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Patrick Gauthier, DR CNRS

Nom, prénom: GAUTHIER Patrick

Statut : DR2 CNRS

Email: patrick.gauthier@univ-amu.fr

Téléphone : 04 13 55 08 76

Directeur de Recherche chez National Center for Scientific Research, CNRS

GENERAL PRESENTATION

Patrick Gauthier is involved in strategies aimed to minimize the effect of cervical spinal cord injuries (SCI) and Cranial trauma (CT).

The main research activity in spinal cord trauma concerns the capacity of «repair strategies» (nerve bridging and cell transplantation) to reduce respiratory deficit induced by high cervical injury (section and contusion/compression). After complete cervical cord injury a diaphragm respiratory recovery was obtained after complete cervical cord injury using a nerve bridge between recurrent laryngeal nerve and distal part of the phrenic nerve (Gauthier et al., 2006). Research on the incidence of Cell transplantation (olfactory ensheathing cells, OEC) on spinal cord injury also lead to establish restoration of diaphragmatic activity after acute and chronic cervical spinal cord injury.

More recent investigations have focused on the field of neuronal plasticity after spinal trauma and in the field of neurogenesis and central cellular programs in relation to spinal trauma.

Since 2014, Patrick Gauthier is also involved in the design and test of sensori-motor training aimed at cognitive rehabilitation after cranial trauma in the context of a grant program on behalf of Béatrice Alescio-lautié (« ANR » SYNCHRO-TC).

Special thanks to DGA, DRET and IRME (Institut pour la Recherche sur la Moelle et L’Encéphale) for grants and support.


Thèmes de recherche

Mes recherches sur les traumatismes de la moelle épinière sont centrées sur la restauration de la fonction respiratoire après atteinte traumatique médullaire ainsi que sur la plasticité post-lésionnelle des réseaux respiratoires bulbaires et spinaux. Dans ce cadre, j’étudie l’incidence de stratégies à vocation réparatrice (pontage nerveux, thérapie cellulaire) après lésion spinale cervicale (section, contusion), avec des approches cellulaire, moléculaire et fonctionnelle.

En parallèle à cette activité au sein de l’équipe « Traitement sensoriel et neuroplasticité », j’ai amorcé dès 2014 une nouvelle orientation thématique en collaborant avec l’équipe « Corps et Cognition » (direction B. Alescio–Lautier), dans le cadre de l’effet de l’entrainement sur les performances cognitives et sensori-motrices de sujets « sains » ou ayant une pathologie (problématique B. Alescio–Lautier – C. Chambon). Ma participation consiste en la conception de protocoles d’entrainement et leur transcription en support films vidéos à vocation de « trainings psycho-sensori-moteurs» qui permettent de compléter efficacement l’arsenal de « training » déjà élaborés ou utilisés par cette équipe. A cette collaboration conceptuelle, s’ajoute aussi la prise en charge et la réalisation régulière de «séances» d’entrainement sur les sujets.


Recherches actuelles

Mes recherches actuelles sont liées au constat qu’outre l’incidence bénéfique d’une stratégie interventionniste spécifique, un entrainement cognitif personnalisé au patient peut jouer un rôle princeps dans la récupération post-lésionnelle, et ce, notamment dans le cas de trauma cérébral. Les études en cours portent sur la conception et l’utilisation de protocoles d’entrainement psycho-sensori-moteurs chez des patients ayant des déficits cognitifs et exécutifs, tels que ceux manifestés après un traumatisme crânien.

Ces protocoles consistent essentiellement en des tâches ludiques visant à stimuler la créativité adaptative, l’inventivité et la sortie de cadre en se basant en grande partie sur l’acquisition et la planification de séquences sensorimotrices ou la manipulation d’objets de la vie courante (cartes, dés etc..). Ces tâches visent à améliorer l’observation et la compréhension de procédures simples à complexes, l’identification d’une ou plusieurs erreurs introduites dans la procédure, la reproduction des procédures, l’invention d’une nouvelle erreur dans la procédure qui va impacter ou pas le résultat…La plus grande part de ces tâches sont présentées aux sujets sous forme de VIDEOS. La partie de la tâche qui demande au sujet d’agir (reproduction) ou de créer (invention) s’effectue de manière interactive sujet – chercheurs impliqués (B. Alescio–Lautier , C. Chambon ou moi-même). Nous testons actuellement ce type d’entraînement dans une étude de cas (un patient cérébro-lésé) ainsi que sur des sujets ayant eu un traumatisme cérébral (TC) dans le cadre d’un ANR (« ANR » SYNCHRO-TC ; Béatrice Alescio-lautié).

Avancées récentes :

  • La stratégie transplantation de cellules gliales olfactives nasales pour le rétablissement de l’autonomie respiratoire de patients tétraplégiques dépendant ventilatoires. Résultats : obtention d’une récupération respiratoire conséquente par thérapie cellulaire (transplantation de cellules gliales olfactives nasales) après trauma cervical sub-chronique mimant une lésion clinique (contusion) (Experimental Neurology, 2011, IF : 4,69). Cette étude renforce l’idée qu’une telle stratégie à visée réhabilitative, qui est partie constituante de récentes stratégies cliniques montrant une réhabilitation locomotrice après lésion spinale thoracique, pourrait entrer dans le cadre du rétablissement de l’autonomie respiratoire de patients tétraplégiques dépendant ventilatoires.
  • Existence d’une plasticité non négligeable des voies respiratoires spinales chez l’adulte après lésion cervicale haute. Experimental Neurology, 2012. (IF : 4,69)
  • Une lésion spinale cervicale affecte la neurogénèse au niveau du cerveau et active une voie de neuroprotection dans le bulbe rachidien au sein du tronc cérébral. Frontiers of Neuroscience, 2012. (IF : 3,65). Cette étude est la première démonstration de la vulnérabilité de la neurogénèse au niveau du tronc cérébral lors de lésion distale du SNC.
  • Des programmes cellulaires et moléculaires au niveau du cerveau bas (bulbe rachidien) contribuent à une restauration respiratoire partielle après lésion cervicale incomplète. Neurobiology of Disease, 2014. (IF : 5,07).

Les derniers travaux ont notamment permis d’éclaircir les conséquences cérébrales d’une lésion cervicale affectant la respiration. Ils montrent que la lésion spinale altère la neurogenèse adulte et le taux de la neurotrophine BDNF; et active une voie de neuroprotection (voie PI3K-Akt) qui participe à une récupération spontanée partielle de la respiration après lésion cervicale incomplète. D’un point de vue clinique, ces travaux indiquent qu’il est impératif de prendre aussi en considération les conséquences sus-lésionnelles des lésions spinales.

Travaux en cours de rédaction effectués dans le LNIA avec la participation d’autres membres du LNIA (C. Xerri et N. Baril, analyses IRM).

  • Récupération respiratoire post-traumatique après contusion cervicale haute et transplantation de cellules gliales olfactives : incidence de la pureté des transplants (Purified olfactory bulb derivated OEC transplantation is critical to induce respiratory recovery after high chronic cervical cord contusion, by J.C. Stamegna, S. Vinit, C. Xerri,, N. Baril, F. Féron, V. Matarazzo and P. Gauthier).

English version

  1. Cellular therapy for re-establishing respiratory autonomy especially in tetraplegic patients with impaired breathing movements. Respiratory recovery induced by cellular therapy after sub-chronic spinal cord contusion trauma (transplantation of nasal Olfactory Ensheathing cells). Experimental Neurology, 2011. (IF : 4,69). This study brings further evidence that such a repair cellular strategy, which is part of recent clinical strategies aimed at locomotor rehabilitation, could also have clinical application for re-establishing respiratory autonomy especially in tetraplegic patients with impaired breathing movements.
  2. Evidence of respiratory plasticity after chronic high cervical cord lateral section in adult rat. Experimental Neurology, 2012. (IF : 4,69)
  3. Forebrain neurogenesis is affected after high cervical cord injury. Frontiers of Neuroscience, 2012. (IF : 3,65). This study provides the first demonstration that forebrain neurogenesis is vulnerable to a distal spinal lesion
  4. Supraspinal cellular and molecular signals contribute to partial spontaneous respiratory recovery after incomplete cervical injury. Neurobiology of Disease, 2014. (IF : 5,07). These (3 and 4) studies show that it is imperative to also consider the brain supra-lesional consequences of spinal cord trauma.

 

Ongoing work with the participation of other members of the research unit (C. Xerri et N. Baril, MRI analyses).

  • Purified olfactory bulb derivated OEC transplantation is critical to induce respiratory recovery after high chronic cervical cord contusion, by J.C. Stamegna, S. Vinit, C. Xerri,, N. Baril, F. Féron, V. Matarazzo and P. Gauthier.

 

Major recent publications

Nasal olfactory transplantation promotes respiratory recovery in a subchronic rat model of cervical spinal cord contusion. 2011. Exp. Neurol., 229, 120–131. Stamegna J.C., Felix M.S., Peyronnet J., Rossi V., Féron F., Gauthier P. and Matarazzo V. (IF : 4,69)

Alteration of forebrain neurogenesis after cervical spinal cord injury in the adult rat. 2012. Front. Neurosci. 6:45. doi: 10.3389/fnins.2012.00045. Felix M-S, Popa N, Djelloul M, Boucraut J, Gauthier P, Bauer S and Matarazzo V.A. (IF : 3,65)

Extensive respiratory plasticity after cervical spinal cord injury in rats: axonal sprouting and rerouting of ventrolateral bulbospinal pathways. 2012. Exp. Neurol. 236, 88–102. Darlot F., Cayetanot F., Gauthier P., Matarazzo V., Kastner A. (IF : 4,69)

Activation of Akt/FKHR in the Medulla Oblongata Contributes to Spontaneous Respiratory Recovery after Incomplete Spinal Cord Injury in Adult Rats. 2014. Neurobiol. Dis., 69, 93-107.- Felix M-S, Bauer S, Darlot F., Muscatelli F, Kastner A, Gauthier P. and Matarazzo V.A. (IF : 5,07)

Corpus

Gauthier P. (2014). «  Dr Patrick Gauthier : bilan des recherches, réussites et perspectives ». La Lettre de l’IRME, Institut pour la Recherche sur la Moelle et l’Encéphale, n° 44, Septembre 2014, 18-24.

 

Academic appeal or reputation

1 – Invited Conference-International Congress

Gauthier P. (2011). « Réparation médullaire et cellules gliales olfactives ». 26 ème Congrès SOFMER (Société Française de médecine Physique et de Réadaptation), Session « lésions médullaires et maladies neurologiques : recherche fondamentale et réparation », 13-15 octobre, Nantes, France.

Gauthier P. (2011). Cervical High injury and respiratory diaphragm rehabilitation using post-traumatic nerve bridging: a clinical application for ventilatory dependant spinal cord injured patients? 8th International Symposium on Experimental Spinal Cord Repair and Regeneration. » Spine and spinal cord international week », may 9-14, Brescia, Italy.


2 –Public Invited Conferences

Gauthier P. (2016) « Télépathie : Mythe ou réalité ? Rôle des interfaces Homme-Machine ». Conférence donnée dans le cadre du Centre Varois de Conférences Internationales (CVCI), Espace Louvois, Toulon, le 18 mai 2016.

Gauthier P. (2013) ” Stratégies réparatrices après lésion de la moelle épinière : du mythe à la réalité “. Conférence-Débat dans le cadre des « Mardis Scientifiques du Pays d’Aubagne et de l’Etoile ». Théâtre Coemedia et Centre de Congrès AGORA, Aubagne, 15 octobre 2013.

Gauthier P. (2011). « Bilan des recherches sur les lésions de la moelle épinière et stratégies thérapeutiques ». Forum des associations du 15ème, Salle de conférence Mairie du XV, 31 rue Péclet, 75015 PARIS, 10 septembre 2011.

Gauthier P. (2010) : “Illusion in Perception and Neuroethics”, MacIntosh Lecture Theatre, McIntyre Medical Building, Mc Gill University, l3 avril 2010, Montreal, Quebec.

3 –Joint funding

  1. GAUTHIER – Grant responsibility
  • 2011-2012, 28 KE: «Lésion cervicale chronique et réhabilitation diaphragmatique après thérapie tissulaire différée ». Contrat de recherche avec l’IRME (Institut pour la Recherche sur la Moelle et l’Encéphale). Responsabilité scientifique : P. Gauthier, Participants : V. Matarazzo (MCU), J.C. Stamegna (ITA CNRS), J. Peyronnet (MCU), P. Sanchez (ingénieur CNRS), M.S. Felix (doctorante).

English version : 2011-2012, 28 KE: « Chronic cervical injury and diaphragmatic rehabilitation after delayed cellular therapy». Research Grant from IRME (Institut pour la Recherche sur la Moelle et l’Encéphale). Scientific responsibility : P. Gauthier, Participants : V. Matarazzo (University lecturer), J.C. Stamegna (CNRS technician), J. Peyronnet (University lecturer), P. Sanchez (CNRS engineer), M.S. Felix (PhD student).


4- Media valorization and Popular science – Published box in mediatic newspaper :

  • “Lève toi et remarche”. Science et Avenir, Santé, N°829, Mars 2016, 64-67. (Encadré Recherches P. Gauthier)
  • « Un chien paralytique remarche grâce à sa truffe ». Sciences et Avenir, Actualités Santé et Biologie, Neurologie, Janvier 2013, p28. (citation P. Gauthier)

  • 5- Scientific popularization
  • Gauthier P. (2014). « Récupération fonctionnelle d’un paraplégique : analyse et commentaires. La Lettre de l’IRME, Institut pour la Recherche sur la Moelle et l’Encéphale, n° 45, Décembre 2014, 5-12.
  • Gauthier P. (2013). La cicatrice gliale médullaire : un obstacle pour la récupération? La Lettre de l’IRME, Institut pour la Recherche sur la Moelle et l’Encéphale, n° 41, Pages 5-6.
  • Gauthier P. (2013). Et si les tétraplégiques dépendants ventilatoires pouvaient un jour respirer par eux-mêmes ? ADER Méditerranée, News Letter, Janvier 2013, 8-9.

. Gauthier P. (2012). Du fondamental à la clinique, la stratégie « pontage récurrent-phrénique ». La lettre de l’IRME, N° 39, octobre 2012, 2-3.


            6) Jury member (Master, Ph. D., Faculty Position)

– 2013. Membre de Jury de validation des acquis de l’expérience (VAE), Master 2 Neurosciences Moléculaires, cellulaires et fonctionnelles. Jeudi 7 novembre 2013, Faculté des Sciences St-Jérôme, Av. Esc.N. Niemen, 13397, Marseille cedex 20. PPSN-Service 351/352.

– 2012. Membre Jury de concours recrutement poste de Professeur Université (emploi N° 714). Université Montpellier 2, place Eugene bataillon, 34095 cedex 5, 10 mai 2012.

– 2012. Membre du Jury Thèse de Doctorat en Neurosciences de Marie-Solène Felix : « Lésion de la moelle épinière cervicale et stratégie réparatrice spinale »., soutenue le 5 novembre 2012 à l’INMED, Université Aix-Marseille, Marseille.

– 2011. Membre du Jury Thèse de Doctorat en Neurosciences de Nicolas Lonjon : « Mise au point d’une étude de greffe de cellules dans un modèle de lésion médullaire chez le rat : Chirurgie expérimentale et outils moléculaires », 14 février 2011, Faculté de Médecine, Montpellier.

Audio-visual programme :TV and Radio Interviews

  • 21-10-2014 : TV : JT 20H TF1, Interview dans le cadre de la récupération fonctionnelle d’un paraplégique après cocktail de stratégies réparatrices
  • 22-10-2014, 7H20 : Radio : Interview France Info, durée 8 min : Thème « stratégies réparatrices après lésion de la moelle épinière et avis sur la récupération fonctionnelle d’un paraplégique après cocktail de stratégies réparatrices»
  • 21-11-2012, TV : Infos nationales France 3, Interview dans le cadre de Récupération motrice après transplantation cellulaire olfactive
  • 20-11-2012, TV : Infos M6 national. Interview dans le cadre de la Transplantation de cellules nasales olfactives et réhabilitation motrice.

Follow-up of Master and Doctoral students

 Management of ongoing these : STAMEGNA J.C. Thèse en cours depuis 2013. Etude fonctionnelle de la transplantation de cellules Olfactives après traumatisme central. (Co-direction F. Roman et P. Gauthier).