlore) permet de suivre les concentrations ioniques correspondantes dans des cultures de cellules neuronales. La précision des techniques d’analyse à base d’intensité de fluorescence, de temps de vie de fluorescence (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy, FLIM) via la régression multiexponentielle et l’utilisation de plans phaseurs pour analyser des données FLIM seront comparées. Les paramètres de comparaison seront le nombre de photons détectés, la séparation des temps de vie de fluorescence dans le cas des techniques à base de FLIM, ainsi que de la précision de l’obtention de concentrations ioniques lorsque deux indicateurs ioniques sont présents dans le même échantillon.

RÉSULTATS : Les modèles mathématiques associés aux plans phaseurs ont été validés sur un simulateur conçu pour recréer des données FLIM, puis comparés à la technique de régression multiexponentielle (algorithme de Levenberg-Marquardt). Les modèles ont ensuite été utilisés sur des échantillons in-vitro de cultures de cellules HEK-293, puis de cellules neuronales d’hippocampe de souris et comparés à des techniques d’analyse ratiométriques d’intensité de fluorescence.

CONCLUSION : Les résultats obtenus sur simulateur ont montré que la précision d’obtention de temps de vie de fluoresence, qui peuvent ensuite être liés à des concentrations ioniques, est comparable entre les méthodes de plans phaseurs et les méthodes de régression multiexponentielles. Lorsque deux fluorophores sont présents dans le même échantillon, les résultats sont plus précis pour le modèle des plans phaseurs que pour les régressions multiexponentielles.

#02
Bloc 1

La mutation de DSCAM dans les neurones GABAergiques inhibiteurs affecte la connectivité interneuronale propriospinale impliquée dans le contrôle locomoteur.

FRENETTE BÉATRICE, Roussel Marie, Uyttersprot Floriane, Tardif-Proulx Elizabeth, Bretzner Frédéric

CHU de Québec-Université Laval, Axe Neurosciences


OBJECTIF - OBJECTIVE

L’utilisation de souris mutantes systémique a permis de montrer que DSCAM (Down Syndrom Cell Adhesion Molecule) est impliquée dans le développement du système nerveux et plus particulièrement dans celui du circuit locomoteur spinal. Récemment, à l’aide de la technologie cre-lox et de souris transgéniques, nous avons observé des changements cinématiques dans le patron de marche de souris présentant une mutation de DSCAM dans les neurones GABAergiques inhibiteurs. Sur la base de ces observations, nous avons émis l’hypothèse que ces changements locomoteurs pourraient refléter des modifications anatomiques dans le circuit interneuronal propriospinal descendant responsable de la coordination entre les pattes avant et les pattes arrière.

MÉTHODES - METHODS

Pour cela, un virus adénoassocié antérograde a été injecté dans la moelle épinière cervicale en C5- C8 de souris contrôles (VGAT-cre) et mutantes (VGAT-cre;DSCAMff). Après 1 mois, les souris ont été perfusées et disséquées afin de prélever la moelle épinière qui a été coupée au cryostat.  Le nombre d’axones et leur localisation ont été analysés en microscopie à partir de 5 sections au niveau des segments thoraciques T1 et lombaires L1 et L3.

RÉSULTATS - RESULTS

Bien que les neurones GABAergique cervicaux projettent ipsilatéralement dans les deux types de souris, les souris mutantes présentent une augmentation du nombre d’axones ipsilateraux et une diminution d’axones contralatéraux au niveau des segments T1 et L1. Par ailleurs, la distribution de la densité axonale à travers la matière blanche semble indiquer que les axones des souris mutantes sont davantage agglomérés en comparaison aux souris contrôles.

CONCLUSION

En conclusion, la mutation de DSCAM dans les neurones GABAergiques cervicaux semble augmenter la densité et la fasciculation de leurs axones à travers la moelle épinière.

Projet financé par le CRSNG

#02
Bloc 2

Propriétés des neurones glutamatergiques du noyau gigantocellulaire

HAILI YACINE, Josée Seigneur, Narges Karimi, Frédéric Bretzner.
Centre de recherche du CHU de Québec-Université Laval, Axe Neuroscience


Bien que les neurones glutamatergiques de la formation réticulée médullaire contribuent au contrôle moteur et locomoteur à travers la voie réticulospinale, leurs propriétés intrinsèques, et leur connectivité dans le circuit neuronal restent méconnues. Nous avons émis l’hypothèse que les neurones glutamatergique réticulospinaux sont organisés topographiquement dans le noyau gigantocellulaire réticulaire (Gi) et qu’ils possédent des propriétés électrophysiologiques spécifiques leur permettant d’activer le circuit locomoteur spinal.

OBJECTIF - OBJECTIVE

Évaluer l’organisation topographique et les propriétés électrophysiologiques des neurones glutamatergique réticulospinaux selon leur projection spinale.

Étudier la connectivité entre les neurones glutamatergiques réticulospinaux cervicaux et lombaires ainsi que leur connectivité dans la formation réticulée médullaire.

MÉTHODES - METHODS

Des souris VGluT2-CRE âgées entre P20-P30 ont été injectées dans le segment lombaire de la moelle épinière puis dans le segment cervical avec deux virus adéno-associé rétrograde munis de protéines fluorescentes différentes (AAV-DIO-Mcherry et AAVretro-DIO-GFP ou AAVretro-DIO-ChR2-YFP) afin d’identifier chaque population neuronale. Une à trois semaines après la dernière injection, les troncs cérébraux sont collectés et coupés en tranches pour nos études neuroanatomiques et électrophysiologiques lors d’enregistrements de type patch-clamp.

RÉSULTATS - RESULTS

Nos études neuroanatomiques ont révélé que les neurones glutamatergiques réticulospinaux cervicaux ou lombaires sont distribués à travers le Gi. Nos enregistrements électrophysiologiques ont aussi révélé l’existence de 4 types de patrons de décharges incluant ou non la présence d’un rebond post-inhibiteur avec ou sans potentiel d’action et une diminution du voltage (sag) en réponse à une hyperpolarization membranaire. Par ailleurs, les neurones présentant un rebond avec potentiel d’action et une sag sont localisés préférentiellement dans la portion alpha et ventrale du Gi et incluaient une grande proportion de neurones réticulospinaux projettant à la fois au niveau cervical et lombaire. À l’aide d’outils optogénétique, nous étudions présentement la connectivité locale de ces neurones.

CONCLUSION

En conclusion, nos études révèlent que les neurones glutamatergique reticulospinaux projettant à la fois au niveau cervical et lombaire sont localisés préférentiellement dans la portion ventrale du Gi et présentent des propriétés électrophysiologiques uniques contribuant à la commande motrice descendante.  

#03
Bloc 2

La modulation de l’inhibition intracorticale durant la préparation de mouvements individualisés des doigts.

HAMEL, KAVEN, Mercier, Catherine & Flamand, Véronique. Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et intégration sociale (Cirris).


 

Objectifs : Les doigts ne peuvent pas exercer de force de manière totalement indépendante ; ce phénomène se nomme « Finger Enslaving » (FE), et il serait plus considérable pour les doigts adjacents au doigt en mouvement. Plusieurs études ont démontré que l’excitabilité corticale était réduite dans les zones du cortex moteur situées autour de la représentation motrice d’un muscle en mouvement. Cette diminution d’excitabilité est régulée par l’inhibition intracorticale de courte latence (SICI) qui favoriserait une meilleure sélection du mouvement. Le but de cette étude est d’explorer la relation entre le niveau de FE et la modulation de la SICI. Plus précisément, les objectifs sont 1) de décrire la modulation de la SICI du muscle court abducteur de l’auriculaire (ADM) pendant la phase de préparation motrice et la phase prémotrice d’un mouvement du 2e, 4e ou 5e doigts, et 2) d’étudier l’association entre le niveau FE et la modulation de la SICI du muscle ADM pendant la phase prémotrice lors d’un mouvement produit par le 2e ou 4e doigts. Méthode : Dix-neuf adultes en santé ont réalisé une tâche de production sélective d’une force par un seul doigt en flexion, soutenue par un paradigme de temps de réaction avec indiçage. La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) simple et pairée a été utilisée pour mesurer l’excitabilité corticale et la SICI du muscle ADM à 4 temps de mesure juste avant le mouvement. Des indices visuels présentés dans un ordre aléatoire indiquaient lequel parmi les 3 doigts (2e, 4e ou 5e) devait effectuer le mouvement à chaque essai. Les forces produites par chaque doigt étaient enregistrées par des capteurs de force pour mesurer le FE (exprimé comme le ratio de la force du doigt non-instruit/ force de doigt instruit). Le plan d’analyse comporte des Tests-t, ANOVAs à mesures répétées, et corrélations de Pearson. Résultats : Les analyses préliminaires des données obtenues chez les dix premiers participants sont presque complétées et seront présentées. Conclusion : L’étude va approfondir notre compréhension des mécanismes neurophysiologiques impliqués dans les mouvements individualisés des doigts.

 

 

#03
Bloc 1

Gaming disorders among psychotic patients: A scoping review

Huot-Lavoie, M; GABRIEL-COURVAL MINA; Béchard, L; Corbeil, O; Blais MA; Essiambre, AM; Brodeur, S.; Roy MA; Demers MF


OBJECTIF - OBJECTIVE

There is a growing interest in understanding the impact of video games in the clinical field given that their excessive use is associated with health problems like depression, anxiety, and even suicide and can lead to severe addiction. To this day, little is known about the consequences of gaming disorder in vulnerable populations. Clinicians widely recognize the comorbidity of gaming and psychotic disorders, but it seems that the scientific community has yet to complete further research in their joint mechanisms.The aim of this scoping review is to understand the interactions between gaming and psychotic disorders and identify the knowledge gaps.  

MÉTHODES - METHODS

We used Levac’s six-stage methodology for scoping review. 212 articles from 7 databases were identified. Nine articles respected our inclusion and exclusion criteria. 

RÉSULTATS - RESULTS

No available study has assessed the prevalence or incidence of gaming disorder among psychotic patients. The cases reported highlight the possibility that excessive video game play or an abrupt gaming disruption could trigger psychosis in patients without any personal or family history of psychotic disorders.  

CONCLUSION

Our results show a significant lack of knowledge concerning psychotic disorders associated with gaming disorders and only a few reported cases and a single study exposed the direct association between those conditions.  

#04
Bloc 2

IL-1β maturation occurs via an alternative, inflammasome-independent pathway during experimental autoimmune encephalomyelitis

KUSIK MAXIME, Mailhot Benoit, Da Gama Monteiro Felipe, Lessard Martine, Lacroix Steve.

Axe Neurosciences du Centre de recherche du Centre hospitalier universitaire (CHU) de Québec–Université Laval et Département de médicine moléculaire de la Faculté de médecine de l’Université Laval


Background: Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune disease characterized by inflammation of the central nervous system and loss of neurological functions. The molecular mechanisms underlying this abnormal reaction remain, however, unknown. We recently highlighted the importance of interleukin (IL)-1β in MS using a mouse model mimicking the disease: experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Notably, we found that mice lacking IL-1β are protected against the development of EAE. Thus, we hypothesized that inactivation of the inflammasome, a multiprotein complex stimulating the maturation of IL-1β using the adaptor protein ASC, would prevent the development of EAE disease.

Methods: EAE disease was induced in mice lacking ASC (ASC-KO) and the molecular mechanisms leading to the cleavage of IL-1β were characterized in an in vitro model of myeloid cell transmigration across the blood-brain barrier (BBB).

Results: We observed that the absence of ASC does not protect mice against EAE, suggesting that the mature form of IL-1β is still produced despite inflammasome inhibition. We further found that in ASC-KO mice characterized by the absence of inflammasome activity, monocytes are the main source of mature IL-1β during EAE. Finally, we discovered that ASC-KO monocytes can produce the mature form of IL-1β when migrated across BBB-endothelial cells.

Conclusion: Considering the crucial role that IL-1β plays in EAE and possibly MS, a better understanding of the mechanisms responsible for the alternative, inflammasome-independent, cleavage of IL-1β could help prevent neuroinflammation and CNS autoimmunity.

#04
Bloc 1

Rôle des protéines Nck dans le développement du circuit locomoteur

ST-ONGE GABRIELLE , Frenette Béatrice, Roussel Marie, Bretzner Frédéric

CHU de Québec-Université Laval, Axe Neurosciences


OBJECTIF - OBJECTIVE

Les protéines Nck1 et Nck2 sont des protéines adaptatrices impliquées dans le développement embryonnaire du circuit neuronal. Les souris mutées pour Nck1 et Nck2 ne marchent pas, mais sautent. L’objectif est de vérifier si les protéines Nck affectent le contrôle locomoteur de manière différente selon le degré de mutation de Nck1 et Nck2.

MÉTHODES - METHODS

Nous avons enregistré par vidéo la marche de souris contrôles et mutantes sur un tapis roulant à une vitesse constante de 15, 20 et 30 cm/s.  La technologie Cre-Lox a été utilisée afin de générer divers mutants présentant des délétions conditionnelles de Nck1 et/ou Nck2 sous le contrôle de différents promoteurs spécifiques : Nestin, Lhx3, En1 et Dbx1. Les vidéos ont été analysées afin d’étudier le patron locomoteur ainsi que le couplage bilatéral entre les pattes gauches et droites, le couplage homolatéral entre les pattes avant et arrière, et également le couplage diagonal entre la patte avant et la patte postérieure opposée.

RÉSULTATS - RESULTS

Comparativement aux souris sauvages qui ont une démarche exclusivement en alternance, les souris mutantes pour Nck dans les cellules neuronales et gliales (Nck1-/-;Nck2ff::Nes) ou dans les cellules commissurales V0 (Nck1-/-;Nck2ff::Dbx1) présentaient un déphasage du couplage bilatéral, homolatéral et diagonal. De plus, les souris mutantes pour Nck1 ou Nck2, ainsi que les souris mutantes pour Nck dans les populations exprimant V1 (Nck1-/-;Nck2ff::En1) et V2 (Nck1-/-;Nck2ff::Lhx3) présentaient un déphasage dans le couplage homolatéral et diagonal entre les pattes antérieur et postérieur.

CONCLUSION

Nos résultats supportent l’importance de Nck1 et Nck2 dans le développement du circuit locomoteur et dans la coordination bilatérale gauche-droite. De futures expériences in vitro utilisant des moelles épinières isolées de souris néonatales nous permettrons de déterminer si les changements observés sont supraspinaux ou spinaux.

#05
Bloc 1

Retinal biomarkers for early diagnosis of Parkinson’s disease

MUNRO JONATHAN

parham elahe

lavigne andrée-anne

lapointe nicolas

akitegetse cleophase

côté daniel

hébert marc

parent martin

cervo brain research centre


OBJECTIF - OBJECTIVE

Diagnosis of Parkinson’s disease (PD) is currently made by following clinical observation of motor symptoms. By the time these symptoms manifest, around 50% of dopamine neurons are lost in the substantia nigra pars compacta (SNc), limiting the possibility of implementing potential neuroprotective or neurorestorative treatments that could delay the progression of the disease. Non-motor symptoms, such as vision problems, occur much earlier along in the progression of the disease. If altered functioning of the retina causes these vision problems, various techniques could be implemented to detect retinal changes, therefore providing early biomarkers for PD. The aim of this project is to determine potential early biomarkers for PD via the retina by using electroretinography (ERG), pupillometry and newly developed ocular spectroscopy techniques.

MÉTHODES - METHODS

Measurements were performed on 4 non-human primates, before and after they were rendered parkinsonian by administration of 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), a neurotoxin that induces degeneration of dopamine neurons. One session included the administration of l-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-dopa).

RÉSULTATS - RESULTS

Our preliminary ERG results  indicate increases in a and b-wave latencies under photopic and scotopic conditions following MPTP administration. Moreover, we noted that a-wave amplitudes reduced while b-wave amplitudes showed a minor increase in both photopic and scotopic conditions. Pupillometry analysis showed a consistently larger pupil diameter during the post flash period, following MPTP administration. An algorithm for spectroscopic analysis is being developed and changes in reflected light wavelengths corresponding to blood oxygenation and melanin content of the retina are expected.

CONCLUSION

Our preliminary results suggest that a combination of ERG, pupillometry and spectroscopy measurements could be used as early biomarkers for PD.

#05
Bloc 2

Changements neuroanatomiques de la matière blanche et grise 24 mois après la chirurgie bariatrique

LEGAULT, MARIANNE(1), Dadar, Mahsa(2), Pelletier, Mélissa(1), Iceta, Sylvain(1), Zeighami, Yashar(3), Biertho, Laurent(4), Fulton, Stephanie(5), Tchernof, André(1), Dagher, Alain(3), Richard, Denis(1), Michaud, Andréanne(1)

(1) Centre de recherche de l’IUCPQ (2) Département de radiologie et médecine nucléaire, Université Laval (3) Montreal Neurological Institute, McGill University (4) Département de chirurgie, IUCPQ (5) CRCHUM and Montreal Diabetes Research Center, Université de Montréal


Notre étude récente a montré une récupération de la densité des matières blanche et grise 4 et 12 mois post-chirurgie bariatrique, suggérant une plasticité des structures du cerveau suivant une perte de poids et une amélioration des altérations métaboliques. Il est incertain si ces changements persistent à plus long terme.

OBJECTIF 

Caractériser les changements de matières blanche et grise observés 24 mois après une chirurgie bariatrique.

MÉTHODES

84 participants (âge = 49,8±6,5 ans, IMC = 44,0±4,1 kg/m2) ayant subi une gastrectomie pariétale, une diversion biliopancréatique avec commutation duodénale ou une dérivation gastrique Roux-en-Y ont été recrutés. Des images anatomiques pondérées en T1 ont été acquises avant, 4, 12 et 24 mois post-chirurgie. Les densités de matières blanche et grise ont été quantifiées par morphométrie cérébrale. Un modèle linéaire à effets mixtes a été utilisé pour comparer les changements neuroanatomiques pré- et post- chirurgie en contrôlant pour l’âge, le sexe, l’indice de masse corporelle initial, le type de chirurgie et le statut diabétique.

RÉSULTATS

La perte de poids totale moyenne à 24 mois était de 33,5±7,2%. Une augmentation étendue de la matière blanche a été observée dans le cervelet, le tronc cérébral et le corps calleux, et une augmentation étendue de la matière grise a été observée dans le cortex occipital, temporal, le gyrus post central, le cervelet, l’hippocampe, l’insula, le gyrus fusiforme et l’amygdale (p<0,05, FDR). Ces augmentations étaient similaires à celles observées 12 mois post-chirurgie.

CONCLUSION

Les augmentations étendues de la densité des matières blanche et grise observées 4 et 12 mois post-chirurgie sont encore présentes après 24 mois. Les prochaines étapes sont d’examiner les prédicteurs neuronaux de la perte de poids à 24 mois et les mécanismes potentiels expliquant ces augmentations de densité post-chirurgie.

#06
Bloc 1

Tracking the ancestral functions of erythropoietin: neuroprotection & mitochondria

ROJAS RUIZ ANDRES; Christian Arias-Reyes; Ynuk Bossé; Jorge Soliz


INTRODUCTION: Erythropoietin (EPO) in mammal's brain a play key role in the development, maintenance, protection, and repair of the nervous system. Such a commitment to increasing the robustness and tolerance of the nervous system has led to the proposal that the original evolutionary role of EPO was to provide unconditional and nonspecific neuronal protection. In fact, the protective and neuro-regenerative effect of recombinant human EPO (rhEPO) has been found in brain cells from orthoptera insects (grasshoppers and locusts).

OBJECTIVE: In keeping that EPO modulates mitochondrial functions in mammals, we tested the hypothesis that the ancestral neuroprotective action of EPO involves the regulation of mitochondrial bioenergetics.

METHODS: The experiments were performed in crickets (Acheta domesticus) under normoxia and after exposure to hypoxia (5 days; 6% O2). 24h before experimentation, the animals were treated with EPO (30 IU/ml - intra-lymphatic injection) or PBS as a control. The activation of mitochondrial complexes and mitochondrial reactive oxygen species (ROS) production were evaluated using our oxygraph system (O2k - ORORBOROS).

RESULTS: Our results show that the EPO injection does not affect mitochondrial respiration of complexes 1 and 1&2 in normoxia, but increases ROS production. Hypoxia, however, dramatically decreases mitochondrial respiration, but does not significantly alter ROS production. EPO treatment in hypoxia significantly (but not completely) recovers mitochondrial respiration without affecting ROS production.

CONCLUSIONS: Our results suggest that the neuroprotective properties of EPO evolved in association with the regulation of mitochondrial functions.

 

#06
Bloc 2

Étude du rôle des systèmes angiotensinergiques périphérique et central dans la vulnérabilité au trauma psychologique chez la souris

LÉTOURNEAU SIMON 1,2, Levesque Pascal 1,2, Robert Marie-ève3, Duval Stéphanie3, Canivet Coraline 2, Deslauriers Jessica1,2, 1Faculté de pharmacie, Université Laval; 2Axe Neurosciences, Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval; 3Faculté de médecine, Université Laval


PROBLÉMATIQUE: Le trouble de stress post-traumatique (TSPT) est associé à une augmentation du risque de développer de l’hypertension. Ces deux maladies sont aussi associées à un niveau élevé du statut inflammatoire chez les individus. Cependant, la relation entre les deux maladies et les mécanismes sous-jacents au rôle de l’inflammation demeurent incompris. L’hypothèse était qu’un trauma psychologique activerait les récepteurs angiotensinergiques de type 1 (AT1aR) endothéliaux, perturbant ainsi la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) et facilitant le passage des cytokines inflammatoires au cerveau. OBJECTIFS: L’objectif est de déterminer l’effet de l’activation de l’AT1aR endothélial sur la pression sanguine et le phénotype de type post-traumatique dans un modèle murin de TSPT. MÉTHODOLOGIE: Une lignée de souris surexprimant le récepteur AT1aR (ehM3Dq) sous traitement à la clozapine N-oxide (CNO; 0.05 mg/kg p.o.) a été exposée à un stress de prédation (chat; 10 min). La pression sanguine a été mesurée 24h après le stress. Le phénotype de type post-traumatique a été évalué via l’open field (OF), le light-dark box (LD) et le trauma reminder (TR), mesurant l’anxiété généralisée et l’évitement d’un stimulus rappelant le trauma. RÉSULTATS: Les souris ehM3Dq ont une hausse significative de leur pression sanguine moyenne relativement aux souris contrôles 24h après le stress (p < 0.05). Dans l’OF, une diminution du phénotype anxieux a été observée chez les souris ehM3Dq stressées comparativement aux souris contrôles stressées (p < 0.01). Aucune différence n’a été observée entre les souris ehM3Dq et contrôles en réponse au stress dans le LD et le TR. CONCLUSION: Ces résultats montrent que la surexpression du récepteur AT1aR est associée à une hypertension en réponse au stress, mais à une diminution de certains phénotypes anxieux. Des cohortes supplémentaires nous permettront de déterminer les effets sexe-dépendants, l’inflammation et l’intégrité de la BHE.

#07
Bloc 2

Implication de la cytokine IL-1β dans le trouble de stress post-traumatique

PASCAL LEVESQUE, Marie-Ève Robert, Simon Létourneau, Coraline Canivet, et Jessica Deslauriers

Axe neurosciences, Centre de recherche du CHU de Québec-Université Laval

Faculté de pharmacie, Université Laval


Problématique: Le trouble de stress post-traumatique (TSPT) est une maladie mentale qui affecte plus de 9% des Canadiens au cours de leur vie. Le TSPT diminue considérablement la qualité de vie du patient et peut persister plusieurs années. Les traitements disponibles pour traiter le TSPT, les antidépresseurs, ont une efficacité très limitée. Il est donc urgent de mieux comprendre les mécanismes pathophysiologiques du TSPT, afin de développer de nouvelles avenues thérapeutiques. Plusieurs études proposent que l’inflammation soit impliquée dans le développement des symptômes du TSPT. Bien que la cytokine pro-inflammatoire interleukine-1β (IL-1β) est importante dans la réponse au stress, son rôle dans le développement du TSPT reste encore peu exploré. Objectif: L’objectif de notre projet de recherche consiste à étudier l’implication d’IL-1β dans le développement d’un phénotype de type TSPT. Méthodes: Nous avons généré un stress chez des souris sauvages (WT) et déficientes en IL-1β (IL-1β KO) avec le modèle de stress de prédation. Les comportements anxieux et de type TSPT, dont l’évitement de stimuli rappelant le trauma psychologique, ont été évalués. Nous avons aussi mesuré la concentration de marqueurs inflammatoires dans le cerveau et le plasma sanguin de ces souris. Résultats: Les souris déficientes en IL-1β montrent une résistance au développement d’une anxiété générale à la suite d’un stress de prédation, ce qui n’est pas le cas pour l’évitement de stimuli rappelant le trauma psychologique et l’anxiété reliée à un nouvel environnement. Comparativement aux souris WT, les souris déficientes en IL-1β présentent aussi une diminution de l’inflammation périphérique 24 heures après le stress de prédation. Conclusion: Ces résultats montrent qu’IL-1β joue un rôle causal et spécifique dans le développement d’une anxiété générale et de l’inflammation périphérique à la suite d’un trauma.

 

#07
Bloc 1

Sex-specific retinal anomalies induced by chronic social defeat stress in mice

ARSENAULT ERIC, Lavigne Andrée-Anne, Mansouri Samaneh, Gagné Anne-Marie, Francis Kimberly, Bittar Thibault, Quessy Francis, Abdallah Khaled, Barbeau Annie, Hébert Marc, Labonté Benoit, Centre de Recherche CERVO, Faculté de Médecine, Université Laval


OBJECTIVE: Major depressive disorder (MDD) is one of the most common consequences of chronic stress. Still, there is currently no reliable biomarker to detect individuals at risk to develop the disease. Recently, the retina emerged as an effective way to investigate psychiatric disorders using the electroretinogram (ERG). In this study, we assessed the suitability of the ERG as a biomarker of MDD and its ability to predict susceptibility or resilience to stress in mice.

METHODS: Rod ERGs were performed in male and female C57BL/6 mice before and after chronic social defeat stress (CSDS). Mice were then divided as susceptible or resilient to stress.

RESULTS: Our results suggest that CSDS reduces the amplitude of both oscillatory potentials and a-waves of the rods in resilient, but not susceptible male mice. In females, rod ERGs mainly reveals age-related changes. Finally, our analysis suggests that baseline ERG can predict with up to 71% of efficacy the expression of susceptibility and resilience before stress exposition in males and females.

CONCLUSION: Overall, our findings suggest that the retinal activity is a valid biomarker of stress response that could potentially serve as a tool to predict whether males and females will become susceptible or resilient when facing CSDS.

#08
Bloc 2

Mécanismes calciques impliqués dans la potentialisation à longue terme des connexions entre les interneurones de l’hippocampe.

MICHAUD, FÉLIX; Topolnik Lisa; Axe de Neurosciences, CRCHUQ-CHUL


Mécanismes calciques impliqués dans la potentialisation à longue terme des connexions entre les interneurones de l’hippocampe.

OBJECTIFS

Dans l’hippocampe, les connexions entre les interneurones GABAergiques (INs) sont importants pour contrôler l’activité des cellules pyramidales (CPs) excitatrices. La potentialisation à long terme à ces synapses inhibitrices (PLT-i) résulte à une désinhibition des CPs. La PLT-i induite par décharges en fréquence thêta (TBF) a été montré dans les INs associés aux collatéraux du Schaffer (IN-CSs). L’objectif de cette étude est d’établir le type des synapses qui expriment la PLT-i ainsi que les mécanismes dendritiques impliqués dans l’augmentation de calcium (Ca2+) lors de TBF (TBF-CaTs).

MÉTHODES

Une combinaison d’électrophysiologie patch-clamp et d’imagerie calcique à deux photon a été utilisée pour étudier la PLT-i et les TBF-CaTs  dans les dendrites proximales ou distales. Le rôle de différents types des canaux calciques dépendants du voltage (CCDVs) a été évalué en utilisant leurs antagonistes pharmacologiques et l’immunomarquage pour les sous-unités spécifiques. Les INs enregistrés ont été identifiés à partir de leurs propriétés anatomiques, électrophysiologiques et neurochimiques.

RÉSULTATS

La PLT-i a été observée aux dendrites proximales des IN-CSs, mais pas aux dendrites distales, ce qui suggère que cette forme de plasticité est spécifique à certaines synapses. De plus, la PLT-i a été induite de façon postsynaptique, mais exprimée de façon présynaptique. Les résultats préliminaires suggèrent que les CCDV de type T et de type L ne participent pas aux TBF-CaTs. Cela est probablement associé à la faible densité de ces deux types de CCDV dans les dendrites des IN-CSs. Cependant, le blocage pharmacologique de la pompe SERCA, importante pour l’extrusion du Ca2+ intracellulaire, affecte la forme des TBF-CaTs.

CONCLUSION

La décharge en fréquence thêta est associé avec la PLT-i au niveau des synapses proximales dans les IN-CSs qui est exprimée de façon présynaptique. Tandis que les mécanismes calciques impliqués dans l’induction de la PLT-i restent à être identifiés, la pompe SERCA impliquée dans l’extrusion du Ca2+ pourrait façonner le signal calcique nécessaire pour l’induction de la PLT-i. L’identification des mécanismes à l’interface entre l’entrée et l’extrusion du Ca2+ impliqué dans la PLT-i sera importante pour comprendre les voies menants à la désinhibition des CPs dans les conditions normales et pathologiques.

#08
Bloc 1

Clozapine rechallenge or continuation despite neutropenia, an extended follow-up of a consecutive Quebec case series

BÉCHARD LAURENT 1,2,3,  Morasse-Bégis Mahité 4, Corbeil Olivier 1,2,3, Hakim Joseph-Raymond 4, Huot-Lavoie Maxime 3,4, Brodeur Sébastien 3,4, Essiambre Anne-Marie 3,5, Malenfant Esthel 1,2, Demers Marie-France 1,2,3, Roy Marc-André 2,3,4

1. Faculté de pharmacie, Université Laval 2. Institut universitaire de santé mentale de Québec, CIUSSS-CN 3. Centre de recherche CERVO 4.Faculté de médecine, Université Laval 5. Faculté des sciences sociales, Université Laval 


INTRODUCTION - INTRODUCTION : Clozapine is the most efficacious antipsychotic for treatment-resistant schizophrenia. However, clozapine induced neutropenia warrants treatment discontinuation, hindering recovery. Several case reports describe clozapine rechallenge or continuation despite neutropenia, although many are subject to selective reporting, with incomplete information and short follow-up period. Thus, consecutive case series, devoid of such bias, with long-term comprehensive follow-up are needed to better assess this practice.

OBJECTIF - OBJECTIVE : Describes consecutively the evolution of every patient in the Québec City catchment area in whom clozapine was either reintroduced after neutropenia during a previous clozapine trial or was maintained despite a first neutropenia between January 1, 2000, and October 22, 2017.

MÉTHODES - METHODS : Patients were identified through clozapine’s national hematological monitoring database and their medical records.

RÉSULTATS - RESULTS : Twenty-three patients were identified, 8 patients continued clozapine despite neutropenia, while 15 discontinued clozapine and attempted rechallenge later on. A total of 6 patients experienced further neutropenia episodes. Every patient who had a neutropenia recurrence also had a possible alternative explanation for neutropenia other than clozapine. Six patients discontinued clozapine due to mild neutropenia (absolute neutrophil count between 1.0-1.5 x109/L) (not precluding clozapine cessation ubiquitously). At the end of follow-up, 16 patients were still on clozapine, no deaths occurred and only 3 cases discontinued due to a hematological event.

CONCLUSION: This study suggests that clozapine rechallenge/continuation could be beneficial for good responders, although individual risks must be balanced with advantages of such practice. It also raises questions on pertinence to update Canadian clozapine monitoring guidelines, preventing unnecessary treatment discontinuation.

 

#09
Bloc 1

Regulation of Epilepsy-linked GATOR1 Complex

BÉLANGER JASMINE1, Conghao (Tony) Zhang1,2, Jose Cesar Hernandez Silva1, Christophe D. Proulx1, Myriam Sévigny1, Chantelle Sephton1 and Paul Dutchak1

1Department of Psychiatry and Neuroscience, Université Laval, CERVO Brain Research Centre 2Faculty of Medicine, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia


BACKGROUND: Epilepsy is a common neurological condition affecting about 1 % of people globally. The most common form, focal epilepsy (FE), is characterised by seizures that occur in specific brain regions. Most often associated with FE with variable foci are mutations in GATOR1 complex genes (DEPDC5, NPRL2, NPRL3). How GATOR1 mutations contribute to the disease is currently unknown, yet hyperactive mTORC1 signaling is an established feature in such affected cells as the inhibitory function of GATOR1 toward mTORC1 is lost. OBJECTIVE: This project aims to investigate novel biochemical regulatory mechanisms of GATOR1 that control mTORC1 activity. METHODS: This study used NPRL2 mutant cell lines to model familial form of FE and to assess the functional impact of acetylation sites of NPRL2 on the complex activity. For starvation conditions, the cell lines were grown under EBSS medium (absence of amino acid and growth factors). RESULTS: Herein we show that neurons lacking NPRL2 present with a significantly different action potential profile and higher expression of sodium channels (SCN1A). Epilepsy-linked NPRL2 L105P also causes loss of GATOR1 function by preventing assembly with other GATOR1 components (DEPDC5 and NPRL3), resulting in the constitutive activation of mTORC1. Point mutations that prevent NPRL2 acetylation failed to induce mTORC1 activation following refeeding with amino acids. CONCLUSION: We show that the epilepsy-linked NPRL2 L105P mutant acts as an NPRL2 knockout phenotype and that certain NPRL2 residues are critical for GATOR1 activity modulation. We elucidate novel regulation of mTORC1 function through acetylation of NPRL2.

#09
Bloc 2

SCALING BANDIT ONLINE OPTIMIZATION OF SUPER-RESOLUTION OPTICAL MICROSCOPY FOR IMAGING OF NEURONAL STRUCTURES

MICHAUD GAGNON ALBERT1, Deschênes Andréanne1, Durand Audrey2,3, Lavoie-Cardinal Flavie1,4. 1CERVO Brain Research Centre; 2Département de génie électrique et de génie informatique, Faculté des sciences et de génie, Université Laval; 3Département d’informatique et de génie logiciel, Faculté des sciences et de génie, Université Laval; 4Département de psychiatrie et de neurosciences, faculté de médecine, Université Laval.


OBJECTIVE: In order to do quantitative analyses on very small neuronal structures, such as synaptic nanodomains, it is often necessary to use super-resolution (SR) microscopy techniques, which allow increased resolution, down to a few tenths of nanometers, compared to conventional confocal microscopy. SR microscopes are configured by several parameters that need to be tuned properly. This parameter adjustment task is not only typically long and tedious, but also requires a high level of expertise. It has been shown previously that various SR imaging modalities can be efficiently optimized in an online fashion using Thompson sampling (TS) with Gaussian process (GP) regression to model multiple objective functions. However, nonparametric regression such as GP requires a discretization of the input space, which is problematic for large input spaces (e.g. many parameters). The goal of this project is to scale the online optimization of various SR modalities to large and continuous parameter spaces. METHODS: A polynomial (parametric) regression model has been selected for the resolution, signal-to-noise ratio, and photobleaching objectives. The NSGA-II algorithm was used for generating a set of tradeoffs approximating the Pareto front to be presented to the user. In order to obtain a sufficient variety of solutions close to the preferences of the user in the objective space, a weighted preference method was adapted to the four objectives and more than one preferred region case. RESULTS: A set of interactive user interfaces and graphical representations of the parameter and objective spaces were developed to make this optimization approach accessible to microscopists and neurobiologists. Empirical experiments were conducted for a single color STED imaging task in a four objectives setting. Preliminary STED optimization results suggest that at least up to six parameters can be optimized simultaneously. Additionally, the concentration of tradeoffs in specific regions of the objective space makes the choices somewhat easier for the user. CONCLUSION: The resulting online optimization method allows the optimization of multiple  STED microscope parameters. The designed interface facilitates the visualization of the multidimensional space and allows experts to focus on the imaging task, making this machine learning-assisted SR method more accessible. In the future, this approach will be applied to multi-color STED imaging of live cultured neurons and brain slices.

#10
Bloc 1

Caractérisation synaptique dans des modèles de Parkinson et ALS pour détecter des signes précoces de neurodégénération.

BELLAVANCE, JEAN-MICHEL1, Beaupré, Frédéric1, Wiesner, Theresa1, Ferguson, Owen1, Gagné, Christian1,2, Sephton, Chantelle1,3 Lavoie-Cardinal, Flavie1,2,3 1 centre de recherche CERVO, 2 Département de génie électrique et de génie informatique de l'Université Laval, 3 Département de psychiatrie et de neurosciences de l'université Laval.


OBJECTIF

L’organisation et l'alignement à l'échelle nanoscopique des protéines synaptiques sont essentiels à la régulation de la transmission synaptique. Plusieurs études ont démontré que les atteintes synaptiques sont communes au développement de plusieurs maladies neurodégénératives. La dégénération est hétérogène au niveau de la population synaptique et dépend de la progression de la maladie. L' objectif de ce projet est de détecter des changements organisationnels précoces des protéines synaptiques dans des modèles de la maladie de Parkinson (MP) et de la sclérose latérale amyotrophique (SLA).

MÉTHODES

Nos modèles sont réalisés en réduisant l’expression de Fused in Sarcoma (FUS) pour la SLA et en surexprimant de l’α-synucléine (α-syn) pour la MP dans des cellules neuronales en culture. L’organisation nanométrique des synapses dans ces modèles est résolue par la microscopie de super-résolution par déplétion d'émission stimulée (STED). Les protéines synaptiques Bassoon et PSD-95 sont utilisées comme marqueurs des synapses fonctionnelles et des densité pré- et post-synaptique, respectivement. Les images sont analysées quantitativement avec l’algorithme SODA (Statistical Distance Object Analysis).  La méthode de réduction de dimensionnalité UMAP combinée à l’approche de classification hiérarchique des groupes de protéines synaptiques permet par la suite d'explorer la diversité de la population synaptique.

RÉSULTATS

La microscopie STED a pu être appliquée aux modèles de SLA et de MP pour caractériser l'organisation synaptique à différents stades de neurodégénération. Le niveau d'expression et la distribution des protéines FUS et α-syn à la synapse ont pu également être mesurés.  Plusieurs sous-types synaptiques ayant des caractéristiques morphologiques distinctes ont pu être identifiés en combinant les algorithmes SODA et UMAP. Ces sous-types serviront comme modèle des caractéristiques morphologiques typiques de protéines synaptiques provenant de modèles de la SLA et de la MP.

CONCLUSION

Ce système permettra de développer  des approches de détection d’anomalies provenant du domaine de l'astrophysique à l'identification de signes précoces de la neurodégénération. Les données en astrophysiques et en microscopie de super-résolution partagent des similarités frappantes, ce qui permettra de développer des algorithmes généralisant entre les deux domaines et de les appliquer à l'étude de la neurodégénérescence synaptique.

#10
Bloc 2

Transcriptional adaptations in the blood-brain barrier underlie pro-resilient effects of enriched environment and physical exercise against chronic stress

PATON, SAM 1,2 , Coulombe-Rozon, Francois 1,2 , Lebel, Manon 1,2 , & Menard, Caroline 1,2

1 Department of Psychiatry and Neuroscience, Laval University, Quebec, QC, Canada

2 CERVO Brain Research Center, Quebec, QC, Canada


OBJECTIVE - OBJECTIVE

Major depressive disorder (MDD) is a leading cause of disease worldwide. Chronic stress is a major risk factor for MDD which can damage the blood brain barrier (BBB), leading to infiltration of immune mediators to the brain and neurological deficits. In mice access to an enriched environment (EE) or physical exercise (PE) can promote resilience to stress, but the biological mechanisms underlying this positive effect remains unclear. We hypothesize that access to EE or PE could prevent stress-induced BBB damage by encouraging adaptations in the mouse neurovasculature promoting resilience to chronic stress.

METHODS - METHODS

Male mice were subject to ten days of chronic social defeat stress (CSDS), during which they had free access to a house, nesting material, and toy (EE) or running wheel (PE). On day 11 a social interaction (SI) test was performed to determine stress susceptible (SS) or resilient (RES) phenotype. Mice were sacrificed to collect brain punches from the nucleus accumbens (NAc) and prefrontal cortex (PFC) for gene expression analysis (qPCR). Results were compared to previous standard environment (SE) CSDS cohorts from our lab.  

RESULTS - RESULTS

Access to EE or PE during CSDS is associated with greater proportion of RES vs. SS mice than SE cohorts. Further, PE and EE positively modulate neurovascular transcription. Both conditions alleviate stress-induced downregulation of tight junction proteins crucial for BBB integrity observed in CSDS with SE. Additionally, stress elicits upregulation of endothelial marker Pecam-1 in the NAc of EE mice, and astrocyte marker Gfap in the NAc of PE mice, suggesting different mechanisms of action. EE was also associated with increased baseline expression of pro-inflammatory genes in the PFC, but not NAc, compared to SE.

CONCLUSION

EE and PE promote resilience to CSDS and positively modulate neurovascular transcription in response to stress. These results clarify environmental contributions to pathophysiology of depression and indicate directions for novel antidepressant therapies.

#11
Bloc 1

Annotation Cost-Sensitive Deep Active Learning with Limited Data

BERNATCHEZ RENAUD

Durand Audrey

Lavoie-Cardinal Flavie

Centre de recherche CERVO


OBJECTIVES

Deep learning methods are promising avenues for addressing imaging analysis challenges in neuroscience. However, the training of supervised deep learning models requires vast amounts of labeled training data. This can be problematic when the acquisition and labeling of data are costly. For example, for a segmentation task in neurophotonics, an expert must label complex structures on microscopy images of expensive biological samples. Active learning (AL) aims to alleviate this issue by reducing the required amount of data to label by selecting the most informative samples. However, many AL approaches assume a uniform labeling cost for all data points, which may result in selecting samples that would be costly to acquire in practice. In this work, we tackle the AL problem with non-uniform sample costs.

 

METHODS

We consider uncertainty-based AL, where samples to label are selected according to the uncertainty of the model. We use Monte Carlo (MC) Dropout to evaluate uncertainty by aggregating many stochastic outputs. First, we evaluate the performance of AL using different acquisition functions on the classification of the MNIST dataset using a convolutional neural network. Then, we combine the uncertainty measure with a simulated cost in order to allow a trade-off between model performance and annotation cost. Finally, we consider a situation where the cost is not known prior to labeling and is learned during the AL process. 

 

RESULTS

We confirm that AL reaches higher accuracy than random selection for the same amount of training data. We find that using the standard deviation of the MC samples performs best, reaching an accuracy of 90% using 60% of the amount of data normally required. Then, we show that we can combine uncertainty and annotation cost in order to create a desirable trade-off between classification accuracy and cost. Finally, we show that the cost of unlabeled data can be learned sufficiently to out-perform uniform cost selection.

 

CONCLUSION

Our proposed cost-sensitive AL workflow can help overcome the hurdles for deep learning-assisted analysis in neuroscience, such as the complexity of the data, its limited availability, and the difficulty of labeling images. Our method will be applied to the analysis of real neuroscience datasets, including super-resolution F-actin and synaptic protein images.

 

#11
Bloc 2

Modulation of innate immunity as a preventive treatment in Alzheimer’s Disease

PIEC PIERRE-ALEXANDRE, Pons Vincent, Préfontaine Paul, Rivest Serge.
 

Neuroscience Laboratory, CHU de Québec Research Center, Department of Molecular Medicine, Faculty of Medicine, Laval University, 2705 Laurier Boul., Québec, QC G1V 4G2, Canada;


Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disease characterized by the accumulation of amyloid beta (Aß) in the brain and within the blood vessels. The most common symptoms are short-term memory loss associated with a change in personality, neuroinflammation and blood brain barrier breakdown. In human and mouse, monocytes play an important role in AD, they are divided into 3 subpopulations, namely inflammatory/classical, intermediate and patrolling/non-classical distinguished by the expression of CD14, CD16 in human and Ly6C in mouse. Patrolling monocytes are of interest since they crawl along the blood vessels wall and are able to uptake amyloid and modulate the inflammation. Inflammatory monocyte is the main subpopulation found in AD, however, Muramyl dipeptide (MDP) can convert the latter into patrolling Ly6Clow. We hypothesized that an increased number of patrolling monocytes could decrease the Aß load in blood vessels and prevent amyloid accumulation in the brain via a well-known mechanism namely the sink effect. Objectif: Our study aims to modulate the innate immune system with MDP to delay or silence AD onset. Methods: We used the Alzheimer’s mouse model APPswe/PS1 and we induced and maintained a high level of patrolling monocytes by a weekly injection of MDP in 3-month-old mice for 3 months. We assessed the effect of MDP on cognition with NOR, quantified amyloid burden within the brain and vasculature using an unbiased stereological count and molecular changes at synapses and BBB level by Westernblot. To understand the molecular pathways triggered by MDP we did in vitro tests using PBMCs from mouse and Alzheimer’s patients. In parallel APP-CX3CR1/GFP mice were used in intravital 2-photon experiences. These mice helped us to demonstrate the conversion of monocytes and showed that patrolling monocytes are the main subpopulation in contact with Aβ and actively remove the latter form vessel. Results: We found that chronic MDP injections delay cognitive decline, decrease Aβ burden and protect the BBB. Furthermore, MDP seems to regulate the inflammation on Alzheimer’s blood in ex vivo assays. Conclusions: MDP is able to delay AD onset and can be considerate as a candidate for a treatment at early stage of the disease.

 

#12
Bloc 1

SLP-2 rescues motor dysfunctions and protects nigrostriatal dopaminergic neurons against neurodegeneration in a mouse model of Parkinson’s disease

BOLDUC CYRIL1, Lorente Picón Marina1, Laouafa Sofien3, Soliz Jorge3, Gentile Giovanna4, Paulina Castelo Rueda Maria4, Zanon Alessandra4, Pichler Irene4 & Lévesque Martin1,2

  1. CERVO Brain Research Center.
  2. Department of Psychiatry and neurosciences, Université Laval
  3. IUCPQ
  4. Eurac Research, Bolzano, Italy

There is still no cure for Parkinson’s disease (PD), and we desperately need treatment that addresses the cause of the disease and modifies its clinical course. One of the main histologic hallmarks of PD is the apparition of Lewy bodies. These structures are mainly composed of aggregated α-synuclein (α-syn), involved in toxic processes, leading to mitochondrial dysfunction and degeneration of dopaminergic (DA) neurons. Stomatin-like protein 2 (SLP-2) is a protein located in the inner mitochondrial membrane and acts as a scaffold protein regulating mitochondrial function, integrity and bioenergetic. Previous results from our team showed that SLP-2 protein expression is reduced in DA neurons of human PD post-mortem brains.

Objective: We aimed to test the hypothesis that targeted SLP-2 overexpression (OE) in the DA neurons of the substantia nigra pars compacta (SNpc) will confer protection against α-syn toxicity.

Methods: We unilaterally injected an AAV encoding a Cre-dependant human SLP-2 into the SNpc of DAT-Ires-Cre mice. Simultaneously, another AAV that overexpresses the human mutated A53T α-syn or control AAV was co-injected. We performed a motor assessment using the cylinder and pole tests 15-week post-injection. The following week, the mice were sacrificed, and DA neurons in the SNpc were quantified by stereology using TH and NeuN markers, whereas their axonal density in the striatum was measured using the signal intensity for TH immunofluorescence.

Results: Cylinder and pole tests revealed that targeted SLP-2 OE in the DA neurons of the SNpc rescued the motor deficits induced by α-syn toxicity by preventing DA denervation in the striatum and the loss of TH+ and NeuN+ cell bodies in the SNpc. Additional experiments using human iPSC-derived DA neurons further supported that this effect might be mediated through mitochondrial functional rescue.

Conclusion: Our results indicate that SLP-2 rescued motor defects and neurodegeneration of dopaminergic neurons against α-syn toxicity. SLP-2 could thus represent a novel neuroprotective treatment against synucleinopathies and Parkinson’s disease.

#12
Bloc 2

Déficits de production de phrases en contexte d’aphasie : efficacité des traitements et pistes d’intervention

POIRIER, SARAH-ÈVE (1, 2), Fossard, Marion (3) et Monetta, Laura (1, 2)

1) Département de réadaptation, Faculté de médecine, Université Laval, Québec; 2) Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et intégration sociale (CIRRIS), Québec; 3) Département des sciences du langage et de la communication, Institut des sciences logopédiques, Université De Neuchâtel, Neuchâtel, Suisse


Problématique. Véritable handicap « invisible », l’aphasie est présente chez le tiers des victimes d’accident vasculaire cérébral (AVC), entrainant des difficultés souvent sévères et durables pour l’intégration sociale et la qualité de vie. Les personnes aphasiques peuvent éprouver diverses problématiques associées à la communication, incluant des difficultés de production de phrases (DPP). À ce jour, différents traitements ont été développés pour intervenir auprès des patients ayant des DPP. Toutefois, leur efficacité n’a pas été mesurée de manière constante d’une étude à l’autre, ce qui rend difficile le choix de traitement pour les cliniciens. Objectifs. L’objectif de la présente étude était : (1) analyser l’efficacité des traitements existants – en termes d’amélioration des items entrainés, de généralisation à des items non entrainés, de transfert à d’autres contextes et de maintien des acquis dans le temps – et (2) développer et valider un traitement franco-québécois pour la rééducation des DPP chez les personnes aphasiques post-AVC. Méthodes. (1) Une revue systématique de la littérature a été menée dans trois bases de données : Pubmed, CINHAL et LLBA. La qualité méthodologique des articles a été évaluée. (2) Une étude de cas est réalisée afin de mesurer l’efficacité d’un traitement franco-québécois inspiré du Verb Network Strengthening Treatment et des Mapping Therapies. Résultats et conclusions. (1) Les résultats de la revue de la littérature montrent que les traitements existants permettent une amélioration de ce qui est travaillé et une généralisation à certains items non travaillé. Toutefois, des caractéristiques individuelles des participants (ex. : temps post-AVC, sévérité de l’aphasie) semblent avoir un grand impact sur l’efficacité des traitements. (2) Les résultats préliminaires de l’étude de cas et les pistes futures seront discutées.

 

#13
Bloc 1

L’importance de la barrière hémato-encéphalique et du noyau accumbens dans la dépression post-AVC

BOUCHARD JONATHAN, Dudek Katarzyna A., Lebel Manon, Ménard Caroline
Faculté de médecine, Université Laval, Québec (Canada); Centre de recherche CERVO, Québec (Canada)


33% des gens développent une dépression post-AVC. Les dommages cérébraux demeurent mal compris dans la pathophysiologie de ce trouble. Le dommage ischémique dû à un AVC altère fortement la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Cette barrière protège le cerveau en régulant les échanges entre le sang et celui-ci. De plus, nous avons récemment montré que l’apparition de symptômes dépressifs à la suite d’un stress chronique est accompagnée de l’altération de l’étanchéité de la BHE dans le noyau accumbens (NAc), une région du cerveau impliquée dans la régulation des émotions.

HYPOTHÈSE

Un AVC touchant majoritairement le NAc induit un phénotype dépressif et l’augmentation accrue de la perméabilité de la BHE qui suit l’AVC joue un rôle clé dans l’apparition de la dépression post-AVC.

OBJECTIFS

1) Évaluer si un AVC touchant majoritairement le NAc peut provoquer l’apparition de symptômes dépressifs. 2) Caractériser les changements morphologiques et moléculaires qui lui sont associés.

MÉTHODES

L’endothéline-1, un vasoconstricteur, est injecté directement dans le NAc de souris lors de chirurgies stéréotaxiques produisant une lésion ischémique. Le volume de la lésion est quantifié grâce à la coloration crésyl violet. L’expression de différentes protéines (NeuN – neurones, GFAP – astrocytes, Iba-1 – microglies) est mise en évidence grâce à l’immunofluorescence. Des tests comportementaux sont effectués pour déterminer si ce modèle induit des comportements dépressifs.

RÉSULTATS

La majorité (> 50%) du dommage cérébral est localisée dans le NAc. Le volume du dommage est maximal à 1 jour et diminue progressivement jusqu’à 2 semaines. L’immunofluorescence montre un modèle typique de lésion ischémique. Les résultats comportementaux préliminaires montrent des différences significatives à certains tests suggérant qu’une lésion ischémique touchant majoritairement le NAc contribue potentiellement à rendre les souris susceptibles au stress.

CONCLUSION

Le modèle d’ET-1 touchant majoritairement le NAc est possible (premier modèle de ce type chez la souris). Mon projet contribuera à l’acquisition de connaissances fondamentales concernant la dépression post-AVC, une condition clinique méconnue.

#13
Bloc 2

Stimulations magnétiques périphériques répétitives chez l’adulte avec paralysie cérébrale: une étude de cas

PROVENCHER JANIE, Beaulieu-Guay Éva Marion, Desbiens Loranger Sophy, Schneider Cyril; 

Laboratoire NovaStim, CR du CHU de Qc-CHUL - Axe neurosciences, Université Laval - Dépt.Réadaptation


OBJECTIF - OBJECTIVE

Les stimulations magnétiques périphériques répétitives (rPMS des muscles) sont non invasives et indolores. Leurs mécanismes d’action permettent d’influencer la plasticité cérébrale pour améliorer le contrôle des mouvements chez des enfants avec paralysie cérébrale (PC). Cependant, la littérature reste limitée quant à leurs effets chez des adultes avec PC. La présente étude de cas en PC a donc testé si les rPMS pouvaient encore influencer la plasticité cérébrale à l’âge adulte et améliorer la fonction motrice ainsi que la marche.

MÉTHODES - METHODS

Une femme de 30 ans avec PC mixte (suite hypoxie à la naissance) et marchant avec une aide technique (marchette) a participé à quatre séances de rPMS (une séance par semaine). Les rPMS ont été appliquées en bilatéral sur les muscles des jambes (tibial antérieur-TA, ischio-jambiers) et du tronc (transverse abdominal, multifides paravertébraux). Les données suivantes ont été collectés aux sessions 1 (ligne de base) et 4 (effets) et au suivi (40 jours plus tard) : contrôle sensorimoteur de la cheville (amplitude des mouvements, résistance des muscles à l'étirement), patron de marche (avec/sans marchette) et plasticité cérébrale (testée via stimulation magnétique transcrânienne de la représentation motrice corticale (M1) du TA).

RÉSULTATS - RESULTS

Les rPMS ont amélioré le contrôle de la cheville, avec baisse de la résistance des fléchisseurs plantaires à l'étirement et augmentation de l'amplitude de mouvement en dorsiflexion. Ces améliorations se sont maintenues au suivi. En parallèle, le fonctionnement du M1 controlatéral au muscle TA testé s’est amélioré (et le contrôle anormal par le M1 ipsilatéral s’est retiré) : augmentation de l’excitabilité et de la synchronisation corticospinales et réactivation des processus inhibiteurs impliqués dans la planification motrice. Le patron de marche s’est amélioré en conséquence.

CONCLUSION

Même à l’âge adulte, soit 30 ans après la lésion néonatale, les rPMS ont pu influencer la plasticité cérébrale et améliorer la motricité et la mobilité. Ces résultats originaux sont à reproduire et sont prometteurs pour toute personne adulte ayant eu un AVC périnatal.

#14
Bloc 2

Autobiographical Memory in Individuals who Lived Through the Rwandan Genocide

BLUMENTHAL ANNA, Allyson Bernier, An Mei Chouinard, Madeleine Caumartin-Muckle and Isabelle Blanchette


OBJECTIF - OBJECTIVE

Exposure to traumatic events and post-traumatic stress disoder (PTSD) have both been linked to overgeneral autobiographical memory. However, most of these studies have been conducted in the Western world, and often with combat veterans. Here, we explore the link between exposure to traumatic events, PTSD symptoms, and autobiographical memory in civilians who lived through the 1994 Genocide in Rwanda.

MÉTHODES - METHODS

Participants verbally shared their autobiographical memories, which were recorded and later translated and transcribed. Specifically, they were cued to describe a distinct memory related to the genocide, as well as an unrelated positive memory. Memory details were coded using the Autobiographical Interview Method (AIM) into internal or external details. Internal details are linked to specific episodic memory, and include things like time, place, sensory information, events, and thoughts and emotions. External details are considered characteristic of generalized memory, and include semantic knowledge and external events.

RÉSULTATS - RESULTS

We found that memories related to the Genocide were higher in internal than external details, while the opposite pattern was seen in positive memories. Further, trauma exposure and PTSD symptoms were associated with an increase in external details, but only for positive memories.

CONCLUSION

These results suggest that trauma exposure and PTSD symptoms are not associated with overgeneral memory across all types of memory in this unique population. 

#14
Bloc 1

Study of the KCC2 chloride transport in different neurodegenerative diseases.

BOURBONNAIS JULIEN, Keramidis Iason, Khademullah Sahara, Barbeau Annie, De Koninck Yves  & Godin Antoine 

 


OBJECTIF - OBJECTIVE

The intracellular chloride concentration in neurons plays an important role since it regulates the inhibitory response of the γ-aminobutyric acid type A (GABAA) receptor. In mature neurons, the KCC2 is the principal chloride co-transporter and has for principal function to maintain a low intracellular chloride concentration. This low chloride concentration allows an inhibitory response to GABA release. A loss of activity of the KCC2 already has been associated with many neurologic diseases like epilepsy, stress, anxiety, schizophrenia, and chronic pain. We have shown that KCC2 membrane expression was downregulated in neurons of the medial prefrontal cortex (mPFC) and hippocampus of Alzheimer (AD) mice and the motor cortex of ALS mice. This study as for objective to determine if the downregulation observed is also associated with a decrease of function. 

MÉTHODES - METHODS

We use fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) combined with a FRET-based chloride sensor to monitor intracellular chloride concentration. The fluorescence lifetime of a fluorophore donor will decrease when its energy is transferred (FRET) to an acceptor. The SuperClomeleon is a FRET-based chloride sensor composed of a mCerulean and a YFP chloride sensitive which is quenched by the binding of the chloride. We injected virus encoding the SuperClomeleon in the brains of mice (mPFC (4 months) and hippocampal (6 months) for AD study & the motor cortex (2 months) of ALS mice). We monitored the intracellular chloride in neurons while increasing the extracellular KCl concentration to reverse the direction of the transport of chloride by the KCC2 and induce activity. 

RÉSULTATS - RESULTS

The entry rate of chloride observed in neurons of AD mice was significantly diminished by ~20% in the mPFC and ~15% in the hippocampus. Similarly, a decrease in the rate of chloride entry by KCC2 was also observed in the ALS mice (~25%), which could be recovered by using a KCC2 enhancer (PCPZ).

CONCLUSION

These results indicate that KCC2 plays an important role in establishing neuronal homeostasis and that it is a promising pharmacological target that could be explored in various neurodegenerative diseases.

#15
Bloc 1

L’impact d’un test de mémoire de reconnaissance d’objet sur le système vasculaire du cerveau

CADORET, ALICE1, Laurence Dion-Albert1, Sarah Amrani, Manon Lebel1, Caroline Ménard1

1Centre de recherche CERVO, Université Laval, Québec (Canada)


OBJECTIF - OBJECTIVE

Des expériences liées aux émotions, positives comme négatives, altèrent la mémoire et ont un impact sur plusieurs régions du cerveau reliées à cette fonction cognitive. Le stress posttraumatique est un exemple d’émotions négatives très fortes affectant la mémoire par des flashbacks et souvenirs récurrents de traumatismes vécus. Les personnes atteintes du trouble de dépression majeur présentent également des difficultés de mémoire. La barrière hémato-encéphalique (blood brain barrier, ou BBB) subit des changements morphologiques et fonctionnels suite à différentes émotions, tel que le stress. Le lien entre la formation de la mémoire avec ou sans valence émotionnelle et l’intégrité de la BBB est peu connu puisque la plupart des études se penchent sur les fonctionnements neuronaux de l’acquisition de la mémoire. Pourtant, tant l’intégrité de la BBB que les capacités cognitives diminuent avec le vieillissement.

La présente étude s’intéresse aux effets d’une expérience de mémoire ayant une valence émotionnelle neutre sur l’organisation et l’intégrité de la BBB dans différentes régions du cerveau chez la souris.

MÉTHODES - METHODS

Le test de reconnaissance d’un nouvel objet (novel object recognition, ou NOR) constitue un test à impact émotif neutre qui évalue l’apprentissage et la mémoire. Nous avons réalisé ce test dans différentes conditions expérimentales (âge, manipulations) et le comportement des animaux a été évalué avec le programme d’analyse Ethovision. Les cerveaux ont ensuite été prélevés afin d’investiguer le changement d’expression de gènes liés aux cellules endothéliales constituant la BBB. Nous avons également mesuré les niveaux de corticostérone dans le sérum des souris afin d’évaluer le stress biologique en lien avec la performance induit par le test NOR. 

RÉSULTATS - RESULTS

Nos résultats démontrent que le comportement des animaux varie selon les différentes conditions expérimentales du test NOR, notamment en lien avec l’anxiété, soulignant l’importance de ces dernières. De plus, l’expression de certains gènes en lien avec l’intégrité de la BBB est modulée en fonction de la performance des souris au test NOR, et ce dans différentes régions du cerveau. Il est possible de visualiser les changements transcriptionnels au niveau protéique par immunofluorescence et microscopie.

CONCLUSION

Ces résultats suggèrent que la BBB est affectée lors d’un test de mémoire chez la souris même si celui-ci a un impact émotif neutre. Des expériences de mémoire avec valence émotionnelle positive (récompense) et négative (peur) seront réalisés afin de comparer les effets de ces dernières sur l’intégrité de la BBB.  

#15
Bloc 2

pySTED : a STED microscopy simulation tool for machine learning training

TURCOTTE BENOIT, centre de recherche cervo, Bilodeau Anthony, centre de recherche cervo, Lavoie-Cardinal Flavie, centre de recherche cervo & Durand Audrey, université laval


OBJECTIF - OBJECTIVE

While super-resolution microscopy techniques such as STimulated Emission Depletion (STED) allow us to resolve nanoscopic structures, they remain challenging to use for non-expert users due to the number of parameters to consider to obtain high quality images. There is a growing interest in applying machine learning (ML) methods to STED microscopy in order to assist microscopists during imaging. However, ML, and more specifically reinforcement learning (RL), approaches are still often data-hungry in training, leading to important biological sample waste. This calls for a way to train RL agents to tackle the application of dynamic STED imaging of neuronal nanostructures.

MÉTHODES - METHODS

We have developed a STED simulation tool (pySTED) that aims to realistically simulate confocal and STED image acquisition of samples through integration of fluorophore mechanics and photon emission simulation. The contributions of pySTED are two fold: i) it allows microscopists to observe the effects that parameter tuning has on the resulting image, and ii) it allows AI methods to be trained in simulation, reducing the requirements for real biological samples. We train RL agents with the goal of optimizing multiple imaging objectives, such as resolution, signal to noise ratio, photobleaching, and synaptic nanodomain (ND) resolvability. RL agents are trained by interacting with their environment (in this case the microscope), in a trial-and-error process, and gain a reward based on their ability to resolve NDs.

RÉSULTATS - RESULTS

The pySTED simulator can realistically simulate various environment dynamics, which is important to train robust RL agents. We used pySTED to simulate multiple situations of varying imaging conditions and fluorophore parameters. We then used the pySTED simulator to train an RL agent to resolve synaptic NDs in dendritic spines with optimal STED acquisition parameters. Our results show that RL agents can learn to optimally image and resolve synaptique NDs in simulated dendritic spines.

CONCLUSION

The pySTED simulator allows the development of RL algorithms that can be applied to the imaging of neuronal nanostructures. The next step will be to train agents to image dynamic miniature synaptic calcium transients, adding a temporal challenge to the problem. The final goal will be to deploy the resulting RL agents in order to resolve calcium NDs in living neurons.

#16
Bloc 1

ATLAS DU TRONC CÉRÉBRAL HUMAIN COMBINANT L’IMMUNOHISTOCHIMIE ET L’IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE: VERS UNE DESCRIPTION PRÉCISE DU NOYAU PÉDONCULOPONTIN CIBLÉ PAR STIMULATION CÉRÉBRALE PROFONDE

COULOMBE VINCENT1-2, Stephan Saikali3, Laurent Goetz4, Mohamad Ali Takech2, Éric Philippe2, André Parent1-2, Martin Parent1-2.

1 : Centre de recherche CERVO, Université Laval, Québec, Canada.

2 : Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Canada.

3 : Hôpital de l’Enfant-Jésus, Québec, Canada.

4 : Fondation Adolphe de Rothschild, France.


OBJECTIF - OBJECTIVE

Situé dans le tronc cérébral, le noyau pédonculopontin (PPN) suscite un grand intérêt, puisqu’il est impliqué dans diverses fonctions telles que la nociception et le sommeil. Étant également impliqué dans la locomotion, le PPN est souvent ciblé lors de stimulations cérébrales profondes (DBS) permettant de traiter le « freezing de la marche » dont souffrent plusieurs patients parkinsoniens. Les études sur la position exacte qu’occupe le PPN demeurent cependant contradictoires. Ce projet vise à produire un atlas détaillé du tronc cérébral humain afin de localiser précisément le PPN, ainsi que de caractériser la nature neurochimique des neurones qui le composent.

MÉTHODES - METHODS

Pour atteindre notre objectif, nous avons procédé à une acquisition IRM post-mortem d’un tronc cérébral humain suivie de marquages histologiques de sections parallèles au plan de la jonction ponto-mésencéphalique (JPM). Nous avons également réalisé des immunomarquages chez l’humain et le singe cynomolgus (Macaca fascicularis) pour la choline acétyltransférase (ChAT) ainsi que la nicotiamide adénine dinucléotide-diaphorase (Nadph-δ).

RÉSULTATS - RESULTS

Nos travaux ont permis la réalisation d’un atlas topographique du tronc cérébral humain dans le plan de la JPM composé de 45 planches anatomiques. Chaque planche est constituée de sections histologiques adjacentes marquées pour le Crésyl Violet et le Bleu de Luxol, aidant à respectivement à délimiter les noyaux et les faisceaux de fibres du tronc cérébral. Cet atlas ainsi que nos marquages contre la ChAT et la Nadph-δ nous ont permis de localiser précisément le PPN à la jonction ponto-mésencéphalique. Nos études stéréologiques nous ont conduit à estimer à 58 100 le nombre de neurones ChAT+ du PPN et du noyau latérodorsal tegmentaire (LDTg) humain contenus à l’intérieur d’un volume de 145 mm3 ainsi qu’à apprécier, suite à une reconstruction 3D, le degré de chevauchement entre le PPN, le LTDg, le locus coeruleus et la substance noire. Sur le plan neurochimique, contrairement à ce que l’on croyait, chez le singe, seulement 74% des neurones ChAT du PPN contiennent la Nadph-δ.

CONCLUSION

Dans l’ensemble, cette étude pourrait conduire à un meilleur positionnement des électrodes DBS, augmentant ainsi les bienfaits cliniques pour les parkinsoniens, tout en fournissant des données fondamentales, essentielles à une meilleure compréhension du rôle que joue le PPN.

#16
Bloc 2

Dérégulation de l’axe immun-métabolique en sclérose latérale amyotrophique : étude du rôle de soluble tumor necrosis factor receptor II et du CC-motif chemokine ligand 16

VÉZINA, ALEXANDRE (1,2), Picher-Martel, Vincent (1), Dupré, Nicolas (2), Kriz, Jasna (1)

  1. Département de psychiatrie et de neuroscience, Faculté de médecine, Centre de recherche CERVO , 2601 Chemin de la Canardière, Québec, QC, G1J 2G3, Canada
  2. CHU de Québec, Axe Neurosciences, HEJ, Université Laval, 1401 18e Rue, Québec, QC, G1J 1Z4, Canada

OBJECTIF - OBJECTIVE

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative mortelle caractérisée par une vitesse de progression hétérogène. Un mauvais pronostic serait potentiellement lié à un état hypermétabolique, c’est-à-dire à une dépense énergétique de repos supérieure à la population saine. 

L’hypothèse suggérée est qu’une dérégulation de l’immunité créerait un profil immun-métabolique unique aux patients atteints d’une SLA à progression rapide. Il en résulterait un déséquilibre énergétique par l’hyperactivation de la voie de l’AMP-activated protein kinase (AMPK) au sein des adipocytes. Cela entraînerait une réduction de la production de leptine et un hypermétabolisme. 

L’objectif principal est donc de décrire une signature moléculaire associée aux formes plus agressives de la SLA.

MÉTHODES - METHODS

Un modèle in vitro humanisé de l’hypermétabolisme en SLA a été élaboré à partir d’adipocytes. Une fois à maturité, ils ont été traités avec du plasma de patients contrôles et atteints d’une SLA à progression lente ou rapide. Divers traitements ont ensuite pu être effectués avant de récupérer le milieu de culture et de récolter les cellules. Grâce au human obesity cytokine array C1 (RayBio®), 62 cytokines et adipokines ont été évaluées et quantifiées. 

RÉSULTATS - RESULTS

Des résultats préliminaires prometteurs ont permis de noter des niveaux sériques diminués en leptine et augmentés en soluble tumor necrosis factor receptor II (sTNF-RII) et en CC-motif chemokine ligand 16 (CCL16) chez les patients à progression rapide. En in vitro, CCL16 n’a pas eu d’effet significatif sur la sécrétion de leptine par les adipocytes, tandis que sTNF-RII a bloqué la sécrétion de leptine et augmenté la production de AMPK phosphorylé. D’autres traitements avec ces protéines recombinantes, de façon séparée puis combinée, ainsi qu'avec leurs anticorps neutralisants, permettront de mieux cerner leur rôle dans l’axe immun-métabolique en SLA

CONCLUSION

Ces travaux constituent une des premières analyses du rôle de sTNF-RII et de CCL16 dans l’homéostasie métabolique en SLA. Ils démontrent une potentielle signature moléculaire propre aux patients SLA à progression rapide qui permettrait de prédire précocement le rythme d’évolution de la maladie. Au long cours, l’élaboration d’un modèle in vitro humanisé de l’hypermétabolisme en SLA à partir d’adipocytes humains pourrait mener au développement de nouveaux outils diagnostiques, pronostiques et thérapeutiques.

#17
Bloc 2

Normalisation du Buschke-12 items chez les Québécois francophones âgés de 50 ans et plus

LANDRY MARIANE1,2, Champagne Marie-Michèle2, Labrecque Charlotte2, Verreault Phylicia1,2, Macoir Joël1,3 et Hudon Carol1,2 

1Centre de recherche CERVO, Centre intégré universitaire de santé et de services sociaux de la Capitale-Nationale, Québec (QC), Canada
2École de psychologie, Faculté des sciences sociales, Université Laval, Québec (QC), Canada
3Département de réadaptation, Faculté de médecine, Université Laval, Québec (QC), Canada


OBJECTIF : 

Le Buschke-12 items est un test largement utilisé pour l’évaluation de la mémoire épisodique verbale chez les adultes et les personnes âgées. Cependant, il n’existe pas de données normatives pour ce test ajustées pour la population franco-québécoise. Cette étude visait à produire des données normatives pour le Bushke-12 items chez les Québécois francophones âgés de 50 ans et plus.  

MÉTHODES :

L’échantillon de normalisation était composé de 172 participants franco-québécois sains cognitivement, âgés entre 50 et 89 ans. L’influence de l’âge, du niveau de scolarité et du sexe sur les cinq scores au Buschke-12 items a été analysée. Basées sur la distribution des scores, les normes ont été développées sous forme de scores Z, d’équations de régression et de rangs centiles. 

RÉSULTATS :

L’âge, le niveau de scolarité et le sexe étaient associés à la performance au Buschke-12 items. Des équations pour le calcul de scores Z sont ont été produites pour les scores de rappel libre 1 et rappel libre essais 1 à 3. Des rangs centiles stratifiés pour l’âge ont été produits pour les scores de rappel libre différé, rappel total essais 1 à 3 et rappel total différé. 

CONCLUSION :

L’utilisation des données normatives produites par cette étude permettra aux cliniciens de détecter hâtivement les troubles cognitifs et ainsi, d’agir à titre préventif en offrant des moyens de compensation qui permettront d’améliorer la qualité de vie de la population âgée du Québec. 

#17
Bloc 1

Preventive strategies alleviate depressive-like behavior and improve intestinal barrier integrity

COULOMBE-ROZON, François1,2. Doney, Ellen1,2. Paton, Sam1,2. Dudek, Katarzyna1,2. Lebel, Manon1,2. Ménard, Caroline1,2.

1Department of Psychiatry and Neurosciences, Université Laval Québec, Canada; 2CERVO Brain research center, Québec, Canada.


OBJECTIF - OBJECTIVE

Chronic stress is a major contributor of major depressive disorder (MDD), a known risk factor of suicide, and the leading cause of disability worldwide. Throughout life, one in five individuals will be affected. Common antidepressants are only effective in 30 to 50% MDD individuals. This low remission rate suggest that neuron-based pharmacological treatments may benefit from novel therapeutic approaches targeting peripheral biological systems, such as the gut-brain axis, or could be potentiated by preventive strategies.

MÉTHODES - METHODS

To explore these hypotheses, we took advantage of the chronic social defeat stress (CSDS) paradigm, a mouse model of depression. For 10 days, male mice were subjected to a physical encounter with an agonistic aggressor and then left in sensory contact. Thereafter, tested animal went through a social interaction test to determine behavioral phenotypes, namely susceptibility or resilience to stress. Thus, this model allows us to explore stress-induced deleterious alterations but also beneficial biological adaptations. We introduced an enriched environment or physical exercise, two preventive strategies, to verify if it could promote stress resilience via changes in the gut barrier integrity. Intestinal tissue was collected for transcriptional analysis and morphological assessment of tight junction protein levels.

RÉSULTATS - RESULTS

Our results confirmed that introducing nesting material or a running wheel substantially increase the proportion of resilient mice. Interestingly, jejunal tight junction protein expression pattern in these populations of mice support positive molecular adaptations to chronic social stress exposure, suggesting that the gut barrier integrity could play an active role in stress responses at least in mice.

CONCLUSION

We identified changes specific to the mouse susceptible versus resilient phenotype in gut tight junction gene expression which could contribute to exacerbated circulating inflammation leading to maladaptive behaviors. In the next steps, we will investigate peripheral inflammatory cytokine profile and gut microbiota changes in each CSDS-preventive paradigm. Understanding the physiological role of intestinal barrier integrity in a preventive strategies setting will open new opportunities in the treatment of depression.

#18
Bloc 2

Theta-gamma phase amplitude coupling in human hippocampus supports auditory short-term memory retention.

BORDERIE ARTHUR (1, 2), Caclin A. (3), Tillmann B. (3), Albouy P. (1,2)
CERVO Brain Research Center (1), School of Psychology, Laval University, Québec, G1J 2G3 , Canada
International Laboratory for Brain (2), Music and Sound Research (BRAMS), CRBLM, Montreal, QC, H2V 2J2, Canada
Lyon Neuroscience Research Center (3), CNRS, UMR5292; INSERM, U1028; Lyon1 University, F-69000, France


Phase Amplitude Coupling between theta and gamma oscillations has been hypothesized to implement the retention of information during short-term memory [1]. However, the role of theta-gamma coupling in short-term memory functions, still needs to be confirmed. In this study, we investigated if auditory and hippocampal theta-gamma PAC supports WM information and its relation to participants’ performance.

Objective: We aimed to identify PAC markers that predict participants’ auditory WM performance. We aim to improve our understanding about the functional role of PAC during three well characterized stages of WM: 1) Encoding; 2) Maintenance, and 3) Retrieval [2] in primary auditory regions, hippocampus, and in the ventral auditory pathway.

Participants: We analyzed a large sample (16 drug-resistant epileptic subjects) of iEEG data recorded while patients volunteered to perform auditory WM tasks. The recordings were collected from left, right lateralized or bilateral implantations in the auditory cortex, hippocampus, and inferior frontal regions, as identified from pre- and post-implantation structural MRI.

Task: The tasks consisted of comparing sequences of piano tones presented in pairs. The memory load was manipulated (3, 6 items) as well as the duration of the silent retention period between the to-be-compared sequences (2, 4, 8 s).

Hypotheses: We hypothesize that theta-gamma coupling should increase with increasing memory load and increasing duration of the retention period. Moreover, we expect to observe PAC in auditory cortices during encoding of the sounds, and in hippocampal and inferior frontal regions during memory retention.

Results: Time frequency analyses during the encoding period of the task show that each tone was encoded by a transient gamma burst in the auditory cortex, while the entire sequence elicited sustained theta oscillations in the ventral auditory stream. During the retention period, theta-gamma PAC strength in auditory and hippocampal regions was correlated with the participants’ performance. Moreover, when looking at the statistical dependency between the occurrence of gamma burst as a function of the phase of the theta oscillation, we found that items were encoded in a sequential manner in the hippocampus for correct trials and in a random manner for incorrect trials.

Outcome: This study expands our knowledge about the functional role of brain oscillation as a biological mechanism for brain information processing and integration. Moreover, it clarifies the role of cross-frequency dynamics in working memory functions in humans [1].

 

#18
Bloc 1

Contrôle inhibiteur, densité de matière grise cérébrale et perte de poids suivant la chirurgie bariatrique

DAOUST JUSTINE1-2, Dadar Masha3, Caredda Chloé1-2, Pelletier Mélissa1, Iceta Sylvain1, Biertho Laurent1, Tchernof André1, Richard Denis1, Bégin Catherine4, Zeighami Yashar5, Michaud Andéranne1-2.

1Centre de recherche de l’IUCPQ-UL; 2École de nutrition, Université Laval; 3Département de radiologie et médecine nucléaire, Université Laval; 4Faculté des sciences sociales, Université Laval; 5Institut de neurologie de Montréal, Université McGill.


Objectif : L’obésité est associée à une atrophie de la matière grise (MG) cérébrale dans des régions impliquées dans le contrôle inhibiteur, dont le cortex orbitofrontal (OFC) et le cortex préfrontal ventromédian (vmPFC). Notre objectif est d’examiner le changement du contrôle inhibiteur post-chirurgie bariatrique et de déterminer les associations entre ce changement, les changements de densité de MG et la perte de poids.

Méthodes : Nous avons recruté 82 candidats à la chirurgie bariatrique (âge: 43,5±9,1 ans; IMC: 43,7±3,9 kg/m2) qui sont présentement suivis avant la chirurgie et 4, 12 et 24 mois post-chirurgie (n=82; n=66; n=44; n=29). À chaque session, les participants exécutent la tâche informatisée Stop Signal Reaction Time qui mesure la capacité d’inhiber un mouvement (SSRT). Un modèle linéaire à effets mixtes a été utilisé pour comparer les changements de perte de poids et du SSRT avant et après la chirurgie. La densité de MG des régions d’intérêt (OFC et vmPFC) a été quantifiée à partir des IRM anatomiques obtenues à chaque session.

Résultats : Les participants ont perdu en moyenne 22,4±4,0% de leur poids total à 4 mois, 35,5±7,7% à 12 mois et 33,7±7,8% à 24 mois. Bien qu’aucune différence significative ne soit observée pour les valeurs de SSRT dans le temps (p=0,641), une amélioration du contrôle inhibiteur (réduction du SSRT) est associée à une augmentation de la densité du vmPFC (r=-0,27, p=0,043) et de l’OFC (r=-0,31, p=0,019) 4 mois post-chirurgie. Aucune association n’est observée entre les changements de SSRT et la perte de poids.

Conclusion : Ces résultats préliminaires suggèrent qu’une augmentation de densité de MG dans des régions associées au contrôle cognitif et la prise de décision est associée à un meilleur contrôle inhibiteur 4 mois post-chirurgie. Lorsque nous aurons terminé tous les suivis, nous prévoyons examiner si le contrôle inhibiteur est un prédicteur de la perte de poids à 24 mois.

#19
Bloc 2

Determination of post-translational modifications of Fus promoting its association with polyribosomes.

Authors: Yousri Benchaar, Master’student, Cervo Brain Research Center, Université Laval.


 

Fused in sarcoma (Fus) is an RNA-binding protein that regulates RNA metabolism including alternative splicing, transcription, and RNA transportation. Its function will depend on its localization (nuclear/cytoplasmic localization). FUS is genetically and pathologically involved in frontotemporal lobar degeneration (FTLD)/amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Recent findings show that FUS activity is controlled by the activity of the mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway, the major signaling pathway that regulates mRNA translation. The pharmacological inhibition of mTOR kinase stimulates the association of FUS with polyribosomes, the molecular complex that translates mRNA into protein. The association of FUS with polyribosomes is made with stalled polyribosomes. Consistent with this effect, when  neuronal activity in primary neuron cultures is blocked, we can observed more co-localization of FUS with ribosomal subunits by super-resolution imaging. Based on our findings,  FUS activity is regulated by the mTOR pathway and that misregulation of FUS would negatively impact translation and neuronal function. We now investigate for post-translational modifications of FUS that promote its association with polyribosomes. Multiple post-translational modification (PTMs) have been identify in the protein sequence of FUS. Those PTMs have been shown to impact the localization of the protein and impact the formation of toxic aggregates that are characteristic in affected motor neurons.   Using commercially available antibodies towards FUS, we will immunoprecipitated (IP) and purify it from monosome and polysome fractions from primary cortical neurons. Polyribosomes will be isolated using a continuous sucrose gradient (15% - 45%) and a Brandel Density fractionation system. We will perform unbiased mass-spectrometry to identify sites of PTMs (methylation, phosphorylation, etc.). Also, we will perform RNA-seq for the identification of RNA targets that are differentially regulated by FUS.

The findings from my research will provide novel insights into the regulatory mechanisms that control FUS activity at polyribosome.

#19
Bloc 1

Circadian rhythm of tau phosphorylation and secretion is driven by body temperature

FEREYDOUNI-FOROUZANDEH Parissa, CANET Geoffrey, GUISLE Isabelle, LALIBERTÉ Francis, BOSCHER Emmanuelle, HÉBERT Sébastien S, PLANEL Emmanuel.


OBJECTIF - OBJECTIVE

Aggregates of hyperphosphorylated tau protein are a hallmark of Alzheimer’s disease (AD) and other tauopathies. Moreover, growing evidences suggest that tau spreading can occur via cell-to-cell transfer involving secretion and internalization of pathological forms of tau protein followed by misfolding of normal tau in recipient cells. Previously, we demonstrated that tau phosphorylation level is inversely correlated with body temperature. Cold exposure has been shown to increase tau phosphorylation whereas higher temperature was linked to a reduction of tau pathology. We thus aimed to determine whether tau phosphorylation and secretion are regulated by circadian rhythms, inherently linked to the sleep-wake cycle and body temperature variations.

MÉTHODES - METHODS

First, to answer these questions we analysed by Western blotting tau phosphorylation on relevant epitopes in the brains of awake and sleeping B6 mice, while recording their temperature. Second, we exposed neuronal cells to different physiological temperatures (from 35°C to 39°C) to assess both intracellular tau and tau-secreted species in the cell medium by ELISA and dot blotting.

RÉSULTATS - RESULTS

We found that tau phosphorylation undergoes sleep-driven circadian variations, as it is hyperphosphorylated during sleep, when body temperature is lower. Similar changes in tau phosphorylation were reproduced in neuronal cells exposed to temperatures recorded during the sleep–wake cycle. In addition, we observed that the secretion of tau is temperature-dependent, as higher temperature exposure increased total tau level in the extracellular medium. However, at higher temperatures, tau-secreted species are less phosphorylated on several epitopes. Finally, our results demonstrated that tau cleavage at D421 by caspase-3 regulates its secretion, since the level of extracellular tau was decreased when cells were treated with a selective caspase-3 inhibitor (zDEVD-FMK).

CONCLUSION

Taken together, these data suggest that tau phosphorylation and secretion follow a circadian rhythm driven mostly by body temperature and sleep. Since AD patients are prone to sleep disturbances and thermoregulation deficits, our study provides new outcomes on how tau pathology could spread and affect different brain regions.

#20
Bloc 2

Investigation optique des réseaux neuronaux du poisson-zèbre

LÉGARÉ, ANTOINE; Boily, Vincent; Boulay, Gabriel; Lemieux, Mado; Desrosiers, Patrick; De Koninck, Paul.

Centre de recherche CERVO


OBJECTIFS

L’influence des neuromodulateurs sur l’activité globale du cerveau demeure une question ouverte en neurosciences. Notre objectif est d'élucider leur rôle dans la modulation des états cérébraux spontanés observés chez le poisson-zèbre larvaire, ainsi que leur influence sur la variabilité des réponses neuronales et comportementales à des stimuli sensoriels.

MÉTHODES

Pour monitorer l'activité neuronale in vivo, nous utilisons des larves de poisson-zèbre provenant d'une lignée transgénique qui exprime un senseur calcique fluorescent dans le noyau de tous les neurones. Un microscope à balayage laser de type deux photons est utilisé pour mesurer l'activité neuronale dans un volume couvrant l'entièreté du cerveau. La tête du poisson est maintenue immobile dans l'agarose, tandis que les mouvements de la queue libérée sont filmés à l'aide d'une caméra haute vitesse. Différents stimuli visuels sont utilisés pendant l'imagerie afin d'induire des réponses neuronales et comportementales précises. Suite à l’imagerie, les poissons sont marqués par immunofluorescence afin de distinguer les neuromodulateurs d’intérêt, puis les images sont recalées numériquement sur les données obtenues in vivo. Un atlas du cerveau du poisson-zèbre est utilisé afin d'identifier les régions du cerveau ainsi que les connexions structurelles entre celles-ci.

RÉSULTATS

Les neurones répondant aux stimuli visuels répétés arborent différent profils de réponse pouvant être partitionnés en sous-groupes, dont un groupe de réponse constante et un groupe dont l'amplitude décroît au fil des répétitions, signifiant un mécanisme d'habituation. D'autres populations neuronales ont des réponses variables qui semblent être modulées par l'activité de neurones qui ne répondent pas directement à la stimulation. L'activité neuronale spontanée est analysée à l'aide d'outils de la théorie des réseaux complexes, ce qui nous permet d'observer une forte relation structure-fonction entre les réseaux fonctionnels mésoscopiques et le connectome structurel. De plus, les états cérébraux spontanés récurrents chez tous les individus ont une organisation spatiale qui reflète la structure modulaire du réseau structurel sous-jacent.

CONCLUSION

L'incorporation des neuromodulateurs aux méthodes actuelles permettra d'identifier les neurones qui semblent prédire l'amplitude des réponses sensorielles, ainsi que d'élucider les mécanismes qui gouvernent les transitions spontanées entre les états cérébraux globaux. 

 

#20
Bloc 1

Perspective du stress psychologique dans l’étiologie de l’apnée du sommeil

GAGNON, MARIANNE1,2, Fournier, Stéphanie 1, Marcouiller, François1, Joseph, Vincent1, Michael, Natalie Jane2 et Kinkead, Richard1.

1Département de pédiatrie, Centre de recherche de l'IUCPQ, Université Laval

2 Faculté de Pharmacie, Université Laval, Centre de recherche de l'IUCPQ.


OBJECTIF

L'apnée du sommeil (AS) est un trouble respiratoire multifactoriel qui semble être bien plus qu’un problème anatomique, toutefois ses origines restent peu connues. Le stress chronique induit de l’hypertension et de l’obésité, deux comorbidités fréquentes de l’AS, cependant ses effets sur l'homéostasie cardiorespiratoire sont peu étudiés. L’hypothèse proposée est que chez les rats mâles, l’isolement social (IS) induit une perturbation de la régulation respiratoire au cours du sommeil. Nous avons ensuite comme objectif d’identifier les mécanismes neurobiologiques sous-jacents. 

MÉTHODES

Les rats âgés de 8 semaines ont été soumis à 3 semaines d’IS (hébergement 1 par cage; n=13); les animaux témoins ont été logés en paires (n=12). Les apnées ont été quantifiées par pléthysmographie à corps entier, les mesures cardiovasculaires par pression du brassard de queue et la composition corporelle par résonance magnétique. À la fin du protocole, le sang a été prélevé par ponction cardiaque afin de mesurer le fonctionnement de l'axe neuroendocrinien par dosage immunologique multiplex. Le cerveau a été récolté pour un éventuel marquage par immunohistochimie (Fos-B) des circuits respiratoires.

RÉSULTATS

À la fin du protocole, les rats soumis à l’IS ont un indice d’apnée 27% supérieur aux témoins. Ils sont hypertendus (+15mmHg) et ont un gain de masse grasse et de fluides de, respectivement, 21,3% et 37,6% plus élevés que les témoins. Toutefois, la consommation alimentaire n’est pas différente. Les données préliminaires suggèrent que la corticostérone plasmatique est ~30% plus élevée chez les rats IS. Aucune donnée sur l’identification des structures neuronales n’a été recueillie à ce stade. 

CONCLUSION

Puisque l’isolement induit des troubles cardiorespiratoires significatifs et une perturbation métabolique en lien avec le phénotype observé chez l’humain, nous proposons que le stress psychologique est important dans l’étiologie de l’AS. Les prochains résultats nous permettront d’évaluer les mécanismes neurologiques affectant la fonction respiratoire activés par l’IS.

#21
Bloc 2

Effet d'une douleur expérimentale aigüe à la cheville sur le contrôle moteur du membre inférieur lors du Y-Balance test.

BERTRAND-CHARETTE, MICHAËL1,2; Roy, Jean-Sébastien1,2; Bouyer, Laurent J.1,2

1Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et intégration sociale (Cirris)

2Département de réadaptation, Faculté de médecine, Université Laval


OBJECTIF - OBJECTIVE

Le Star Excursion Balance Test et sa version courte, le Y-Balance test, sont deux tests valides et fidèles pour évaluer le contrôle du membre inférieur après une entorse de cheville ou chez les personnes souffrant d'instabilité chronique à la cheville. En présence d’une entorse de cheville, l'impact de la douleur aigüe sur le contrôle moteur du membre inférieur est inconnu et doit être mieux compris pour une interprétation précise de ces tests. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'effet de la douleur aigüe à la cheville sur la distance d'atteinte au Y-Balance test. 

MÉTHODES - METHODS

48 participants sans atteinte ont effectué le Y-Balance test à deux reprises. Après la première évaluation, ils ont été randomisés dans l'un des trois groupes expérimentaux : Contrôle (aucune stimulation), Sans douleur (stimulation non nociceptive) et Douleur (stimulation nociceptive). Des électrodes ont été placées sur la malléole latérale droite pour donner une stimulation électrique lors de la deuxième évaluation. Une ANOVA mixte a été utilisée pour comparer la distance d'atteinte entre les groupes/conditions et les évaluations.

RÉSULTATS - RESULTS

L'interaction groupe X temps était significative pour toutes les directions. En ce qui concerne les résultats des tests post-hoc, les directions antérieure (6,96 cm ; p<0,001), postéro-latérale (6,97 cm ; p<0,01) et postéro-médiale (6,17 cm ; p<0,002) ont montré une réduction significative de la distance d'atteinte par rapport aux valeurs de base uniquement pour le groupe Douleur. En ce qui concerne la direction antérieure, cette réduction était plus grande que le changement minimal détectable (6,46 cm).

CONCLUSION

La présence d'une douleur aigüe pendant le Y-Balance test peut affecter la performance au test et donc interférer avec le contrôle du membre inférieur du patient. La douleur doit donc être prise en compte lors de l'évaluation du contrôle du membre inférieur au Y-Balance Test.

#22
Bloc 2

Exploration of the red blood cells biomechanics with digital holographic microscopy: Towards a methodology to identify cellular phenotypes related to major psychiatric disorders

MATTAR SARA1, Giroux Jean-Xavier1, St-Amour Isabelle1, Maziade Michel1,2, Calon Frédéric2, Bélanger Erik1,3,4, Marquet Pierre1,2,3
1Centre de Recherche CERVO; 2Département de Psychiatrie et Neurosciences, Université Laval;3Centre d’Optique, Photonique et Laser, Université Laval;4Département de Physique, de Génie Physique et d’Optique, Université Laval


Major psychiatric diseases (MPDs) including schizophrenia (SZ), are diagnosed very late due to the lack of effective biomarkers. Post-mortem analyzes show that the lipid composition (LC) of neuronal membranes differs in people with SZ. This difference is also reflected in several types of cells, including red blood cells (RBCs). RBCs are known to exhibit spectacular biomechanical properties (BPs) resulting in unique deformability capacity and spontaneous membrane vibrations (MVs) at the nanoscale. It has been reported that the LC of the RBCs membranes affects these BPs. An accurate biomechanical characterization of RBCs could thus reveal MPDs-related phenotypes. Quantitative-phase digital holographic microscopy (QP-DHM), providing images with a nanometric axial sensitivity, represents a highly relevant technique to quantitatively study the RBCs biomechanic MVs.
As a first step to identify MPD-related RBCs phenotypes, we developed a methodology based on QP-DHM to characterize RBCs biomechanics from the dynamics of their MVs. Studies are conducted in different conditions known to specifically impact RBCs BPs. Concretely MVs and RBCs deformations are monitored in environments controlled for temperature, pH, O2 and CO2 partial pressures. We started a biomechanical study of RBCs obtained from mice subjected to a strict diet allowing a specific control of their membrane LC.
After eliminating several potential confounders that could influence the interpretation of our measurements, our preliminary results, obtained on samples of control subjects, show that the spontaneous vibrations of the membranes of the RBCs aren’t affected by the temperature, thus speaking for a non-thermal origin of the latter. Conversely, the morphology of the RBCs seems to be influenced by the temperature.
Aiming at identifying MPDs-related RBCs phenotypes, we will apply this methodology on our clinical data set composed of RBCs samples collected from patients suffering for MPDs.

 

#22
Bloc 1

Medial prefrontal gamma oscillations during wakefulness and sleep

BASHA DIELLOR, Sylvain Chauvette, Igor Timofeev


OBJECTIF - OBJECTIVE

The medial prefrontal cortex (mPFC) is an anatomical hub that integrates regularities from cortical and subcortical activity to mediate the planning and execution of behaviour. The exact neural dynamics that bring about the functional integration of information at the mPFC are still unclear. Gamma oscillations (30-55 Hz) provide a potential timing mechanism through which the mPFC network can transiently integrate its disparate neural associations into a coherent assembly. 

MÉTHODES - METHODS

Using in vivo local field potential (LFP) and single-unit recordings from head-restrained cats, here we show that mPFC wake activity is predominated by periodic bursts of gamma that recur with approximately 1 Hz regularity.

RÉSULTATS - RESULTS

The amplitude of gamma oscillations was highest in the mPFC compared to various cortical targets, including motor, somatosensory, auditory, and visual cortices. Furthermore, single-unit discharges of mPFC neurons were entrained by prefrontal gamma cycles although gamma bursts did not affect firing rate. Gamma power was significantly lower during non-rapid-eye movement sleep (NREM), where it was modulated by NREM events such as spindles and the slow oscillation and it had intermediate power during REM sleep. 

CONCLUSION

Our data suggest that gamma bursts provide recuring windows of temporal order within the medial prefrontal network, which can serve as potential substrates for the integrative functions of the mPFC during wakefulness.

#23
Bloc 2

Modulation of the biological activity of DKK1 decisively influences structural and functional neurovascular recovery after ischemic stroke.

MENET ROMAIN1,2, Bernard Maxime1,2, Lecordier Sarah1,2, Aldib Natija1,2 and ElAli Ayman1,2.

1Department of Psychiatry and Neuroscience, Faculty of Medicine, Université Laval; 2Research Center of CHU de Québec-Université Laval, Québec City, QC, Canada


BACKGROUND

Stroke constitutes a major cause of death and disability in adults in Canada, and occurs as a result of a sudden obstruction within a cerebral artery due to an embolus or thrombus. We have previously demonstrated that stroke stressors deregulates the canonical Wnt pathway, which plays key roles in regulating neurovascular functions. Interestingly, Dickkopf-1 (DKK1), a secreted inhibitor of the pathway, is induced after stroke in patients and animal models. Although DKK1 levels have been shown to increase, its implication in stroke pathobiology and therapy remains unknown.

OBJECTIVES

We postulate that DKK1 increased expression impairs structural and functional brain recovery after stroke. To test this hypothesis, our project aims to develop the following specific objectives: 1) investigating the impact of ectopic DKK1 induction in mice on brain functioning, 2) evaluating the consequences of temporal DKK1 induction (early and prolonged induction) in stroke pathobiology, and 3) assessing the potential of DKK1 neutralization on brain recovery after stroke.

METHODS AND RESULTS

For the first objective, using conditional transgenic mice in which DKK1 could be induced upon doxycycline administration (iDKK1), we found that DKK1 induction was sufficient to physiologically deactivate the canonical Wnt pathway in the brain, which was accompanied by a poor motor coordination in absence of macroscopic brain damage. For the second objective, we found that DKK1 induction prior to ischemic stroke, which was induced using middle cerebral artery occlusion (MCAo), worsened structural damage, impaired motor functions, as well as decreased overall survival rate. These changes were associated with an exacerbated neuronal degeneration by increasing FJB+ cell density, and an impaired neurogenesis by decreasing the levels of DCX+ cells in the SVZ and TUJ1+ cells in the perilesional and infarcted areas. Finally, DKK1 induction impaired angiogenesis and cerebral blood flow (CBF) regulation. For the third objective, we found out pharmacological neutralization of DKK1 after MCAo induction  using WAY262611 decreased structural brain damage and restored motor functions 1 week after stroke.  In addition, DKK1 inhibition decreased neuronal degeneration, and stimulated neurogenesis and angiogenesis 1 week after stroke. 

CONCLUSION

Our findings suggest that DKK1 induction is directly implicated in the poor diagnosis after stroke whereas DKK1 neutralization constitutes a very promising and safe therapeutic approach to stimulate brain structural and functional recovery after stroke. Importantly, DKK1 neutralization is now being assessed in various clinical trials for other medical conditions, thus increasing the translational potential of our findings.

 

#23
Bloc 1

Optogenetic-mediated spatiotemporal control of α-synuclein aggregation mimics Lewy body formation and triggers neurodegeneration

BERARD MORGAN [1,2], Sheta Razan [1,2], Malvaut Sarah [3,4], Rodriguez-Aller Raquel [1,2,3], Teixeira Maxime [1,2], Idi Walid [1,2], Turmel Roxanne [1,2], Alpaugh Melanie [1,4], Dubois Marilyn [1,2], Dahmene Manel [1,2], Sales Charleen [3,4], Lamontagne-Proulx Jérôme [1,5], St-Pierre Marie-Kim[1,2,9], Tavassoly Omid [6], Luo Wen [6], Qazi Raza [7], Jeong Jae-Woong [7,8], M. Durcan Thomas [6], Vallières Luc [1,2,], Tremblay Marie-Eve [1,2,9], Soulet Denis [1,5], Lévesque Martin [3,4], Cicchetti Francesca [1,4],. Fon Edward A [6], Saghatelyan Armen [3,4], Oueslati Abid [1,2]

 

Affiliations :

[1.] CHU de Quebec Research Center, Axe Neurosciences. [2.] Department of Molecular Medicine, Faculty of Medicine, Université Laval, Quebec City, Canada. [3.] CERVO Brain Research Centre. [4.] Department of Psychiatry and Neurosciences, Faculty of Medicine, Université Laval, Quebec City. [5.] Faculty of Pharmacy, Université Laval, Quebec City, Canada. [6.] McGill Parkinson Program and Neurodegenerative Diseases Group, Montreal Neurological Institute, McGill University, Montreal, Canada. [7.] Department of Electrical, Computer, and Energy Engineering, University of Colorado, Boulder, CO 80309, USA. [8.] School of Electrical Engineering Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon, 34141, Republic of Korea. [9.] Division of Medical Sciences, University of Victoria, Victoria, Canada.


α-synuclein (α-syn) aggregation into insoluble deposits, referred to as Lewy bodies (LBs) is the paramount pathological hallmark of Parkinson’s disease (PD) and related α-synucleinopathies. However, how these aggregates affect neuronal homeostasis leading to neurodegeneration remains elusive. This gap in knowledge is mainly due to the lack of proper cellular and animal models to undertake such investigations. AIMS: We have addressed this limitation by developing a light-inducible protein aggregation system (LIPA). This application is based on the use of a mutant form of the Arabidopsis thaliana photoreceptor cryptochrome 2 (CRY2), which when stimulated with blue light, mutant CRY2 undergoes rapid, reversible and robust protein clustering or aggregation. The use of this application allows for real-time induction of α-syn inclusions formation with remarkable spatial and temporal resolution in both cell culture and in vivo paradigms. METHODS: We used a gene therapy approach, based on the use of adeno-associated virus (AAV), to overexpress our LIPA system directly into the brains of naive mice. For the delivery of the blue light necessary for the induction of the aggregation and propagation of α-syn, we used implantable micro-devices developed by Amuza Inc. RESULTS: We report on the development of a light-inducible protein aggregation (LIPA) system that enables real-time induction of α-syn inclusion formation with remarkable spatial and temporal resolution in living cells. We demonstrate that LIPA-α-syn inclusions faithfully mimic key biochemical and ultrastructural features, as well as the seeding capacity of authentic LBs. In vivo, LIPA-α-syn aggregates compromised the nigrostriatal transmission, induced dopaminergic neuronal loss and PD-like behavioral impairment. CONCLUSION: Our system provides a novel, dependable and invaluable tool to generate, visualize and dissect the role of protein aggregates in PD and possibly other neurodegenerative disorders.

#24
Bloc 2

The Smart Vivarium: Implementation and validation

MONFARED MOHAMAD SADEGH

Eric Arsenault

Modesto Peralta

Benoit Gosselin

Benoit Labonte


Our capacity to consolidate the behavioral strategies to cope with stress are greatly influenced by social interactions. Similarly, chronic mice stress models in rich environments open a wide array of possibilities for the analysis of environmental and social factors using an automated assessment and tracking system. In a large group, mice are influenced by the stress put by other members of the group over time. An evolutive structure is formed by the social hierarchy in the group. For example, in this evolutionary structure, group members interact with each other in a rich and complex environment. They play and fight with each other to prove their dominance to the group. The behavioral ability that each mouse exhibits during daily life to control stress determines its status in the colony. The goal of this project is to develop an automated behavioral platform using machine-learning algorithms and fiducial markers to evaluate the behaviors resulting from daily life in male and female mice ethically. To achieve our goals, we have developed a smart vivarium of large dimensions (1m x1m) equipped with a high-quality camera including various enriching components such as beddings, food, nesting material, games and toys, bridges, and ropes for each group of male and female. We have controlled the behavioral characteristics of different groups up to a maximum of 10 mice for 6 weeks in the vivarium for both male and female groups in parallel and finally archive the corresponding data in the cloud. To that end, we created an extensive library of several thousand images of different mice to automatically detect individuals and identify group behavioral characteristics by tracking them through a hybrid machine system consisting of DeepLabCut with a new MiceTag algorithm. We identify the behaviors identified in sub-categories in behavioral modelings such as combatants, friendly interactions, and group formation, and validate the accuracy of this classification through manual codification. On average, every 2.4 frames the tags are identified in the light cycle and 4.1 in the dark cycle to boost significantly the accuracy of multiple animal tracking and identification by DeepLapCut up to 95% in detection periods.  

 

#24
Bloc 1

EXPLORATION DU POTENTIEL PRO-ANGIOGENIQUE DES PERICYTES DANS LA REPARATION DE L’UNITE NEUROVASCULAIRE SUITE AUX ACCIDENTS VASCULAIRES CEREBRAUX

BERNARD MAXIME, Menet Romain, Lecordier Sarah and ElAli Ayman *

Department of Psychiatry and Neuroscience, Faculty of Medicine, Neuroscience Axis, Centre de Recherche du CHU de Québec (CHUL), Université Laval


OBJECTIF - OBJECTIVE

L'accident vasculaire cérébral est l'une des principales causes de décès et de handicap dans le monde. Il a déjà été démontré que l'angiogenèse thérapeutique apporte des bénéfices thérapeutiques. Les péricytes sont des cellules murales spécialisées qui jouent un rôle clé dans la stabilisation de la vasculature et possèdent des propriétés plastiques. En raison de leurs propriétés angiogéniques et plastiques, les péricytes constituent une cible intéressante pour le développement de nouvelles interventions après un accident vasculaire cérébral. Nos résultats indiquent que le facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF-D) joue un rôle important dans la promotion de la fonction réactive des péricytes après un AVC chez la souris.  Nous supposons que le fait de cibler les péricytes pendant la phase subaiguë pourrait restaurer la barrière hémato-encéphalique et ainsi réduire les dommages associés à l'AVC. Les objectifs sont 1, cibler les péricytes par le PDGF-D pour améliorer l'approche de l'angiogenèse thérapeutique et 2, transplanter des péricytes, pendant la phase subaiguë, pour augmenter le nombre de péricytes afin de favoriser la restauration du tissu lésé.

MÉTHODES - METHODS

Des cellules primaires, « Human Brain Vascular Pericytes » sont utilisées dans le but de comprendre les mécanismes cellulaires mis en place après un AVC. Pour ce faire, une hypoxie est réalisée sur les cellules PDGFRβ+ afin de simuler les effets obtenus après un AVC. De plus, mon projet vise aussi à injecter du PDGF-D, in vivo, par voie intranasale, dans le but de favoriser l’angiogenèse après AVC. L'AVC est induit chez la souris via l'occlusion transitoire de l'artère cérébrale moyenne. Les déficits neurologiques sont ensuite examinés et des tests de comportements sont réalisés à différents temps. Des techniques moléculaires sont ensuite réalisées dans le but de voir l’effet du traitement sur le dommage associé à l’AVC.

RÉSULTATS - RESULTS

 Nos résultats indiquent que le PDGF-D joue un rôle important dans la récupération après un AVC. Nos résultats montrent une meilleure récupération motrice après un traitement par PDGF-D. Ces résultats sont corrélés à une diminution de l'atrophie cérébrale et à une diminution de la taille des lésions. Ces résultats sont associés à une augmentation de la densité vasculaire.

CONCLUSION

L'ensemble des résultats suggère donc que les péricytes constituent une cible intéressante pour le développement de nouvelles thérapies contre l'AVC.

#25
Bloc 2

Criterion validity of ActiGraph monitoring devices for step counting and distance measurement in adults and older adults: a systematic review

NGUELEU ARMELLE-MYRIANE, M.Sc.1, Corentin Barthod1, Krista L. Best, PhD.1,2, François Routhier, PhD.1,2, Martin Otis, PhD.3, Charles Sèbiyo Batcho, PhD1,2.


OBJECTIF - OBJECTIVE Wearable activity monitors such as ActiGraph monitoring devices are widely used, especially in research settings. Various research studies have assessed the criterion validity of ActiGraph devices for step counting and distance estimation in adults and older adults. Although several studies have used the ActiGraph devices as a reference system for activity monitoring, there is no summarized evidence of the psychometric properties. The main objective of this systematic review was to summarize evidence related to the criterion validity of ActiGraph monitoring devices for step counting and distance estimation in adults and/or older adults. 

 

MÉTHODES - METHODS Literature searches were conducted in six databases (Medline (OVID), Embase, IEEExplore, CINAHL, Engineering Village and Web of Science). Two reviewers independently conducted selection, a quality analysis of articles (using COSMIN and MacDermid’s grids) and data extraction.

 

RÉSULTATS - RESULTS This review included 21 studies involving 637 participants (age 30.3±7.5 years (for adults) and 82.7±3.3 years (for older adults)). Five ActiGraph devices (7164, GT1M, wGTX+, GT3X+/wGT3X+ and wGT3X-BT) were used to collect data at the hip, wrist and ankle to assess various walking and running speeds (ranging from 0.2 m/s to 4.44 m/s) over durations of 2 minutes to 3 days (13hrs30mins per day) for step counting and distance estimation. The ActiGraph GT3X+/wGT3X+ and wGT3X-BT had better criterion validity than the ActiGraph 7164, wGTX+ and GT1M according to walking and running speeds for step counting. Validity of ActiGraph wGT3X+ was good for distance estimation. 

 

CONCLUSION The ActiGraph wGT3X-BT and GT3X+/wGT3X+ have good criterion validity for step counting, under certain conditions related to walking speeds, positioning and data processing.

 

#25
Bloc 1

Transcriptional dissection of symptomatic profiles across the brain of men and women with MDD

MANSOURI SAMANEH, Chen Ting-Huei, Labonté Benoit

CERVO Brain Research Centre


OBJECTIVE- Major Depressive Disorder (MDD) is a leading cause of disability worldwide with poorly effective therapeutic strategies, mainly due to the clinical heterogeneity of the disease in men and women. Recent studies suggest that the expression of specific phenotypes could be associated with the activity of distinct transcriptional signatures in the brain. However, whether these signatures could be associated with the expression of specific symptomatic profiles in men and women with MDD is still unknown. In this study, we aimed to test whether transcriptional profiles are associated with the expression of symptomatic features in men and women with MDD.

METHODS- We used RNAseq data to map gene expression across six brain regions in men and women with MDD. We also gathered clinical information obtained from post-mortem psychological autopsies. We used weighted gene co-expression network analysis to create region- and sex-specific gene networks related to MDD. We combined this with conventional methods to provide a thorough description of transcriptional profiles associated with MDD. Finally, we found the association between transcriptional signatures and symptomatic profiles in men and women with MDD.

RESULTS- Our analysis identified a series of gene networks enriched for differentially expressed genes (DEGs) in men and women with MDD across all six brain regions. In spite of small overlaps in DEGs between men and women with MDD, further analyzes suggest this may be specific to the limbic and less to the cortical regions. Pairing networks with symptomatic profiles revealed several associations between region- and sex-specific networks and symptoms. For instance, our analysis identified Thistle3 as a female MDD specific network in the Nucleus Accumbens involved in axonal activities and associated with the expression of the “sleep disorder” symptom. This network is enriched with genes upregulated and associated with a gain of connectivity compared to female control and male MDD.

CONCLUSION- Our findings suggest that the expression of specific symptoms in men and women with MDD can be associated with the activity of sex-specific gene networks in distinct brain regions. This provides novel information on the molecular mechanisms that may underly the functional changes observed in the brain of men and women expressing distinct clinical manifestations of MDD.

#26
Bloc 2

Functional dysfunctions of the corticotegmental pathway in a mouse model of chronic stress.

PANCOTTI LUCA; Christophe Proulx; Benoit Labonté


OBJECTIF - OBJECTIVE

Several lines of evidence suggest that cortically driven dysregulation of subcortical circuits triggers depressive-like behaviours in humans and animals. Amongst these circuits, the medial prefrontal cortex (mPFC) sends dense projections to the nucleus accumbens (NAc) and the ventral tegmental area (VTA). Recent findings from our lab showed that chronic stress induces functional and morphological changes affecting the activity of the corticoaccumbal and corticotegmental pathways in a sex-dependent fashion. However, whether these pathway- and sex-specific functional changes result in durable  alterations in the VTA and the NAc of males and females remains unclear.

MÉTHODES - METHODS

Chronic variable stress (CVS) was used to produce a persistent depressive-like phenotype in males and females. We concentrated our investigation on the corticotegmental pathway. A trans-sectional viral strategy was used to expressed channelrhodopsin in the corticotegmental pathway and to label downstream neurons in the VTA. Optogenetic stimulation on live brain slices was used to activate the corticotegmental projections in both stressed males and females. Whole-cell patch-clamp experiments were performed to measure optogenetically-evoked responses (oEPSCs) in VTA neurons and detect pre-and post-synaptic modifications.

RÉSULTATS - RESULTS

21 days of CVS induced a strong depressive-like behavioural phenotype in both males and females. Our viral approach successfully allowed us to optogenetically stimulate cortical projections to the VTA. Analysis of the paired-pulse and AMPA/NMDA ratios from oEPSCs in VTA neurons suggests no effect of chronic stress on pre-and post-synaptic activity, respectively, in both males and females. However, our analysis suggests that chronic stress interferes with the potentiation of mPFC-VTA connections normally observed following repetitive stimulation in control mice, supporting either alterations of the intracellular signaling or an occlusion of such pathway  in both males and females after stress.

CONCLUSION

Our results suggest that CVS interferes with intrinsic plasticity mechanisms at mPFC-VTA synapses in males and females, without affecting unitary evoked responses. Understanding these effects will provide novel insights into the neuronal mechanisms underlying behavioral adaptations to chronic stress in males and females.

#26
Bloc 1

Sex-specific transcriptional signatures in corticoaccumbal and corticotegmental pathways in a chronic variable stress model of depression.

 

BITTAR THIBAULT P., Mansouri Samaneh, Chen Ting-Huei, Labonté Benoit

CERVO Brain Research Centre, Québec City, Canada

Department of Psychiatry and neurosciences, Laval University, Quebec, QC, Canada

 


Background. The medial prefrontal cortex (mPFC) is part of a complex circuit controlling stress responses through its projections to limbic structures including the nucleus accumbens (NAc) and ventral tegmental area (VTA). While the sex-specific transcriptional alterations in the mPFC have been characterized, the transcriptional signatures of its heterogeneous projections have not been studied yet and the behavioral impact of these changes is still unknown.

Methods. We used chronic variable stress (CVS) to induce depressive-like behaviors in male and female RiboTag mice before collecting the transcriptional material. We performed RNAseq to screen pathway-specific transcriptional profiles. We identified key regulators of sex-specific gene networks as mediators of stress susceptibility in male and female mice and confirmed their behavioral contribution through viral-mediated gene transfer combined with a detailed behavioral assessment of stress susceptibility.

Results. Using RNAseq, we identified the unique transcriptional signatures of the corticoaccumbal and corticotegmental pathways in stressed males and females. Our analysis revealed pathway-specific transcriptional alterations in males and females induced by CVS, with minimal overlap between differentially expressed genes (DEGs) in males and females. The viral-mediated gene expression modifications of some DEGs recapitulated the sex- and pathway-specific behavioral alterations observed after CVS, for instance, Xlr4b in males for both projections and Nrn1 in NAc-projecting mPFC neurons of both sexes.

Conclusion. Our results suggest that chronic stress impacts the corticoaccumbal and corticotegmental pathways differently through sex-specific transcriptional alterations in mPFC neurons. Modification of the expression pattern of key regulator genes is sufficient to recapitulate the behavioral alterations observed after CVS.

#27
Bloc 2

Exploring neurodifferentiation and maturation process of iPSCs derived from schizophrenia patients with multimodal optical microscopy

PATEL NIRAJ a,  St-Amour Isabelle a  Belanger Erik a , Maziade Michel a, b and Marquet Pierre a,b,c

aCentre de recherche CERVO sur le cerveau, CIUSSS de la Capitale-Nationale, Québec; b Département de psychiatrie et de neurosciences, Université Laval, Québec; c Centre d’optique, photonique et laser (COPL).


OBJECTIVE -

Schizophrenia (SZ) is a serious mental disorder characterized by hallucinations, delusions, and impaired cognitive behavior. However, substantial heterogeneity in the clinical phenotypes makes it complicated to diagnose and treatment of it. Its pathogenesis results from a complex interaction between genetic vulnerability and environmental factors, altering neuronal development. Several genes and proteins associated with neurite growth, neuronal migration, and synaptic development were found to be altered in SZ. However, the processes of neurodifferentiation and functional maturation of neuronal networks are still unexplored. Therefore, generating in vitro cortical neural cultures using induced pluripotent stem cells (iPSCs) from SZ patients and controls. Further, studying the maturation and organization of these neuronal networks with cutting-edge multimodal optical imaging tools will be helpful to get new insights into the pathogenesis of SZ.

METHODS -

The iPSCs lines were derived from the SZ patients and controls in collaboration with the iPSCs Québec Platform. The iPSCs were differentiated into neural progenitor cells (NPCs) and then into mixed cortical neural cells using commercially available protocol from Stemcell Technologies Inc. The characterization was performed by flow cytometry, immunostaining, western blot, patch-clamp techniques, and calcium imaging.

RESULTS - 

We have successfully standardized the mixed neural cortical culture from the controls to explore neurodifferentiation and maturation processes. We have used a multimodal approach combining quantitative phase digital holographic microscopy (QP-DHM) with fluorescence imaging to study the water and calcium movement during neuronal activity. QP-DHM is a high-resolution, non-invasive technique that assesses cell structure and dynamics with axial sensitivity at the nanoscale. Our preliminary molecular and functional study results explore the neuronal cortical network maturation process. Furthermore, we will specifically explore the development of excitatory activity mediated by the NMDA receptors within such iPSC-derived neural networks.

CONCLUSION

The new emerging multimodal imaging approach with human iPSCs disease models coming from deeply phenotyped patients holds great promise to identify cellular risk biomarkers for major neurodevelopmental disorders including schizophrenia.

#27
Bloc 1

STED Nanoscopy of Fixed and Living Neurons Using Generative Neural Networks

BOUCHARD CATHERINE, Theresa Wiesner, Andréanne Deschênes, Christian Gagné, Flavie Lavoie-Cardinal


OBJECTIVE

The nanostructure of neurons is studied through the use of super-resolution imaging systems, like STED nanoscopy, which enables surpassing the diffraction limit through the localized de-excitation of fluorescent proteins. This method of reaching sub-diffraction resolution comes at the cost of high light exposure which inevitably photobleaches the fluorophores after a few acquisitions. STED nanoscopy needs to be optimized to study dynamics over a long period of time, or at a sufficient frequency to visualize fast events. The project aims at the development of a deep generative model to assist the microscopist to extract super-resolved information from diffraction-limited confocal acquisitions, and subsequently to trigger the acquisition of a STED image at the moment of dynamical changes of the structure of interest.

 

METHODS

We developed a generative adversarial network that is optimized specifically to super-resolve biological structures, like axonal F-actin rings, dendritic F-actin filaments, and synaptic protein clusters, from an input confocal image. A model trained to super-resolve images of living cells is incorporated directly in the acquisition workflow of our confocal and STED microscope to assist the user and limit the number of STED acquisitions to the necessary regions and useful timepoints for the visualization of dendritic F-actin remodelling. 

 

RESULTS

Results on images of axonal F-actin rings first show the improvement brought by our model compared to methods developed for natural images. For images of dendritic F-actin in fixed cells, we demonstrate the reliability of the generated nanostructures to quantify the proportion of dendritic rings and fibers. We demonstrate that our method can alleviate the annotation burden by translating images of fixed cells into images of living cells, allowing us to reuse the segmentation labels from the fixed cells images. Finally, we show that the generator included in the acquisition process of the microscope can assist the user and limit the photobleaching effects without compromising on the knowledge gained from the images. 

 

CONCLUSION

The tools we’ve developed can be used for a variety of microscopes and biological contexts to guide the user. Our work demonstrates that deep learning models, carefully crafted to be compliant with the complexity of biology, have the potential to improve imaging systems beyond the limits imposed by physical constraints. 

 

#28
Bloc 2

Investigating the impact of ALS-FUS in mitochondrial health in a neuron-specific mouse model

PELAEZ-BRENES MARI CARMEN, Myriam Sevigny, Anais Audebrand, Yousri Benchaar, Pauline Gelon, Daniel Phaneuf, Jean-Pierre Julien, Paul Dutchak, Chantelle Sephton

CERVO Research Centre


INTRODUCTION. Mitochondria is an organelle that has multiple roles essential for neuronal function and survival. Mitochondrial alteration and dysfunction have been proposed as a common hallmark in several neurodegenerative diseases, and it is also present in amyotrophic lateral sclerosis (ALS). ALS is a multifactorial disease where alteration of several cellular processes may be present in the neurons, as well as in their neighbouring cell populations. ALS patients and some ALS animal models shows mitochondrial alterations in their brain, spinal cord, and muscles. Most of the ALS cases are sporadic, however mutations in fused in sarcoma (FUS) are causative of the disease. ALS/FUS mice models are characterized by motor dysfunction, a neuro-inflammatory profile, muscle denervation, and neuronal morphological alterations. In addition, it has been proposed that mitochondrial damage can lead to the activation of glial cells, which can contribute to neurodegeneration. In this study, we provide in vivo evidence of the impact of FUS in mitochondrial health and the protective effect of therapeutic approaches that inhibits the development of neuro-inflammation for this organelle.

METHODS. We generated a neuron-specific transgenic mouse expressing the ALS mutation R521G in FUS using the Cre recombinase approach (ALS/FUS). Mice were phenotypically characterised to determine the neuronal contribution of mutant FUS. Mitochondrial health and function were studied by immunolabelling, and the effect of an anti-inflammatory compound (IMS-088) on this organelle was analysed.

RESULTS. ALS/FUS mice present an early and persistent cognitive impairment and a progressive motor dysfunction. In parallel, they present muscular denervation, neuronal morphological alterations and neuroinflammation. A reduction in the number of neuronal mitochondria and their activity is observed, which is exacerbated under stress conditions. Treatment with IMS-088 was able to improve ALS/FUS mice phenotype, as well as partially rescue mitochondrial health.

CONCLUSION. The results provided in this study shows an ALS-FTD phenotype in a neuron-specific mouse model expressing the FUS-R521G mutation. FUSR521G mutant seems to have a negative effect in mitochondrial health which can have an impact in the mice phenotype. Moreover, pharmacological inhibition of the NfkB pathway by IMS-088 can have a potential therapeutic effect in ALS/FUS.

#28
Bloc 1

Développement d’un système de culture rotatif pour l’étude des anévrismes intracrâniens par génie tissulaire

BRODEUR, ALYSSA1,2; Winter, Alexandre 3; Roy, Vincent 1,2; Touzel-Deschênes, Lydia1,2; Ruel, Jean3 et Gros-Louis, François 1,2.

1 Département de chirurgie, Faculté de médecine, Université Laval, Québec, QC, Canada ; 
2 Axe Médecine régénératrice, Centre de recherche du CHU de Québec-Université Laval, Québec, QC, Canada ; 
3 Département de génie mécanique ; Faculté de sciences et génie, Université Laval, Québec, QC, Canada ; 


OBJECTIF - OBJECTIVE

Les anévrismes intracrâniens (AI) sont caractérisés par un ballonnement de la paroi des artères cérébrales, principalement aux embranchements du polygone de Willis. Le danger est retrouvé dans leur rupture et l’hémorragie méningée subséquente qui entraînent des conséquences graves chez les patients touchés, avec un taux de mortalité de 50 % et un taux de morbidité neurologique chez les survivants de 30 à 50 %. Notre objectif est d’étudier les AI par le biais d’un modèle de vaisseau sanguin de petit calibre reconstruit par le génie tissulaire (TEBV) complètement humain à géométrie d’embranchement.

MÉTHODES - METHODS

Le développement d’un processus de fabrication innovant (conception, production et tests in vitro) d’un système de culture rotatif (360°) permettra l’ensemencement uniforme des cellules sur un modèle de TEBV à géométrie complexe. Des mandrins en « Y » de polyéthylène téréphtalate glycol (PETG) et des cellules vasculaires humaines sont placés à l’intérieur de chambres d’ensemencement faites sur mesure. Cinq de ces chambres seront installées à l’intérieur d’une sphère à 37 °C pour une rotation sur plusieurs axes à l’aide de deux moteurs pendant 24 heures. Les mandrins seront conservés en culture cellulaire pendant 28 jours jusqu’à la formation d’un tissu.

RÉSULTATS - RESULTS

Des résultats préliminaires seront présentés concernant les paramètres utilisés (densité, vitesse) lors de l’ensemencement de fibroblastes sur des mandrins de PETG à l’aide du système de culture rotatif développée.

CONCLUSION

Ce système novateur ouvre la porte à la production de vaisseaux sanguins à géométrie complexe pour l’étude notamment des AI et autres maladies vasculaires. Une compréhension supérieure de la pathologie et des étapes précoces de la pathogenèse permettrait une meilleure évaluation des risques, une meilleure planification des interventions chirurgicales et possiblement au développement de nouveaux traitements.

#29
Bloc 1

Activation of neurotoxic reactive astrocytes by IL-1α drives the death of oligodendrocytes in the mouse spinal cord

CASTELLANOS-MOLINA ADRIAN, bretheau floriane, belanger dominic, lacroix steve

Axe Neurosciences du Centre de recherche du Centre hospitalier universitaire (CHU) de Québec–Université Laval et Département de médicine moléculaire de la Faculté de médecine de l’Université Laval


OBJECTIF - OBJECTIVE

Spinal cord injury (SCI) results in loss of communication between the brain and the extremities, thus resulting in loss of sensation and voluntary movements below the site of injury (e.g. quadriplegia, paraplegia). We recently discovered that a small protein named interleukin-1 alpha (IL-1α), normally involved in the regulation of inflammation following infection, is released by spinal cord-resident microglia almost immediately following injury. Our objective is the study of this protein in the spinal cord after inthrathecal administration

MÉTHODES - METHODS

To study the effect of IL-1α in a simplified in vivo model, we took advantage of the LysMeGFP reporter mouse line, which expresses green fluorescence protein in myeloid cells, as well as IL-1R1-restored (Il1r1r/r) mice, which exhibit an IL-1R1 knockout phenotype that can be reversed in a cell-specific manner by Cre-mediated recombination once crossed with mGfapCre or Cdh5CreER mice to restore IL-1R1 expression in astrocytes and endothelial cells (ECs), respectively. We injected recombinant mouse IL-1α (rmIL-1α) intra-cisterna magna (i.c.m) to these mice and examined CNS responses at different time points using in vivo videomicroscopy or immunofluorescence staining in post-mortem tissue sections.

RÉSULTATS - RESULTS

Injection of rmIL-1α to mice induced blood-spinal cord barrier disruption, infiltration of myeloid cells throughout the spinal cord and increased expression of the complement component 3 (C3) protein in astrocytes. Notably, IL-1R1 signalling in ECs was found to drive neutrophil infiltration, while oligodendrocyte cell death was induced through astrocytic IL-1R1. 

CONCLUSION

Il1α produce the infiltration of the neutrophils by the activation of IL-1R1 in endhotelial cells and the death of the oligodendrocytes byt the activation neurotoxic reavtive astrocytes. Thus, blockade of IL-1α could be a potential treatment to limit secondary degeneration after SCI.

#29
Bloc 2

Anti-TDP-43 effect in models of sporadic ALS induced by ALS-patients CSF infusion

POULIN-BRIÈRE AMÉLIE; Pozzi, Silvia; Julien, Jean-Pierre.


OBJECTIVE

Our objective is to test an immunotherapy based on full-length antibodies directed against RRM1 domain of TDP-43 on behavioural and pathological changes in a mice model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) induced by ALS patients CSF infusion.  

METHODS

Experiments were conducted on mice overexpressing human TDP-43WT (hTDP-43WT). At 8 months of age, mice received E6 antibody treatment intrathecally (IT; 25µg) twice a week for 21 days. At day 9, mini-osmotic pumps were implanted in left ventricle of mice for chronic infusion of ALS patients CSF. ALS-CSF was infused for 2 weeks, during which mice were submitted to motor (extension reflex, gait analysis) and cognitive (passive avoidance, novel object recognition and open field) tests. At the end of the 2 weeks, mice were sacrificed, and tissues (brain, spinal cord and gastrocnemius muscles) were collected. Pathological changes such as TDP-43 mislocalisation and aggregation, NfL disorganisation and neuroinflammation were studied with immunofluorescence and biochemical analysis on cortical tissue or lumbar spinal cord tissue.

RESULTS

Analysis of lumbar spinal cord revealed that E6 antibody increased nuclear/cytoplasmic ratio of TDP-43 and increased stride length compared with PBS treated mice. E6 treatment also partially rescued NfL downregulation and aggregation but increased microglial activation. No significant cognitive improvements have been detected. This observation could be explained by the fact that IT injections of the Ab fail to deliver the Ab to the brain.

CONCLUSION

In conclusion, E6 antibody treatment had beneficial effects on the pathology. It improved motor function and reduced TDP-43 proteinopathy and NfL disorganization induced by ALS-CSF. These studies will provide new insights on disease mechanisms for sALS and will serve to advance the development of new treatments to halt disease propagation.
As a future perspective we propose to test an alternative i.c.v. administration of the antibody, which will likely result in a wider distribution of the Ab in the brain and spinal cord. This could ameliorate the cognitive performances and pathological changes in the brain which will be monitored. Moreover, a control antibody group will be added to the experiments. As the previous treatment significantly improved stride length, different test to monitor motor functions will be performed.

#30
Bloc 1

Determine the impact of social stress on the expression of anxious-depressive-like behaviors

CHARRY-SANCHEZ JESUS DAVID , Arsenault Eric, Zhao Chenqi, Peralta Modesto, Labonté Benoit


OBJECTIF - OBJECTIVE. Environmental and social factors are major contributors of stress responses. Social interactions, either positive or negative, play an important role in the way we develop stress coping strategies. These interactions depend on the social status a person has in society. In the wild, mice establish dynamic social hierarchies within complex colonies, representing a good model to reproduce specific human conditions and to study the different biological, genetic, molecular, and functional mechanisms underlying stress susceptibility or resilience in males and females. Therefore, this project aims at defining biosignatures associated with social status and behavioral phenotypes in male mice living in a naturalized environment.

 

MÉTHODES - METHODS. Ten mice were placed in an environmentally enriched vivarium for 10 weeks in which each mouse was able to freely interact with each other. The tube test was performed to monitor hierarchy; blood and feces samples were taken to analyze biological data (FACS, cytokines, 16S sequencing). Biological samples and hierarchical status were assessed at the beginning, during, and after the 10 experimental weeks. Chronic social defeat stress was used in parallel as a well-known behavioral paradigm inducing depressive-like behaviors through social stress.

 

RÉSULTATS - RESULTS. Vivarium: we observed a stable hierarchical organization throughout the experimental duration. Interestingly, hierarchical status in the vivarium was associated with specific behavioral outputs. After the experimental 10 weeks, immune profiles vary according to social and emotional status.

CSDS: chronic social stress induced social withdrawal in 66% (susceptible) of our cohort, the remaining 33% (resilient) continuing to interact with social targets. Immune cellular populations and cytokines signatures showed specific effects in susceptible over resilient and control male mice.

 

CONCLUSION. Our results suggest that social stress induces dynamic variations in the proportion of immune cell populations that associate with social and emotional status in male mice. These biosignatures could serve as biomarkers for preventing and monitoring disease progression and predicting treatment response.

 

#30
Bloc 2

Augmentation de l’expression d’ACE2 dans le cerveau de personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer.

REVERET LOUISE 1,3, Leclerc Manon1,3, Émond Vincent3, Loiselle Andrée-Anne3, Bourassa Philippe1,3, Tremblay Cyntia3, Bennett David4, Hébert Sébastien2,3, and Calon Frédéric1,3

1. Faculté de pharmacie, Université Laval, Québec, Québec, Canada

2. Université Laval, Faculté de Médecine, Département de Psychiatrie et Neurosciences, Québec, QC, Canada.

3. Axe Neurosciences, Centre de recherche du CHU-Q (Pavillon CHUL), Québec, Québec, Canada

4. Rush Alzheimer’s Disease Center, Rush University Medical Center, Chicago, IL, USA

 


OBJECTIF - OBJECTIVE 

L’émergence du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est une cause majeure de décès, en particulier chez les personnes âgées. Cette population dans laquelle le déclin cognitif dû à la maladie d’Alzheimer (MA) est fréquent, est touchée de manière disproportionnée par la pandémie. En outre, des manifestations du système nerveux central (SNC) ont été rapportées chez un sous-ensemble important de patients infectés par le SRAS-CoV-2 mais la cause exacte reste inconnue. 

MÉTHODES - METHODS

Étant donné que le principal récepteur d’entrée utilisé par le SRAS-CoV-2 est l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), nous avons examiné si les niveaux protéique d’ACE2 et d’ARNm étaient modifiés dans des échantillons postmortem de cortex pariétal de deux cohortes différentes (n= 142).

RÉSULTATS - RESULTS

Les analyses ont révélé des concentrations plus importantes de protéine ACE2 et d’ARNm chez les personnes ayant reçu un diagnostic neuropathologique de MA, par rapport au groupe contrôle avec un âge équivalent. Les niveaux cérébraux d’ACE2 étaient inversement corrélés avec les scores cognitifs antemortem.  Nous avons constaté que la protéine ACE2 était fortement enrichie dans les microvaisseaux de souris par rapport au parenchyme cérébral, mais pas chez l’homme. La forme cytosolique d’ACE2 était fortement associé à la perte de péricytes.  Aucun changement significatif de la protéine ACE2 n’a été détecté dans le cortex pariétal à partir du modèle murin 3xTg-AD de la neuropathologie MA.

CONCLUSION

Nos données suggèrent qu'un diagnostic de MA est associé à des niveaux plus élevés d'ACE2 dans le cerveau, ce qui pourrait contribuer au risque plus élevé d'infection du SNC par le SRAS-CoV-2 chez les personnes atteintes de troubles cognitifs.

#31
Bloc 2

Light-inducible alpha-synuclein aggregation in the midbrain impairs nigrostriatal dopaminergic transmission

RODRIGUEZ-ALLER RAQUEL1,2,3, Malvaut Sarah3,4, Bérard Morgan1,2, Sheta Razan1,2, Saghatelyan Armen3,4, Oueslati Abid1,2

1CHU de Quebec Research Center, Axe Neurosciences. 2Department of Molecular Medicine, Faculty of medicine, Université Laval, Quebec City, Canada. 3CERVO Brain Research Centre. 4Department of Psychiatry and Neurosciences, Faculty of medicine, Université Laval, Quebec City.


OBJECTIF - OBJECTIVE

Parkinson’s disease (PD) is characterized by intracellular inclusions of misfolded alpha-synuclein (alpha-syn), known as Lewy bodies (LBs), and by the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta (SNc) that leads to dopamine (DA) depletion at the striatum. Recent studies have been proposed that the aggregation of alpha-syn can lead to synaptic dysfunction, representing an early event in the pathogenesis of PD. However, one of the main hurdles in studying the neurobiology of the disease is that, currently, there are no proper animal models that can reproduce all the characteristics of alpha-syn aggregation and LBs formation found in the brain of PD patients.

In this context, our laboratory has recently developed an in vitro and in vivo model of PD based on the optogenetics technology named LIPA (light-inducible protein aggregation) that controls the aggregation of alpha-syn under the control of blue light. We showed that LIPA mimics the histopathological characteristics of PD, and allow thus to study how the aggregation of alpha-syn in dopaminergic cells of SNc can cause a progressive disruption in the nigrostriatal pathway.

MÉTHODES - METHODS

To investigate the impact of LIPA-induced alpha-syn aggregation on the dopaminergic projections, we assessed the activity of striatal cells. Briefly, we implanted mini-endoscopes coupled with an optic fiber to induce alpha-syn aggregation in the SNc, and analyzed the neuronal activity using the calcium indicator GCaMP6s in the striatum of freely moving mice.

RÉSULTATS - RESULTS

Our results show a progressive decrease in the synchronized activity and frequency of striatal cells caused by the aggregation of alpha-syn.

CONCLUSION

Altogether, our data showed that the use of this new LIPA-alpha-syn system offer a unique tool to elucidate the morphological, and physiological changes occurring in the dopaminergic projections in the context of PD at early stages after alpha-syn aggregation.

#31
Bloc 1

Les vésicules extracellulaire dérivées de fibroblastes dermiques de patients SLA accélèrent la guérison de plaie in vitro

CLÉMENT VINCENT1,2, Vincent Roy1,2, Bastien Paré1,2, Lydia Touzel-Dêchenes2, Hélène Khuong2, Nicolas Dupré2 et François Gros-Louis1,2

1-Université Laval, 2- Centre de Recherche du CHU de Québec


OBJECTIF - OBJECTIVE

La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative causée par la mort des motoneurones qui mène à la paralysie et la mort des patients 2 à 5 ans après les premiers symptômes. Présentement, la SLA est diagnostiquée seulement après l’observation clinique de dommages irréversibles aux neurones moteurs associés à la maladie. Développer de nouvelles thérapies devient donc difficile, puisque la maladie est déjà bien avancée et difficile à traiter au moment du diagnostic. Lorsque Charcot a décrit la SLA pour la première fois, il a observé que les patients alités de développaient pas de plaies de lit, comme il est commun pour de tels patients de le faire. Depuis, d’autres observations ont été faites reliant le tissus nerveux et la peau de patients SLA. Il a été démontré qu’il est possible de détecter les agrégats cytoplasmiques de TDP-43 dans les peaux 3D reconstruites en laboratoire par génie tissulaire à partir de cellules de patients SLA, une signature pathologique normalement détectée dans le système nerveux centrale lors de l’autopsie. Les fibroblastes dermiques, contrairement au tissu neuronal, sont plus facilement disponibles et pourraient contenir un grand potentiel pour un diagnostic et pronostique à plus court terme. De façon intéressante, nous avons investigué les propriétés de migration, prolifération et de fermeture de plaie de fibroblastes dermiques primaires provenant de patients SLA.

MÉTHODES - METHODS

Nous avons cultivé les  fibroblastes dermiques en trois dimensions, une méthode communément utilisée pour produire des tissus auto assemblée par génie tissulaire, dépourvue de matériel exogène, se basant sur la supplémentation à long terme d’acide ascorbique dans le milieu de culture. Après en avoir extrait les exosomes, nous avons examiné et quantifié le contenu exosomal en plus d'effectuer des tests de migration cellulaire en comparant les patients SLA  là des patients sains.

RÉSULTATS - RESULTS

Nous présentons ici des évidences comme quoi les fibroblastes peuvent sécréter de grandes quantités d’exosomes contenant différentes protéines associées à la matrice extracellulaire (MEC). Nous avons aussi démontré que les exosomes dérivés de fibroblastes dermiques ont la capacité de voyager d’une cellule à l’autre, induisant la migration cellulaire et la guérison de plaie, de façon plus importante pour les exosomes SLA que contrôles.

CONCLUSION

Dans l’ensemble, ces résultats révèlent un nouveau mécanisme exosome-dépendant de déposition de la MEC et suggère que l’utilisation de culture de fibroblastes 3D pourrait servir d’approche innovatrice en médecine de précision pour étudier le rôle de protéines exosomales associés à la MEC dans la SLA. Des études plus approfondies sont nécessaires pour mieux comprendre le lien entre la SLA et la peau.

#32
Bloc 1

Dans quelles conditions neurologiques les difficultés à comprendre et à exprimer les émotions par la voix se présentent-elles ?

COULOMBE VALÉRIE 1, Joyal Marilyne 2, Martel-Sauvageau Vincent 1, Monetta Laura 1.

1 Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et intégration sociale (CIRRIS), Faculté de médecine Université Laval.

2 Centre de recherche CERVO. 

 


OBJECTIF: Pour comprendre les émotions des autres et exprimer les nôtres, nous utilisons la prosodie affective (c’est-à-dire l’intonation et le rythme de la parole). La compréhension et la production de la prosodie affective nécessitent de nombreuses habiletés, dont celles liées au langage et à la cognition sociale, et requièrent des interactions entre plusieurs régions corticales et sous-corticales des deux hémisphères. Par conséquent, l’intégrité des habiletés prosodiques affectives est très vulnérable aux lésions cérébrales et de nombreux troubles neurologiques sont susceptibles d’engendrer des déficits prosodiques affectifs. Cependant, les populations cliniques à risque de présenter des difficultés et leurs profils d’atteintes sont méconnus. 

Cette étude vise à résumer les conditions neurologiques pouvant conduire à des difficultés à comprendre ou à exprimer les émotions par la voix et à caractériser différents profils d’atteintes de la prosodie affective chez les adultes avec un trouble neurologique. 

MÉTHODES: Une recherche systématique a été menée dans 5 bases de données avec un devis d’examen de la portée suivant les lignes directrices PRISMA. 

RÉSULTATS: Parmi les 94 études analysées, les difficultés de prosodie affective ont été répertoriées dans 17 conditions neurologiques. Les conditions neurologiques à risque d’entrainer un trouble de la prosodie affective sont hétérogènes quant à leurs manifestations cliniques (p. ex., aphasie, troubles cognitifs et troubles moteurs) et leurs lésions cérébrales (d’origines subites ou progressives; pouvant affecter les régions corticales, sous-corticales, la matière blanche des deux hémisphères). De plus, les profils d’atteintes de la prosodie affective se distinguent entre les groupes cliniques en fonction des demandes associées à la tâche d’évaluation. 

CONCLUSION: Cet examen de la portée suggère que les troubles de la prosodie affective sont communs à divers groupes cliniques de la population adulte avec lésions cérébrales acquises et que les difficultés puissent résulter d’atteintes à différents systèmes impliqués dans le traitement de la prosodie affective. 

 

#32
Bloc 2

FUNCTIONAL CONTRIBUTION OF MIDBRAIN NUCLEI TO LOCOMOTOR RECOVERY AFTER SPINAL CORD INJURY

ROUSSEL MARIE, Maxime Lemieux, Narges Karimi, Quentin Bruxelles, Frédéric Bretzner.

Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval


OBJECTIF - OBJECTIVE

Electrical stimulation of the midbrain has been shown to improve locomotor recovery after spinal cord injury (SCI). Are part of this functional region: the cuneiform nucleus (CnF) and the pedunculopontine nucleus (PPN). We have recently shown that activation of glutamatergic CnF neurons initiates and accelerates locomotion, whereas glutamatergic and cholinergic PPN neurons decelerate and stop locomotion in the mouse. We hypothesized that these distinct neuronal populations contribute differently to locomotor recovery after SCI.

MÉTHODES - METHODS

Transgenic VGluT2-cre mice were injected with AAV to genetically ablate or photostimulate glutamatergic CnF or PPN neurons. Although mice dragged initially their ipsilesional hindlimb, they recovered locomotor functions by the 3rd week post-SCI.

RÉSULTATS - RESULTS

7 weeks post-SCI, genetic ablation of VGluT2+CnF neurons deteriorated motor functions during walking and swimming, whereas ablation of VGlut2+PPN neurons mildly impaired swimming. Short photostimulations of VGluT2+CnF or PPN neurons evoked phase-dependent electromyographic (EMGs) responses in hindlimb muscles during locomotion. Responses decreased at week 1 post-SCI but recovered by week 4 with locomotor recovery. Furthermore, long trains of photostimulations of VGlut2+CnF neurons improved and accelerated the locomotor pattern and rhythm, whereas VGlut2+PPN neurons failed to improve locomotor functions.

CONCLUSION

Although the PPN has been considered as a target in clinical settings, our study argues that glutamatergic neurons of the CnF will be a better neurological target to improve functional locomotor recovery in SCI patients.

#33
Bloc 2

Whole-brain morphometry in Canadian soldiers with posttraumatic stress disorder

ROY OLIVIER1; Levasseur-Moreau, Jean1; Renauld, Emmanuelle1; Hébert, Luc J.2; Leblond, Jean2; Bilodeau, Mathieu3; Fecteau, Shirley1.

1 CERVO Brain Research Centre

2 Centre Interdisciplinaire de Recherche en Réadaptation et Intégration Sociale (CIRRIS)

3 Department of Psychiatry and Neurosciences, Université Laval

 


OBJECTIVE: Patients with posttraumatic stress disorder (PTSD) display several structural brain differences when compared to healthy individuals. However, findings are particularly inconsistent for soldiers with PTSD. METHODS: Here, we characterized brain morphometry of 37 soldiers from the Canadian Armed Forces with adulthood war-related PTSD using structural magnetic resonance imaging. We assessed time since trauma, as well as PTSD, depressive and anxiety symptoms with the Modified PTSD Symptoms Scale, Beck Depression Inventory and Beck Anxiety Inventory, respectively. Whole-brain morphometry was extracted with FreeSurfer and compared with a validated normative database of more than 2700 healthy individuals. RESULTS: Volume and thickness from several regions differed from the norms. Frontal regions were smaller and thinner, particularly the superior and rostral middle frontal gyri. Further, smaller left rostral middle frontal gyrus, left pericalcarine cortex and right fusiform gyrus were associated with more recent trauma. All subcortical structures were bigger, except the hippocampus. CONCLUSION: These findings suggest a particular brain morphometric signature of PTSD in soldiers. Smaller and thinner frontal and larger subcortical regions support impaired top-down and/or down-regulation of emotional response in PTSD. Finally, the correlation of smaller frontal, temporal and occipital regions with more recent trauma might inform future therapeutic approaches.

#33
Bloc 1

L’innervation à sérotonine du noyau subthalamique chez le singe parkinsonien

DELMAS CONSTANTIN V.L. Delmas (1), Thérèse DiPaolo (2), Martin Parent (1)*

(1) Centre de recherche CERVO, Faculté de médecine, Département de Psychiatrie et de Neurosciences, Université Laval, Québec, QC, Canada

(2) Centre de recherche du CHU de Québec, Faculté de pharmacie, Université Laval, Québec, QC, Canada 


OBJECTIF - OBJECTIVE

La dégénérescence des neurones à dopamine qui caractérise la maladie de Parkinson conduit à l’activité dérégulée des neurones qui composent le noyau subthalamique (NST), une structure intégratrice centrale aux ganglions de la base. L’objectif de cette étude est de caractériser le réarrangement de l’innervation à sérotonine (5-HT) du NST susceptible de survenir dans la maladie de Parkinson et qui pourrait contribuer à cette activité dérégulée.

MÉTHODES - METHODS

Des sections prises à intervalle régulier à travers le NST ont été immunomarquées pour le transporteur membranaire de la 5-HT (SERT) afin de quantifier la densité de l’innervation 5-HT dans les territoires fonctionnels du NST. Les données obtenues à partir de singes cynomolgus (Macaca fascicularis) rendus parkinsoniens par injections systémiques de 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP) ont été comparées à des singes contrôles. 

RÉSULTATS - RESULTS

L’utilisation d’une approche stéréologique quantitative à échantillonnage non-biaisé démontre que, dans le groupe contrôle et MPTP, la densité des terminaisons (varicosités axonales) SERT+ est homogène entre les territoires fonctionnels du NST. Chez les singes parkinsoniens, la densité des varicosités SERT+ dans le STN est diminuée alors que la longueur d’axones demeure inchangée. 

CONCLUSION

Nos données indiquent une distribution homogène de l’innervation 5-HT entre les territoires fonctionnels du NST ainsi qu’une diminution significative du nombre de site de relâche de la 5-HT, sans réarrangement de l’arborisation axonale chez les singes parkinsoniens. Cette réorganisation pourrait représenter un mécanisme compensatoire visant normaliser l’activité des neurones du NST en condition parkinsonienne.

 

#34
Bloc 1

Development of a live-cell multi-modal microscopy and spectroscopy platform to study endogenous proteins in the tight and adherens junctions

DESCHÊNES, ANDRÉANNE1; LEBRUN, ALEXIS1,2; GIRARD, ANTOINE1; Gagnon, Philippe1; Paquet, Marie-Eve1; Boudreau, Denis2; Lavoie-Cardinal, Flavie1

1: CERVO Brain research Centre

2:Centre d'optique photonique et laser


OBJECTIVE

Increasing scientific evidence suggests that diet and lifestyle can impair the tight and adherens junction (TJ/AJ) structures involved in gut membrane permeability, to the extent that food or bacterial antigens can access the underlying immune system more freely. To study these processes, we will develop a live-cell multi-modal microscopy and spectroscopy platform. This will allow precise measurements of TJ/AJ protein dynamics at the nanoscale combined with label-free Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) & Raman imaging of paracellular molecules. 

METHODS

We are developing a multimodal microscope including five complementary modalities: 1)2-color parallelized REversible Switchable OpticaL Fluorescence Transitions microscopy (RESOLFT), 2)3-color Structured Illumination Microscopy, 3)Single Molecule Localisation Microscopy, 4)Parallelized Raman microscopy, and 5)Structured SERS microscopy. RESOLFT microscopy uses reversibly switchable fluorescent proteins (rsFPs) and can be parallelized to perform high-speed imaging with optimized resolution and contrast. In order to avoid artifacts resulting from overexpression, the proteins of the TJ and AJ will be labelled with rsFPs using CRISPR-Cas9 methods, allowing super-resolution imaging of endogenous protein organization. RESOLFT and 3D-SIM microscopy are combined, giving us the possibility to characterize cell membrane morphology and integrity simultaneously. We will also include SERS and parallelized Raman microscopy, label-free molecular identification techniques, to monitor the leaking of molecules through the TJ/AJ.

RESULTS 

We present the design and preliminary integration of different modalities to the multimodal imaging platform. Using plasmids that express fusion proteins with red and green rsFPs, we performed preliminary RESOLFT experiments to characterize the photophysical properties of the rsFPs. Concurrently, the label-free imaging modalities were characterized on a point-scanning Raman microscope to calibrate the experimental conditions to be used for the implementation of the parallelized acquisition schemes.

CONCLUSION

Once the microscopy platform is complete, it will be possible to simultaneously and in real-time; 1) locate specific TJ/AJ proteins along with cell morphology using RESOLFT and SIM and 2) monitor the components crossing the epithelial membrane using SERS microscopy. This platform will allow us to compare the structure and function of the TJ/AJ proteins in brain and gut tissues.

 

#34
Bloc 2

Chronic social defeat stress alters synaptic transmission at the lateral hypothalamic - dorsal raphe nucleus pathway

SADRETDINOVA RENATA, Ekaterina Martianova, Christophe D. Proulx


OBJECTIF - OBJECTIVE

Disturbance of the central serotonin system has long been thought of playing a leading role in major depressive disorder. The main serotonergic nucleus of the brain, the dorsal raphe nucleus (DRN), integrates inputs from multiple brain regions, a large fraction of which is coming from the lateral hypothalamic area (LHA). In this study, we have examined whether plasticity at the LHA-DRN pathway contributes to the development of depressive or resilient phenotypes in mice undergoing chronic social stress.

MÉTHODES - METHODS

To activate LHA terminals in DRN, an AAV-ChR2-YFP was injected in the LHA of 6 weeks old C57BL/6J male mice. Two weeks later, these mice were subjected to chronic social defeat stress (CSDS) protocol. 24-h after CSDS, mice were classified as either susceptible or resilient when evaluated in a social interaction test, and acute brain slices encompassing the DRN were prepared. During whole-cell patch-clamp recordings of DRN neurons, 5 ms blue light pulses were delivered to activate LHA axons terminals, and postsynaptic currents were measured to investigate pre- and postsynaptic plasticity.

RÉSULTATS - RESULTS

In resilient mice, we found a significant increase in paired-pulse ratio at GABAergic synapses, indicating the decreased GABA release probability. In susceptible mice, we measured an important trend toward a decrease in the AMPAr/NMDAr ratio, indicating synaptic depression at the LHA-DRN pathway caused by CSDS.

CONCLUSION

After CSDS, in susceptible animals, DRN 5-HT neurons receive decreased excitatory input from LHA, whereas in resilient animals DRN 5-HT neurons receive decreased inhibitory input. These results suggest that synaptic dysfunction at the LHA-DRN pathway may play an important role in the behavioral phenotype found in depression.

#35
Bloc 1

Résultats dans la vraie vie du passage d'une formulation injectable au mois vers une formulation injectable à action prolongée aux trois mois, Invéga TrinzaMD (étude SeASONS)

ESSIAMBRE ANNE-MARIE, Corbeil, O., Roy, A.A., Claveau, C., Chandrasena, R., Melun, J.P., Tibbo, P., Crocker, C., Thériault, C., Demers, M.F., & Roy, M.A.


OBJECTIF - OBJECTIVE

L’adhésion et la poursuite du traitement à long terme sont des objectifs critiques pour le rétablissement des patients, nécessitant des médicaments efficaces, bien tolérés et le soutien d’une équipe traitante. En 2016, une formulation injectable à action prolongée trimestrielle de palmitate de palipéridone (Invéga TrinzaMD) a été introduite comme un nouvel outil thérapeutique pour le traitement de la schizophrénie. Cette formulation peut favoriser la poursuite et l’engagement du traitement. Pourtant, l’évaluation des résultats cliniques des patients traités avec Invéga TrinzaMD dans des contextes de la vraie vie présentant des comorbidités et un profil clinique parfois plus complexe est justifiée. 

MÉTHODES - METHODS

Cette revue rétrospective des dossiers a examiné les premières utilisations d’Invéga TrinzaMD à travers le Canada depuis 2016. De larges critères d’inclusion/exclusion ont permis l’inclusion de patients généralement exclus des essais contrôlées randomisés. Le résultat principal était un composite incluant à la fois l’arrêt du traitement et la rechute psychotique.

RÉSULTATS - RESULTS

La population étudiée comprend 180 patients, majoritairement des hommes et caucasiens. À 12 mois, il y avait 38 évènements composites, dont 15 arrêts de traitement et 23 rechutes psychotiques. Pendant la période de suivi, il y a eu 71 évènements. Par rapport aux patients qui étaient encore sous Invéga TrinzaMD à la fin du suivi (n = 109), ceux qui ont rechuté (n = 52) présentaient plus fréquemment un trouble d’usage de substances. D’autres caractéristiques, telles que l’origine ethnique, la durée de la maladie psychotique, le diagnostic psychiatrique principal et la gravité de la psychopathologie, étaient similaires dans les deux groupes.

CONCLUSION

Ces résultats soulignent l’importance de reconnaître les écarts entre les patients inclus dans les essais contrôlés randomisés et ceux traités dans nos cliniques. Ils soulignent aussi la nécessité d’études plus naturalistiques pour éclairer le processus de prise de décision partagée.

#35
Bloc 2

Involvement of glutamate co-transmission by serotonin neurons of the dorsal raphe nucleus in the expression of L-Dopa-induced dyskinesia

SAIDI LYDIA, Proulx Christophe, Parent Martin


OBJECTIF - OBJECTIVE Parkinson’s disease is characterized by the progressive loss of midbrain dopaminergic neurons that innervate the striatum. The dopamine precursor L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-Dopa) is the most effective pharmacotherapy but its chronic use is hampered by adverse effects such as abnormal involuntary movements (AIMs), also termed L-Dopa-induced dyskinesia (LID). Recent studies have shown the crucial role of serotonin (5-HT) neurons in LID expression. Through this study, we specifically addressed the functional role of glutamate co-transmission by 5-HT neurons of the dorsal raphe nucleus (DRN) in the regulation of motor behavior and LID expression. MÉTHODES - METHODS We used CRIPSR-Cas9 technology and viral injections to knock-out or overexpress the atypical vesicular glutamate transporter 3 (VGluT3), specifically in 5-HT neurons of the DRN in adult mice. Two weeks later, these mice were injected with 6-OHDA in the medial forebrain bundle to selectively lesion dopaminergic axons, and then treated with L-Dopa to induce AIMs. RÉSULTATS - RESULTS Post-mortem analysis confirmed the depletion or overexpression of VGluT3 in AAV-infected 5-HT neurons of the DRN and the striatal dopamine denervation. After dopamine lesion and L-Dopa administration, VGluT3-depleted mice tend to show exacerbated AIMs caused by low dose L-Dopa (1 mg/kg) administration compared to controls and transgenic mice overexpressing VGluT3. CONCLUSION Glutamate that is co-released by 5-HT neurons of the DRN appears to be involved in the expression of LID.

#36
Bloc 1

Assessing mitochondrial health and morphology in Parkinson’s disease with super-resolution microscopy

FERGUSON OWEN, Julia Obergasteiger, Jean-Michel Bellavance, Martin Lévesque, Flavie Lavoie-Cardinal


OBJECTIF - OBJECTIVE

Mitochondria supply the majority of the energy required for metabolism in the brain, and it has become increasingly clear that mitochondrial dysfunction is implicated in Parkinson’s Disease (PD). In this project, we have two primary objectives: (1) observe mitochondrial interactions with other proteins at the nanoscale in order to understand the mechanisms of mitochondrial dysfunction in PD,  and (2) correlate mitochondrial health and morphology to determine whether or not dysfunctional mitochondria tend to have aberrant morphologies.

MÉTHODES - METHODS

We are using optical microscopy to observe mitochondrial interactions, function, and morphology in dopaminergic neurons (DAns). Importantly, these DAns are differentiated from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) that we obtained from a PD patient with a triplication of the SNCA locus (3x SNCA) along with an isogenic control. We used confocal microscopy to characterize mitochondrial health by observing functional markers that measure mitochondrial membrane potential and reactive oxygen species levels.  We characterize mitochondrial morphology with fixed cells by visualizing the mitochondrial outer membrane protein Tom20 with super-resolution STimulated Emission Depletion (STED) microscopy. In addition, we also use STED microscopy in live-cell imaging experiments with STED-compatible mitotracker dyes in order to visualize how mitochondrial dynamics differ between 3xSNCA and control groups.

RÉSULTATS - RESULTS

Preliminary results show that human 3x SNCA DAns have a reduced mitochondrial membrane potentials and higher levels of reactive oxygen species when compared to the isogenic control DAns. Furthermore, our super-resolution images show that the mitochondria in 3xSNCA DAns are smaller and more circular than those in the isogenic control DAns. These data suggest that the mitochondria in this in vitro model of 3xSNCA PD are more fragmented and less healthy than mitochondria in control DAns.

CONCLUSION

The characterization of mitochondrial health, interactions, and morphology in human DAns with super-resolution microscopy will help uncover the mechanisms of neuronal cell death in PD and elucidate the correlation between mitochondrial dysfunction and morphology. Concurrently, the data acquired here will be used to develop an analysis pipeline capable of characterizing cell health from mitochondrial images, and will allow us to conduct high-throughput super-resolution tests of novel neuroprotective treatments for PD.

#36
Bloc 2

Investigating the contribution of tau to Huntington’s disease pathology

SALEM SHIREEN1,2, Alpaugh Melanie1,2, Saint-Pierre Martine1, Melki Ronald3, Cicchetti Francesca1,2
1Centre de Recherche du CHU de Québec, Axe Neurosciences, Québec, QC, Canada; 2Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, QC, Canada; 3CEA, Institut François Jacob (MIRcen) and CNRS, Laboratory of Neurodegenerative Diseases, Fontenay-aux-Roses, France


Background: The tau protein, implicated in microtubule stabilization and axonal transport in physiological conditions, exists in six isoforms resulting of alternative splicing of the tau gene. In several conditions collectively referred to as tauopathies, tau becomes hyperphosphorylated and accumulates into various pathological forms. More recently it has been reported that the expression of tau isoforms containing 4 repeats is increased in patients with Huntington's disease (HD), suggesting that this disorder may be a secondary tauopathy. We hypothesize that the introduction of 3R or 4R tau to cell and animal models of HD leads to an exacerbation of intracellular huntingtin (HTT) aggregation with consequences on cellular and behavioral functions. 

Methods: Human synthetic recombinant tau (monomers and fibrils of 3R and 4R tau) are introduced to an HD neuronal cell line, StHdh cells containing 7 or 111 polyglutamine repeats, and various aspects of toxicity are assessed. The uptake of tau is observed by immunocytochemistry, metabolic activity using an MTT toxicity assay and HTT aggregation is measured by filter retardation assays. To evaluate the influence of tau on behavioral impairments, 3-month old wild-type and HD (zQ175) mice received intracerebral stereotaxic injections of tau forms. Several behavioral tests were performed at 2, 5, 7 and 9 months to assess cognitive, motor and anxiety-like measures. 

Results: Low dose tau fibrils significantly decrease the metabolic activity of healthy and HD StHdh cells while 3R forms of tau increase HTT aggregation in HD StHdhQ111 cells. In vivo, tau forms seem to precipitate the appearance of cognitive deficits in zQ175 mice in the novel object recognition test, and to aggravate motor functions in the narrow beam test.

Conclusion: Although preliminary, tau seems to alter cellular features associated to HD and to worsen behavioral phenotypes in mice. Ongoing experiments will allow us to link the cellular alterations to the behavioral aspects observed, shedding light on the role of tau in this disease.

#37
Bloc 2

NOVEL BIOMARKERS FOR THE IDENTIFICATION OF PRODROMAL PARKINSON'S DISEASE

SOTO LINAN VICTORIA, C. Gora., P. Ruzza, N. Dupré, F. Raymond, M. Hébert, and M. Lévesque

CERVO Brain Research Center, CHU-UL Research Center, ICB, CNR of Padova, Laval University Department of Psychiatry and Neurosciences


OBJECTIVE

Parkinson's Disease (PD) is correlated with the degeneration of nigral dopaminergic neurons and accumulation of toxic phosphorylated α-synuclein protein aggregates. With multifactorial causes and manifestations, present diagnostic methods identify PD only after the apparition of motor dysfunction, once the dopaminergic neurons are severely affected. Therefore, we undertake an interdisciplinary collaboration to test the electroretinography (ERG) and compositional changes in oral microbiota, which are non-invasive peripheral methods to measure central monoaminergic fluctuations indirectly.

METHODS

An inclusive model of PD, M83 homozygous transgenic mice overexpressing human A53T variant α-synuclein, progressively develops α-synuclein aggregate inclusions parallel to the motor phenotype. These M83 mice and their recommended B6C3F1/J controls undergo a 3-day battery of tests every 2 months for up to 10 months, i.e., motor abnormalities on the accelerating rotarod test, pole test, and an open-field test (n=16). We use the swab technique to sample the oral microbiome and Next-Generation Sequencing to analyze compositional changes. Finally, we measure retinal electrical function via modified ERG protocols and harvest tissue for histological analysis of central and retinal abnormalities. 

We likewise recruit patients with primary, familial, or sporadic PD of different duration, medication treatment, genders, and ages 40-75 years old (n=50). They attend a one-day visit layout with healthy participants to cover the ERG, unstimulated 3 mL saliva collection, oral bacteria Salivette swabs, and complementary pupillometry testing. 

RESULTS

Preliminary data from our PD mouse models revealed that ERG activity and oral microbiota composition are affected. Inner retinal functional changes arise along with α-synucleinopathy within interneurons. Bacteria families that show drastic changes have previous ties in microbiota studies of PD patients (i.e., ComamonadaceaeCarnobacteriaceae, and Propionibacteriaceae). In humans, the ERG also shows a divergence from healthy expectations. 

CONCLUSION

Both biomarkers can detect changes specific to PD model induction in mice. We expect to find similar ERG activity and oral microbiota composition changes in PD patients and control individuals. Although these biomarkers are not meant to be used for neuroprotection, early detection possible through them can provide a wider window for neuroprotective therapeutic intervention in the future. 

#37
Bloc 1

REGULATION OF THE AXONAL TRANSLATOME IN DOPAMINERGIC CIRCUITS DURING DEVELOPMENT.

GORA CHARLES (1,2), Metzakopian Emmanouil (3) & Lévesque Martin (1,2).

  1. Centre de recherche CERVO.  
  2. Département de psychiatrie et neurosciences, université Laval.
  3. UK Dementia Research Institute at the University of Cambridge.

OBJECTIVE

Midbrain dopaminergic neurons (mDA) play important roles in controlling a variety of brain functions, such as voluntary movement, attention, or motivation. An abnormal development of dopaminergic circuits can lead to different brain disorders, namely schizophrenia, attention deficit disorders and depression. Degeneration of mDA is also the leading cause of Parkinson’s disease. Dopaminergic neurons in the midbrain form a heterogeneous set of neurons that innervate different regions of the brain. The different functions of these neurons are served by specific axonal connections. However, the mechanisms regulating the precise organisation of these neuronal circuits remain very poorly understood. Recent discoveries have revealed that a large proportion of the proteins used for the navigation of developing axons are produced locally in axons. The messenger RNAs (mRNAs) encoding these proteins would be channelled specifically into the different branches of the developing neurons. This project aims to elucidate the cellular and molecular mechanisms regulating the development of dopaminergic circuits.

METHODS

To characterise the axonal translatome, we isolated the mRNAs in dopaminergic axons at different developmental ages and proceed to the analysis of mRNA content by sequencing. The second part of this project consist of studying the function of these newly identified guidance cues using gain and loss of function analyses in vitro and in vivo.

RESULTS

Our results obtained after mRNA sequencing performed on 1-day, 21-days and adult mouse brain revealed specific axonal mRNA content. We were able to distinguish the specific axonal translatome between the different mDA axon projections. Plxna4, Ephb1, Efna4 were specifically found in the axons innervating to the dorsal striatum. The specific functions of these axon guidance protein are currently studied to understand their contribution in the establishment of the dopaminergic circuits.

CONCLUSION

In addition to uncover for the first time the axonal translatome of the dopaminergic system, this project will help to better understand the development of the dopaminergic neurons. This study will also provide a useful resource for understanding changes involved in brain diseases and help improving cell replacement therapy for Parkinson’s disease.

#38
Bloc 2

Episodic-like memory related activity of hippocampal VIP interneurons in freely behaving mice

TAMBOLI SUHEL1,2, Dimitry Topolnik1,2, Alexandre Guet-McCreight3, Lisa Topolnik1,2

1Neuroscience Axis, CRCHUQ-CHUL; 2Dept. of Biochemistry, Microbiology and Bio-informatics, Université Laval; 3Krembil Centre for Neuroinformatics, University of Toronto


 

Objective - 

Most of the hippocampal vasoactive intestinal polypeptide (VIP) expressing interneurons (INs) specifically target inhibitory neurons, providing a disinhibitory mechanism for ungating the external inputs onto excitatory neurons. CA1 VIP INs have been shown to aid spatial learning and memory but their role in episodic memory is yet unknown.

Methods - 

To address this subject, first, we employed a series of behavioral paradigms to assess various aspects of episodic memory and a unified paradigm to examine What-Where-Which episodic-like memory. Second, we simultaneously performed in vivo calcium imaging of CA1 VIP INs activity in freely behaving mice using wireless fiber photometry.

Results - 

We found that VIP INs were routinely active in all memory tasks throughout the entire period of exploration and exhibited object-modulated activity. Further examination of VIP INs’ activity during various behavioral states revealed that calcium transients (CaTs) during rearing periods were higher compared to object explorations but lower than grooming periods. Additionally, grooming-associated CaTs showed distinct activity pattern and a robust correlation with the duration of grooming.

Conclusion - 

Taken together, these results indicate that VIP INs help to encode object features during episodic-like memory and certain aspects of behavioral states. Ongoing analysis of VIP INs’ activity and experiments using behavioral state-dependent optogenetic perturbations will help us better understand the contribution of disinhibitory interneurons in hippocampal memory processing.  

 

#38
Bloc 1

NEUROSTIMULATION NON INVASIVE DANS LA MALADIE DE PARKINSON : études chez le primate non humain et études cliniques

GOURIOU ESTELLE1,2,3, Di Paolo Thérèse2,4 et Schneider Cyril1,2,3,5

1 Laboratoire de Neurostimulation non-invasive NovaStim; 2 Centre de recherche du CHU de Québec, Université Laval, Axe Neurosciences;3 Faculté de Médecine, Université Laval; 4 Faculté de Pharmacie, Université Laval; 5 Dept de réhabilitation faculté de Médecine, Université Laval 


La maladie de Parkinson (MP) est en prévalence la seconde maladie neurodégénérative au monde. Le traitement pharmacologique de référence des symptômes moteurs (lenteur, tremblements au repos, perte d’initiation motrice, etc.) est la levodopa (L-Dopa orale). Or, la L-Dopa peut induire à long terme des mouvements involontaires invalidants : les dyskinésies ou LID (L-Dopa induced dyskinesia).

OBJECTIF - OBJECTIVE. La cause des LID serait l’hyperactivation du cortex moteur primaire (M1) avec fonctionnement erratique des récepteurs glutamatergiques de type NMDA. Ces LID se traitent alors par amantadine orale, antagoniste des récepteurs NMDA. Mais l’amantadine induit elle-même des effets secondaires très invalidants. Les approches non pharmacologiques et non invasives sont donc hautement considérées pour éviter les effets adverses du cocktail L-Dopa+Amantadine. 

MÉTHODES - METHODS. Le projet de doctorat étudie donc les approches de type stimulation transcranienne soit magnétique (rTMS) soit par courant direct (tDCS) et leurs effets sur la neuroplasticité, les LID et les symptômes moteurs chez le primate non-humain MPTP (volet pré-clinique) et chez les patients (volet clinique).

RÉSULTATS - RESULTS. Les études contribuent à l’avancement des connaissances en MP et LID et testent les impacts cliniques, notamment la baisse des LID et la réduction des doses d’amantadine requises et donc de ses effets secondaires au quotidien. Nos résultats pilotes montrent plus précisément que les rTMS ont permis (1) une réduction des LID sans détérioration de l’effet bénéfique de la L-Dopa chez le primate MPTP et (2) des améliorations motrices à long terme chez une personne avec MP.

CONCLUSION. Les études sont en cours et proposent une approche personnalisée en fonction du profil clinique propre à chaque personne, ce qui est une avancée significative pour la recherche clinique en maladies neurodégénératives.