Dissertations / Theses on the topic 'Dysfonction chronique de l'allogreffe'

La modulation du système endocannabinoïde, en particulier le blocage de son récepteur de type 1 (CB1R), pourrait être un outil thérapeutique dans la prise en charge de la maladie rénale chronique (MRC). Notre hypothèse principale était que CB1R favorise la fibrogenèse rénale, indépendamment de sa cause. Son blocage, génétique ou pharmacologique, pourrait protéger le rein contre la progression de la MRC. Nous avons étayé notre hypothèse par une triple approche : translationnelle, expérimentale chez la souris et in vitro avec des lignées de cellules épithéliales tubulaires proximales et de myofibroblastes. Dans une étude translationnelle chez l’homme, nous avons montré que l’expression de CB1R augmentait fortement au cours de la dysfonction chronique de l’allogreffe et était corrélée avec la fibrose interstitielle 3 mois après la greffe. In vitro, le blocage pharmacologique de CB1R réduisait la synthèse de collagène par les cellules épithéliales tubulaires. Dans un modèle expérimental murin de MRC après ischémie-reperfusion (I/R-CKD), le blocage génétique global ou pharmacologique de CB1R prévenait la MRC et réduisait significativement la fibrose interstitielle. In vitro, l’inhibition pharmacologique de CB1R réduisait la synthèse de collagène par les myofibroblastes. De façon inattendue, la délétion de CB1R restreinte aux cellules tubulaires rénales aggravait la MRC dans l’I/R-CKD. L’effet protecteur du blocage global de CB1R est donc probablement lié à un effet prépondérant sur les myofibroblastes. Ainsi, le blocage pharmacologique de CB1R pourrait constituer un nouvel outil dans la prise en charge thérapeutique de la MRC, indépendamment de son origine
Some studies suggest that the cannabinoid receptor type 1 (CB1R) inhibition could be a new therapeutic toolbox in chronic kidney disease (CKD), especially in metabolic nephropathies. We aimed that CB1R promotes renal fibrogenesis, regardless of its cause. Its inhibition, genetic or pharmacological, could protect the kidney against the progression of CKD. We supported our hypothesis by a threefold approach: translational, experimental in mice and in vitro with culture cells of proximal tubular epithelial cells and myofibroblasts. Whereas CB1R expression was low in normal kidney grafts, it was highly expressed during chronic allograft dysfunction, especially in tubular cells. CB1R expression significantly increased early on after transplantation and correlated with renal fibrosis at M3. In vitro, we found that rimonabant, a CB1R antagonist, blunted collagen synthesis by tubular cells. We performed an experimental mouse model of CKD induced by ischemia-reperfusion (I/R-CKD). In this model, the global genetic or pharmacological inhibition of CB1R prevented CKD and significantly reduced interstitial fibrosis. In vitro, pharmacological inhibition of CB1R reduced collagen synthesis by myofibroblasts. Unexpectedly, the deletion of CB1R restricted to renal tubular cells worsened CKD in I/R-CKD. The protective effect of the global inhibition of CB1R is therefore probably mediated by a predominant effect on myofibroblasts.Thus, we demonstrated that the pharmacological blockade of CB1R could be a new therapeutic toolbox in CKD, regardless of its origin

La LLC est une hémopathie très hétérogène et reste incurable. Les recherches biologiques ont identifié la taille moyenne des télomères (extrémités protectrices des chromosomes) comme un nouveau facteur pronostique (les cellules malignes de la forme grave de la maladie ont des télomères plus courts que celles de la forme indolente). En parallèle, il a été démontré au laboratoire que les cellules malignes de patients LLC peuvent être résistantes (LLC-R) ou sensibles (LLC-S), in vitro, à l’apoptose induite par les dommages de l’ADN (CDB). Cette différence semble être corrélée à leur sensibilité aux traitements de première ligne et elle est associée à une dérégulation du système de réparation non homologue de l’ADN (NHEJ). L’objectif de ce travail était de déterminer si la dysfonction télomérique est associée la résistance aux CDBs et de mieux caractériser cette dysfonction dans les cellules de LLC. Les résultats obtenus démontrent que la taille moyenne des télomères est plus courte dans les cellules LLC-R comparés aux LLC-S et que ce raccourcissement est associé à une structure télomérique altérée pouvant limiter l’action des systèmes d’élongation. Nous avons aussi mis en évidence que la présence de télomères courts dans les cellules LLC-R s’accompagne de i) un raccourcissement de la partie télomérique simple brin, ii) la reconnaissance des télomères courts par le système NHEJ et iii) d’une perte de signaux télomériques associée à des marqueurs de mauvais pronostic. Ces résultats suggèrent que la dysfonction télomérique est non seulement une caractéristique biologique de la forme grave de la LLC mais pourrait aussi être à l’origine de son évolution et/ou de son apparition
CLL is a highly heterogeneous disease and remains incurable. The biological researches have identified the mean telomere length (protective ends of chromosome) as a new prognostic factor because the malignant cells of the progressive form of the disease have shorter telomeres than the indolent form. In parallel it has been demonstrated in our lab that leukemic cells from CLL patients may be resistant (CLL-R) or sensitive (CLL-S) in vitro to DNA damage (DSB) induced apoptosis. This difference seems to be correlated with their sensitivity to first-line treatment and is associated with deregulation of the non homologous end-joining system (NHEJ). The objective of this study was to know if the telomeric dysfunction is associated to a resistance to DSB and to better caracterise this dysfunction in CLL cells. The results show that the mean telomere length is twofold shorter in the CLL-R as compared to CLL-S and that this shortening is associated with an altered telomere structure which may limit the action of elongation systems. We also demonstrated that the presence of short telomeres in CLL-R cells is accompanied by i) a shortening of the telomeric single-stranded portion, ii) telomeres recognition by factors implicated in DSB signalling and repair by the NHEJ system, and iii) a loss of telomeric sequences associated with chromosomal abnormalities which are hallmarks of poor prognosis. Altogether, these results suggest that telomere dysfunction is not only a biological characteristic of the progressive form of CLL but may also be responsible for its development and /or its appearance

Ce travail de thèse étudie les relations existant entre les taux plasmatiques de microparticules endothéliales circulantes (MPEs) et la fonction endothéliale chez l'humain. Dans la première partie de ce travail, nous avons montré chez l'insuffisant rénal chronique hémodialysé (IRC), une relation forte entre les taux de MPEs circulantes, la rigidité artérielle et la fonction endothéliale in vivo. Les MPEs isolées ex vivo chez ces patients pouvaient induire une dysfonction endothéliale expérimentale par inhibition de la synthèse de NO. Par ailleurs, nous avons montré une corrélation inverse entre le taux de MPEs circulantes et la valeur du shear stress exercé sur l'endothélium de ces patients. Par ailleurs, nous avons mis en évidence une élévation des taux plasmatiques de MPEs chez les sujets atteints d'hypertension pulmonaire (HTP) et une forte corrélation entre les taux de MPs CD31+/41-, CD 144+ et différents marqueurs de sévérité hémodynamique de la maladie. Nous avons également étudié les conséquences d'une agression aiguë (exposition in vivo au tabagisme passif) de l'endothélium. Nous avons constaté une augmentation précoce et soutenue des taux de MPEs, associée à une diminution transitoire de la valeur de la dilatation induite par le flux et à une augmentation secondaire des concentrations de progéniteurs endothéliaux circulants. Enfin, nous nous sommes enfin intéressés à la valeur pronostique des taux de MPEs : le taux de MPs CD62e+ était un facteur prédictif indépendant de complications cliniques chez les patients HTP, alors que la valeur basale des MPs CD31+/41- était un puissant prédicteur d'événements cardio-vasculaires défavorables chez les patients IRC
Microparticles (MPs) are shed membrane vesicles released by different cells after activation or apoptosis. This work investigates the relationships between circulating endothelial microparticles (EMPs) levels and endothelial fonction in different clinical situations in human beings. We first showed a strong relationship between EMPs levels, arterial stiffness and flow-mediated dilation (FMD) in end-stage renal failure disease (ESRF) patients. Moreover, the EMPs that were isolated ex vivo from these patients' plasma experimentally induced an endothelial dysfunction by reducing nitric oxide synthesis. Furthermore, we showed an inverse relationship between EMPs levels and value of shear stress applied to these ESRF patients' endothelium. Then, we studied subjects with pulmonary hypertension (PH): we found an increase in EMPs levels compared to normal controls and a strong correlation between CD31+/41-, CD 144+ EMPs levels and several hemodynamic parameters of disease severity. We also investigated the impact of an acute tobacco second hand smoke exposure on healthy volunteers endothelium: this acute endothelial injury induced a quick and sustained increased in EMPs levels, associated with a transient decrease in FMD values, that were subsequently followed by an increase in the number of circulating endothelial progenitor cells. Finally, we focused on the prognostic value of EMPs levels on clinical outcome: we found that elevated values of CD62e+ EMPs predicted poor outcome in PH patients, whereas increased levels of CD31+/41- EMPs were associated with increased incidence major cardiovascular events in ESRF subjects

En hémodialyse chronique, la dysfonction musculaire est une pathologie fréquente qui au même titre que la sarcopénie chez les sujets âgés grève le pronostic de ces patients. Malgré les similitudes entre ces deux entités, la dysfonction musculaire des patients insuffisants rénaux doit être distinguée de la sarcopénie. Certaines anomalies moléculaires observées semblent être différentes de celles constatées au cours du vieillissement. Ce travail de thèse, regroupant quatre études, a eu pour objectif d’ identifier puis de caractériser la dysfonction musculaire des patients hémodialysés chroniques. Dans la première étude, nous avons développé une méthode de mesure de la force musculaire du quadriceps fiable, reproductible et réalisable au lit des patients. Dans la seconde, nous avons montré que les facteurs cliniques et biologiques associés à une diminution de la force musculaire étaient des facteurs différents de ceux associés à une diminution de la masse musculaire. Dans cette étude nous avons pu également identifier des patients avec une diminution de la force sans diminution de la masse musculaire. Ce dernier point caractérise les patients dynapéniques. Le pronostic de ces patients a été étudié dans la troisième étude. Le risque de décès est identique chez ces patients par rapport aux patients sarcopéniques, alors même que les patient dynapéniques sont plus jeune avec moins de comorbidités. Ce travail montre par ailleurs, que la force musculaire est un meilleur marqueur pronostic que la masse musculaire. Enfin dans la quatrième étude, nous avons montré chez des patients hémodialysés en attente de transplantation, qu’il pouvait exister une véritable myopathie induite par l’insuffisance rénale avec des caractéristiques histologiques spécifiques. Ces dernières sont compatibles avec la diminution de l’endurance observée dans cette population. Ainsi, en partant du critère clinique, universellement reconnu de la masse musculaire, nous avons évolué vers l’exploration de la force puis de l’endurance. Finalement, ce travail apporte certains éléments qui permettent de confirmer l’existence d’anomalies musculaires spécifiques à l’insuffisance rénale chronique
Muscle dysfunction, a common feature in chronic haemodialysis patients, is associated with an increased risk of mortality independently of the disease severity, like sarcopenia in elderly patients. Despite similarities between the two situations, muscle dysfunction in chronic haemodialysis patients must be distinguished from sarcopenia. Some molecular abnomalities observed, such as the transition from slow to fast-fibre in muscle, appear to be different from those described during aging. This thesis comprises four studies which aim to identify and characterize the muscle dysfunction in chronic haemodialysis patients. In the first study, we developed a reliable and reproducible tool allowing the measurement of quadriceps muscle strength at the bedside. The second one showed that clinical and biological factors associated with a decrease in muscle strength were different from those associated with a decrease in muscle mass. In this study we were also able to identify patients with a decrease in muscle strength without a decrease in muscle mass, which characterizes dynapenic patients. The prognosis of these patients was studied in the third study. The risk of death was similar in these patients compared to sarcopenic patients, even though dynapenic patients were younger with fewer comorbidities.. This work also showed that muscle strength is a better prognosis marker than muscle mass. Finally, in the fourth study, we showed in hemodialysis patients on the waiting list for a kidney transplant, that a true renal insufficiency-induced myopathy with specific histological characteristics could exist. These characteristics are compatible with the decrease in endurance observed in this population. Thus, starting from the universally recognized clinical criterion of muscle mass, we have evolved towards the exploration of strength and endurance. Finally, this work provides some elements that confirm the existence of muscle abnormalities specific to chronic renal failure

La dysfonction chronique du greffon (DCG) résulte d'un processus inflammatoire chronique induit par des facteurs lésionnels immunologiques et non immunologiques. Malgré les progrès sensibles des protocoles d'immunosuppression qui ont permis d'améliorer les résultats à court terme, la DCG reste l'une des premières causes de perte tardive du greffon. Notre travail clinique a consisté à évaluer l'apport du mycophénolate mofétil (MMF) dans le cadre d'une stratégie d'élimination de la ciclosporine (CsA), en terme de prévention du rejet aigu et de la néphrotoxicité des inhibiteurs de la calcineurine, qui sont 2 facteurs de risque majeurs de DCG. Rétrospectivement, nous avons comparé l'azathioprine au mycophénolate mofétil en association à la CsA. L'association MMF et CsA a permis non seulement de réduire l'incidence mais également d'atténuer les conséquences délétère du rejet aigu, ce qui s'est traduit par une amélioration significative de la survie du greffon à 3 ans chez les patients ayant présenté un ou plusieurs épisodes de rejet aigu durant les 6 premiers mois de greffe. Dans une étude randomisée ouverte évaluant l'arrêt précoce (3 mois) de la CsA sous MMF et prednisone chez des patients à faible risque immunologique, nous avons observé une amélioration significative de la fonction rénale à 1 et 2 ans au décours du sevrage de la CsA. La pharmacocinétique du MMF et les modifications " borderline " sur la biopsie à 3 mois étaient les 2 facteurs indépendants prédictifs de rejet aigu à l'arrêt de la CsA, identifiés dans cette étude. La biopsie systématique à 1 an a mis en évidence l'apparition de dépôts de C4d pour une proportion importante de patients sevrés de la CsA, indépendamment de la survenue d'un rejet aigu précoce. Cependant, ni le bilan histologique à 1 an (Chronic Allograft Damage Index), ni la fonction rénale à 2 ans ne suggéraient l'installation d'un rejet chronique chez ces patients. Un suivi prolongé et des examens spécifiques (par exemple la recherche d'anticorps anti-HLA) seront nécessaires pour interpréter cette donnée, qui pose la question de la valeur pronostique des dépôts de C4d découverts sur des biopsies protocolaires effectués chez des patients stables. Dans la mesure où les agressions immunologiques et non immunologiques entretiennent un processus inflammatoire chronique, nous avons voulu évaluer l'impact de différentes molécules anti-inflammatoire et/ou immunomodulatrices sur la progression de la DCG. La pentoxifylline, les statines et les agonistes PPAR (Peroxisome Proliferator-Activated Receptors), dont on connaît les effets pléiotropes et la sécurité d'utilisation en pratique clinique, ont été testés dans un modèle murin d'allogreffe cutanée. Ni la pentoxifylline ni les statines n'ont influencé l'évolutivité du rejet chronique dans ce modèle. Paradoxalement, l'administration précoce de fénofibrate, agoniste PPAR, a provoqué une aggravation de la fibrose, tant au sein des greffons cutanés allogéniques que syngéniques. Ces données suggèrent que l'activation de PPAR, qui est exprimé transtoirement après une lésion cutanée, peut moduler la cicatrisation dans ce modèle. La prévention de la DCG repose en partie sur des modifications précoces de l'immunosuppression destinées à éviter à long terme la néphrotoxicité des inhibiteurs de la calcineurine. Cependant cette stratégie comporte un risque élevé de rejet aigu et ne peut être proposée à tous les patients. Ce risque peut être minimisé par une sélection rigoureuse des receveurs tenant compte à la fois des événements survenus pendant les 3 premiers mois de greffe, de la pharmacocinétique des immunosuppresseurs et des données histologiques à 3 mois. Néanmoins, la nephrotoxicité des inhibiteurs de la calcineurine n'est qu'un seul des multiples facteurs responsables du processus inflammatoire chronique conduisant à la DCG. Des médications anti-inflammatoires non spécifiques, en association au traitement immunosuppresseur, pourraient contribuer à contrôler la progression de la DCG. Une approche expérimentale peut être utile à la sélection de molécules potentiellement actives, avant la mise en place d'essais cliniques qui nécessiteront le suivi prolongé d'importantes cohortes de patients
Chronic allograft dysfunction (CAD) is a chronic inflammatory state inside the graft, causally related to immunological and non immunological injuries. Despite significant improvements in immunosuppressive regimens that led to better results in the short term, CAD remains a major cause of late graft lost in renal transplantation. The clinical part of this work was to evaluate the efficiency and safety of mycophenolate mofetil (MMF) in a strategy of cyclosporine (CsA) withdrawal, for the prevention of acute rejection and nephrotoxicity of calcineurin inhibitors, two of the strongest risk factors for CAD. In a retrospective study we compared azathioprine to mycophenolate mofetil associated with CsA: MMF+CsA reduced the incidence of acute rejection and weakened the deleterious consequences of acute rejection, resulting in significantly increased 3-year graft survival rates in patients who had experienced one or more acute rejection episodes during the first 6 months post graft. In a randomized, open-labelled study to evaluate early (3 months) withdrawal of CsA under MMF and prednisone in low immunological risk recipients, we demonstrated a significant improvement of the renal function at 1 and 2 years after CsA discontinuation. However, a higher proportion of the recipients withdrawn from CsA experienced acute rejection, as compared with patients withdrawn from MMF and maintained under CsA and prednisone. Pharmacokinetics of MMF and borderline histological changes in the 3-month graft biopsy were identified as 2 independent predictors of acute rejection after CsA withdrawal. The 1-year systematic graft biopsy revealed that a significant number of patients withdrawn from CsA developed peritubular C4d deposits, independently of the occurrence of early acute rejection episodes. However, neither 1-year Chronic Allograft Damage Index nor 2-year graft function were suggestive of a progression towards chronic rejection in these patients. Further follow-up as well as specific investigations (e. G. HLA antibodies) are needed to clarify this result, which questions the prognostic value of C4d deposits on protocol biopsies in stable patients. Because both immunological and non immunological injuries contribute to a chronic inflammatory process, we evaluated the impact of different anti-inflammatory and/or immunomudulatory drugs on the progression of CAD. Pentoxifylline, statins, and PPAR (Peroxisome Proliferator-Activated Receptors) agonists were tested because of their known pleiotropic effects and their safety in clinical practice. In a murine model of skin allograft, neither pentoxifylline nor statins modified the course of chronic rejection in this model. The PPAR ligand fenofibrate paradoxically exacerbated fibrosis in allogeneic and syngeneic skin grafts when administrated immediately after the graft. These data suggest that activation of PPAR, which is transiently expressed after a cutaneous lesion, may interfere with wound healing in this model. Prevention of CAD can partly rely on early modifications of the immunosuppressive regimen to avoid long term nephrotoxicity of calcineurin inhibitors, but this strategy carries a significant risk of acute rejection, and CsA elimination cannot be recommended for all patients. This risk can be minimized in carefully selected recipients according to the early events post graft, pharmacokinetics of the immunosuppressive drugs, and histological results at 3 months. However, the nephrotoxicity of calcineurin inhibitors is only one among multiple factors involved in the chronic inflammatory process leading to CAD. Non-specific anti-inflammatory treatment in association with immunosuppressive drugs could slow down progression of graft failure. An experimental approach can help to select active molecules before initiating clinical trials that will require high numbers of patients and a prolonged follow-up

La transplantation s’accompagne aujourd’hui systematiquement de traitements immunosuppresseurs qui inhibent la reponse alloimmune dirigee contre le greffon afin d’eviter son rejet. Cependant, ces traitements lourds ont de nombreux effets deleteres et ne permettent pas de controler efficacement la survenue du rejet chronique a long terme. L’objectif de ce travail de these, base sur deux situations cliniques distinctes, s’inscrit dans deux axes prioritaires de la recherche en transplantation : (1) identifier des marqueurs predictifs de la perte de fonction des greffons pulmonaires et (2) decrypter les mecanismes de l’acceptation des greffons renaux dans une situation de tolerance operationnelle. Tout d’abord, nous avons etudie les mecanismes de l’acceptation du greffon, chez des patients transplantes renaux presentant un greffon fonctionnel en l’absence de traitement immunosuppresseur. Nous avons identifie chez ces patients une proportion plus importante de lymphocytes T regulateurs memoires circulants, ayant la capacite de degrader l’ATP extracellulaire et favoriser un etat protolerogenique. Ce mecanisme, defaillant chez les patients stables sous traitement, pourrait participer au maintien d’un greffon renal fonctionnel chez les patients tolerants non traites. Dans un second temps, nous nous sommes interesses, chez des patients transplantes pulmonaire, a la prediction de la survenue du rejet chronique. Nous avons mis en evidence un profil lymphocytaire T regulateur modifie chez les patients qui developperont un rejet chronique a long-terme. Le suivi de ce biomarqueur pourrait permettre une meilleure identification des patients a risque de rejet
Transplantation is nowadays systematically associated with the administration of immunosuppressive treatments inhibiting the allo-immune response toward the graft to prevent the rejection by the recipient's immune system. However, these heavy treatments have several deleterious effects and are not able to control longterm chronic rejection development. Thus, the objective of this PhD work, based on two distinct clinical situations, is part of two priority axes of transplant research: (1) identify early predictive markers of long-term lung allograft dysfunction and (2) decipher the mechanisms involved in the acceptance of kidney allograft in operational tolerance. We first investigated the mechanisms of graft acceptance in kidney transplanted patients with a functional graft in the absence of immunosuppressive therapy. We identified in these patients a greater proportion of circulating memory regulatory T lymphocytes, with an increased ability to degrade extracellular ATP, a pro-inflammatory mediator, and favour a protolerogenic environment. Thus, this mechanism, not efficient in stable patients under treatments, could participate in the inhibition of the allo-immune response leading to maintaining a functional kidney graft in the absence of immunosuppression. In a second time, we interested in the prediction of chronic rejection occurrence in lung transplanted patients. We report that the early posttransplant regulatory T lymphocyte profile is modified in patients who will develop chronic rejection in the 3 years. Thus, monitoring this predictive biomarker could allow a better identification of patients at risk of rejection

L'existence d'une dysfonction musculaire périphérique (DMP) est bien décrite chez les patients BPCO. Plusieurs facteurs contribuent à cette dysfonction mais les mécanismes ne sont pas tous clairement élucidés. La démarche scientifique de ce travail de thèse s'est donc inscrite dans l'identification des mécanismes biologiques et cellulaires qui contribuent à la DMP des sujets BPCO. Nos premiers résultats ont montré que la voie de la xanthine oxydase était une source de stress oxydant musculaire, et que l'inhibition de cette voie, et donc la diminution du stress oxydant musculaire, permettait de conserver certaines propriétés contractiles. Le stress oxydant serait donc impliqué dans l'altération de la fonction musculaire des patients BPCO. Dans un second temps, nous avons montré qu'il existait des anomalies de la fonction mitochondriale chez des patients BPCO comparativement à des sujets sains. De plus, ces anomalies sont en relation avec l'intolérance à l'effort observée chez ces patients. Les anomalies de la fonction mitochondriale contribue à l'apparition du stress oxydant musculaire qui, en provoquant des dommages oxydatifs, contribue à la DMP de ces patients. Enfin, nous avons évalué les effets d'un programme d'entraînement en endurance (PEE) comme thérapeutique pour améliorer la tolérance à l'effort des patients. Nos résultats montrent que l'amélioration de la fonction musculaire chez les patients BPCO et les sujets contrôlés après PEE passent par l'amélioration de la fonction mitochondriale. PEE induit une augmentation du stress oxydant musculaire chez les patients BPCO comparativement aux sujets sains, ce qui suggère que le stress oxydant musculaire est un facteur limitant de l'amélioration de la fonction musculaire chez les patients BPCO. Ce travail de thèse a donc permis d'élucider certains mécanismes biologiques et cellualires qui contribuent à la DMP des patients BPCO, ce qui ouvre le champs à de nombreuses perspectives de travaux de recherche.

La principale complication à long terme de la transplantation pulmonaire est l'apparition d'une dysfonction chronique du greffon (CLAD), dont l'un des phénotypes est la bronchiolite oblitérante (BO), caractérisée par un remodelage bronchique excessif et une obstruction bronchique irréversible. Plusieurs études démontrent que les cellules épithéliales bronchiques (CEB) jouent un rôle dans ce processus, selon un mécanisme de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). Le but de notre étude est de 1) mettre en place un nouveau modèle in vitro entre les CEB et des LT activés et monocytes allogéniques 2) déterminer l'influence de ces cellules dans la TEM et 3) identifier de potentiels biomarqueursde la BO. Lors de ces travaux, j'ai développé un modèle proche de la situation retrouvée chez les patients avec la sécrétion de CCL2, CCL3, CCL4 et CXCL-10 dans les surnageants de culture. J'ai démontré que les cellules immunitaires,en synergie avec le TGF-ß1accentuent la sécrétion de MMP-9 par l'épithélium. De plus, j'ai mis en évidence l'importance de l'axe CCL2/CCR2 dans cette sécrétion, proposant ainsi CCR2 comme cible thérapeutique potentielle. Enfin, j'ai montré la pertinence de la MMP-9 comme biomarqueur prédictif de la BO dans les plasmas de patients de la cohorte COLT. Ces travaux démontrent l'implication du contexte allogénique dans la TEM au cours du remodelage de l'épithélium, par la production de MMP-9 et suggèrent un lien entre CCL2 et MMP-9. La validation de ce biomarqueur prédictif permettra de mettre en place de nouvelles thérapeutiques afin d'anticiper l'apparition de la BO et de limiter son développement avant la dégradation des fonctions respiratoires
Chronic lung allograft dysfunction (CLAD) is the major limitation to lung transplantation, with the most common phenotype being bronchiolitis obliterans (BO). BO is characterized by an irreversible airflow obstruction after an aberrant airway remodeling process. Bronchial epithelial cells (BEC) seem to play a key role in this process through epithelial to mesenchymal transition (EMT). The aim of this study was to 1) set up an in vitro model of allogeneic co-culture 2) test the impact of allogeneic context on EMT 3) identify new predictive biomarkers of BO. I have developed a new in vitro co-culture model between BEC and allogeneic activated T cells and/or monocytes. Detection of CCL2, CCL3, CCL4 and CXCL-10 in culture supernatants shows the relevance of the model. I have demonstrated that immune cells in synergywith TGF-ß favors MMP-9 secretion. Furthermore, I have demonstrated the role of CCL2/CCR2 in this secretion, suggesting CCR2 as a potentiel therapeutic target. Finally, thanks to COLT cohort, I have validated plasma MMP-9 as a predictive biomarker of BO. This new in vitro model suggests the implication of allogenicity in EMT during epithelium remodeling by the induction of MMP and propose a link between CCL2 and MMP-9. It appears as a relevant tool for biomarker discovery as presented here with MMP9. Plasmatic MMP-9 maybe a valuable biomarker for BO

Dans ce travail, nous avons développé une technique d'élution permettant de détecter (ELISA et cytométrie en flux), les anticorps anti-HLA fixés sur le transplant rénal. Après transplantation rénale, des anticorps fixés sur des antigènes HLA allogéniques étaient présent au sein de 70,6% des transplants avec rejet chronique. Ce chiffre est supérieur à celui observé dans le sérum lorsque le transplant est encore en place mais comparable à la valeur sérique après transplantectomie. L'étude de biopsies itératives a montré que les anticorps anti-donneur fixés sur le transplant rénal, les dépôts linéaires diffus de C4d le long des capillaires peritubulaires et la plasmocytose tissulaire, augmentent ou persistent au cours du temps chez les patients développant un rejet chronique. Cette cinétique est différente de celle observée dans le sérum où les anticorps sont principalement détectables dans les mois suivant les épisodes de rejet aigu initial.

Introduction. Un retard de récupération de la fréquence cardiaque (RFC = fréquence cardiaque (FC) à l’effort maximal - FC 1 minute plus tard) reflète une dysfonction cardiaque autonome, associée à un mauvais pronostic. Objectifs. Comparer la RFC de patients avec maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) à celle de témoins; comparer la survie de patients MPOC selon leur RFC; vérifier l’influence d’une modification de RFC par réadaptation respiratoire sur la survie. Méthodes et résultats. La RFC de 147 patients MPOC et de 25 témoins étaient comparées (11±9 vs 19±9 battements, p<0,0001). Dans la MPOC, une RFC anormale (≤14 battements) était associée à un risque de mortalité de 5,12; IC 95% [1,54-17,00]. Après réadaptation (n=77), la persistance d’une RFC anormale augmentait le risque de mortalité (8,12; IC 95% [2,12-31,02]). Conclusions. La RFC est diminuée dans la MPOC et, lorsque anormale, présage une survie diminuée. Sa persistance après réadaptation s’associe à un mauvais pronostic.
Background. A delayed heart rate recovery (HRR = peak exercise heart rate (HR) – HR at 1-minute recovery) reflects cardiac autonomic dysfunction, which is associated with a poor prognosis. Purpose. To compare HRR between patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and controls; to compare survival in patients with COPD according to HRR; to evaluate survival influence of HRR modification following pulmonary rehabilitation. Methods and results. HRR was compared between 147 COPD patients and 25 controls (11±9 vs 19±9 beats, p<0.0001). In patients with COPD, abnormal HRR (≤14 beats) was associated with a 5.12 mortality hazard ratio (CI 95% [1.54-17.00]). After pulmonary rehabilitation (n=77), persistent abnormal HRR represented a higher mortality risk (8.12; CI 95% [2.12-31.02]). Conclusions. HRR is decreased in COPD and, when abnormal, is linked with decreased survival. Persistent abnormal HRR after rehabilitation is associated with a poor prognosis.

La dysfonction chronique du greffon est la cause majeure d’échec en transplantation rénale, que son mécanisme soit immunologique ou non. Lorsque l’épithélium tubulaire rénal subit des changements phénotypiques épithéliaux (CPE), évocateurs de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) et associés au développement de lésions irréversibles de fibrose interstitielle et d’atrophie tubulaire, l’évolution se fait vers la diminution de la fonction rénale et de la perte du greffon. Nous avons étudié le phénotype de l’épithélium tubulaire rénal par immunohistochimie et par la mesure dans les urines des ARN messagers de la vimentine, CD45, GAPDH et Uroplakine 1a par RT-PCR. Nous avons comparé les greffes avec donneurs cadavériques et celles avec donneurs vivants et nous avons évalué les performances diagnostiques de la RT-PCR dans les urines pour le diagnostic de CPE chez les patients greffés, ayant une biopsie rénale de surveillance à 3 mois et une biopsie sur indication particulière. Nous avons montré que le score de TEM sur la biopsie de surveillance et l’évolution de la fonction rénale sont meilleurs chez les greffés à partir de donneur vivant, comparé à ceux ayant un greffon de donneur cadavérique. La valeur de l’ARNm de la vimentine et CD45 rapportée à l’uroplakine 1a est corrélée avec le score de vimentine en immunomarquage dans les biopsies de surveillance. Ces biomarqueurs pourraient être utilisés comme un outil non invasif pour surveiller la fibrogénèse dans le greffon rénal. Ce test pourrait être utilisé pour le dépistage précoce des pathologies fibrosantes du greffon rénal. Une étude transcriptomique indépendante a été réalisée, confirmant l’intérêt de la normalisation des ARN messagers par l’ARNm de l’uroplakine, et montrant
Chronic graft dysfunction is the major cause for end-stage renal failure after renal transplantation, both through immune and non-immune mechanisms. When the renal tubular epithelium undergoes epithelial phenotypic changes (EPC), reminiscent of epithelial mesenchymal transition (EMT), and associated with interstitial fibrosis and tubular atrophy, the prognosis is poor with a diminution of renal function and graft loss. In this prospective study. We studied the renal epithelial phenotype by immunohistochemistry and measured mRNA in urine of vimentin, CD45, GAPDH and uroplakin 1a by RT-PCR. We compared grafts from living donors and those from deceased donors. We evaluated the diagnostic performance of RT-PCR on urine for the diagnosis of epithelial phenotypic changes in transplant patients, with renal biopsy surveillance at 3 months and a biopsy on particular indication. We have shown that the EMT score on renal biopsy surveillance and the evolution of graft renal function were better in the patients from living donors than in those from cadaveric donors. The value of the mRNA of vimentin and CD45 relative to the uroplakin is correlated with the score in vimentin immunostaining in routine biopsies. These biomarkers could be used as a noninvasive tool to monitor the renal graft fibrogenesis. This test could be used for early detection of fibrotic diseases of the kidney transplant. In an independant study, the transcriptome in urine was analyzed, and it was found that normalization of mRNA with uroplakin mRNA was useful, and that EPC were associated with immune and inflammatory profiles

La dysfonction chronique du greffon est la cause majeure d’échec en transplantation rénale, que son mécanisme soit immunologique ou non. Lorsque l’épithélium tubulaire rénal subit des changements phénotypiques épithéliaux (CPE), évocateurs de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) et associés au développement de lésions irréversibles de fibrose interstitielle et d’atrophie tubulaire, l’évolution se fait vers la diminution de la fonction rénale et de la perte du greffon. Nous avons étudié le phénotype de l’épithélium tubulaire rénal par immunohistochimie et par la mesure dans les urines des ARN messagers de la vimentine, CD45, GAPDH et Uroplakine 1a par RT-PCR. Nous avons comparé les greffes avec donneurs cadavériques et celles avec donneurs vivants et nous avons évalué les performances diagnostiques de la RT-PCR dans les urines pour le diagnostic de CPE chez les patients greffés, ayant une biopsie rénale de surveillance à 3 mois et une biopsie sur indication particulière. Nous avons montré que le score de TEM sur la biopsie de surveillance et l’évolution de la fonction rénale sont meilleurs chez les greffés à partir de donneur vivant, comparé à ceux ayant un greffon de donneur cadavérique. La valeur de l’ARNm de la vimentine et CD45 rapportée à l’uroplakine 1a est corrélée avec le score de vimentine en immunomarquage dans les biopsies de surveillance. Ces biomarqueurs pourraient être utilisés comme un outil non invasif pour surveiller la fibrogénèse dans le greffon rénal. Ce test pourrait être utilisé pour le dépistage précoce des pathologies fibrosantes du greffon rénal. Une étude transcriptomique indépendante a été réalisée, confirmant l’intérêt de la normalisation des ARN messagers par l’ARNm de l’uroplakine, et montrant
Chronic graft dysfunction is the major cause for end-stage renal failure after renal transplantation, both through immune and non-immune mechanisms. When the renal tubular epithelium undergoes epithelial phenotypic changes (EPC), reminiscent of epithelial mesenchymal transition (EMT), and associated with interstitial fibrosis and tubular atrophy, the prognosis is poor with a diminution of renal function and graft loss. In this prospective study. We studied the renal epithelial phenotype by immunohistochemistry and measured mRNA in urine of vimentin, CD45, GAPDH and uroplakin 1a by RT-PCR. We compared grafts from living donors and those from deceased donors. We evaluated the diagnostic performance of RT-PCR on urine for the diagnosis of epithelial phenotypic changes in transplant patients, with renal biopsy surveillance at 3 months and a biopsy on particular indication. We have shown that the EMT score on renal biopsy surveillance and the evolution of graft renal function were better in the patients from living donors than in those from cadaveric donors. The value of the mRNA of vimentin and CD45 relative to the uroplakin is correlated with the score in vimentin immunostaining in routine biopsies. These biomarkers could be used as a noninvasive tool to monitor the renal graft fibrogenesis. This test could be used for early detection of fibrotic diseases of the kidney transplant. In an independant study, the transcriptome in urine was analyzed, and it was found that normalization of mRNA with uroplakin mRNA was useful, and that EPC were associated with immune and inflammatory profiles

A l'origine de la toxicite de l'oxygene, le stress oxydant provoque des alterations structurales et metaboliques induisant une myopathie, comparable a celle observee au niveau des muscles peripheriques chez les patients bpco. Les objectifs de cette these ont ete de determiner si le stress oxydant jouait un role dans la dysfonction musculaire peripherique des patients atteints de bpco puis d'en preciser l'etiologie ou relations avec la maladie respiratoire. Pour repondre a ces objectifs, dans toutes les etudes, les patients ont realise un exercice localise au quadriceps de la jambe dominante, base sur la repetition d'extensions maximales du genou jusqu'a epuisement. Cet exercice nous a permis d'evaluer l'endurance du quadriceps. Parallelement, nous avons analyse dans la circulation sanguine ou in situ dans le vaste lateral le statut oxydant-antioxydant et inflammatoire avant et apres la realisation de cet exercice local. Nos premiers resultats ont montre que la realisation de l'exercice local provoquait un stress oxydatif systemique d'origine musculaire, associe a des anomalies du statut oxydant/antioxydant. Nous avons ensuite observe qu'une supplementation en n-acetylcysteine pouvait prevenir l'apparition du stress oxydant induit par l'exercice et ameliorer l'endurance du quadriceps des patients. Le stress oxydant musculaire serait donc implique de maniere physiopathologique dans l'alteration de l'endurance et dans la dysfonction musculaire peripherique des patients bpco. Dans une troisieme etude, nous avons montre au repos que des anomalies inflammatoires coexistent parallelement avec les anomalies de la balance oxydant/antioxydant. La presence et le role de l'inflammation, notamment dans le stress oxydant induit par l'exercice restent cependant a etre demontres. Enfin, le role de l'hypoxemie a ete clairement etabli resumant toute la complexite des relations entre maladie respiratoire, stress oxydant, inflammation et maladie musculaire dans la bpco. Ce travail de these a donc permis a la fois de demontrer la realite biologique et physiopathologique du stress oxydant dans la myopathie du patient bpco et d'en comprendre certains mecanismes etiologiques, permettant d'envisager les supllementations en antioxydants comme une nouvelle action therapeutique prometteuse de la dysfonction musculaire peripherique du patient bpco.

Le but de notre travail était l’étude des dysfonctions artérielle et musculaire dans des modèles d’agression aiguë et chronique puis l’évaluation de l’effet de la modulation pharmacologique du stress oxydant sur les anomalies vasculaires induites. Dans le modèle aigu de choc endotoxinique chez la souris, l’administration d’albumine humaine a permis d’augmenter leur survie, d’améliorer l’hyporéactivité vasculaire et la dysfonction endothéliale grâce à des propriétés ,concentration-dépendante, anti-oxydantes, modulatrices de l’inflammation, aboutissant à une diminution de l’expression de la NOS inductible et à une amélioration fonctionnelle et quantitative de la NOS endothéliale. L’administration chronique chez le rat de ciclosporine ou d’évérolimus induit une dysfonction endothéliale caractérisée par une altération de la voie de signalisation du NO et de l’EDHF et associée à une augmentation locale du stress oxydant. Au niveau musculaire cardiaque, seul l’évérolimus induit une augmentation de radicaux libres et une diminution de la respiration mitochondriale ventriculaire droite. L’administration préventive de polyphénols a permis, une amélioration de la composante EDHF de la dysfonction endothéliale, ciclosporine-induite, via une diminution de la surexpression de la NADPH oxydase et du stress oxydant vasculaire. Ainsi, le stress oxydant est une entité commune, impliquée dans la genèse de dysfonctions vasculaire et musculaire. Sa modulation par l’administration d’albumine ou de polyphénols a permis respectivement l’amélioration de l’hyporéactivité vasculaire du choc endotoxinique et de la dysfonction endothéliale dans nos deux modèles
The aim of this work was to study the arterial and muscular dysfunctions in two rodent models of acute and chronic injuries, then the evaluation of pharmacological evaluation of oxidative stress on vascular abnormalities induced in these models.In the acute model, a mouse endotoxic shock, human serum albumin administration improved survival, endothelial dysfunction and reduced vascular hyporeactivity thanks to its concentration-dependant , anti-oxidative and anti-inflammatory properties, leading to a decrease of inductible NOS expression and an qualitative and quantitative increase of endothelial NOS.In the chronic model, rat’s administration of ciclopsorine and everolimus induced an endothelial dysfunction characterized by alterations of both NO and EDHF pathways and associated with an in situ oxidative stress. In the cardiac muscle, an increase of reactive oxygen species and a decrease of right ventricle mitochondrial respiratory chain complexes activities was observed only with everolimus. The preventive administration of polyphenols markedly increased the blunted EDHF component, but not the NO component, of the cyclosporine-induced endothelial dysfunction by reducing NADPH oxidase over expression and oxidative vascular stress. Finally, oxidative stress is a common entity, implicated in genesis of vascular and muscular dysfunctions. Its modulation by human albumin or polyphenols administration improves respectively arterial hyporeactivity of endotoxinic shock and endothelial dysfunction in our two models

L’insuffisance rénale chronique et la dysfonction chronique de l’allogreffe (DCA) sont associées à la fibrogenèse rénale, qui représente un enjeu majeur en santé publique et nécessite l’exploration de nouvelles cibles thérapeutiques. Dans ce contexte, nous avons étudié l’expression des gènes modulés au cours d’un modèle reconnu de fibrogenèse chez la souris (le modèle d’obstruction urétérale unilatéral, ou OUU). L'expression du gène codant pour le récepteur cannabinoïde apparait sept fois augmentée dans les reins pathologiques comparée à leurs contrôles internes. L’expression du récepteur est également significativement augmentée dans plusieurs types de néphropathies et au cours de la DCA chez l’homme. Le système cannabinoïde se compose de deux types de récepteurs, le type 1 (CB1) et le type 2 (CB2). Ceux-ci jouent des rôles opposés au cours de la fibrose hépatique, suggérant que l’inactivation de CB1 et l’activation de CB2 pourraient constituer une thérapeutique anti-fibrosante d’intérêt, indépendamment de leur implication dans le syndrome métabolique. Ainsi, nous avons montré pour la première fois que le blocage de CB1 par invalidation génétique ou par inhibition pharmacologique permet une réduction significative de la fibrose rénale induite par OUU. La potentialisation de cet effet par l’administration d’un agoniste sélectif de CB2 ne semble en revanche pas relevante, illustrant le rôle prédominant de CB1 dans ce modèle. L’étude du mécanisme réalisée in vitro sur des myofibroblastes primaires activés au TGF-β1 révèle une expression de CB1 augmentée, associée à une synthèse de collagènes significativement bloquée après un traitement par un antagoniste sélectif de CB1. Ceci suggère que l’effet anti-fibrosant dépendant de CB1 agit directement sur le myofibroblaste. Ainsi, nos travaux montrent pour la première fois l’effet anti-fibrosant de l’inactivation de CB1, avec une action directe sur la cellule effectrice de la fibrose, suggérant que CB1 représente une nouvelle cible thérapeutique et un médiateur majeur de la fibrose rénale. Son expression dans les néphropathies humaines des reins natifs présente une forte corrélation avec le taux de créatinine et pourrait constituer un nouveau biomarqueur d’atteinte rénale
Chronic kidney disease, secondary to renal fibrogenesis, is a burden on public health. In the present study, we show that the cannabinoid 1 receptor (CB1) may be a new pathway in renal fibrogenesis, independently of its involvement in metabolic disease. We found that CB1 expression was highly expressed in kidney biopsies of patients suffering from IgA nephropathy, diabetes, and acute interstitial nephritis. We also used an experimental model of renal fibrosis, the unilateral ureteral-obstruction model, in mice. Both genetic and pharmacological invalidation of CB1 induced a profound reduction in renal fibrosis, showing its prominent role in renal fibrosis. Cannabinoid receptor 2 is also involved in renal fibrogenesis but does not potentialize the role of CB1. CB1 expression is drastically increased in myofibroblasts upon TGFß-1 stimulation. The decrease in renal fibrosis during CB1 invalidation is explained by a direct action on myofibroblasts: CB1 blockade reduced collagen expression in vitro. In addition, CB1 also modulates the macrophage infiltrate responsible for renal fibrosis in unilateral ureteral obstruction through a decrease in MCP1 synthesis, a major chemoattractant cytokine. Our study strongly suggests a major role for CB1 in the activation of myofibroblasts, which are the main effector cells in renal fibrogenesis, and suggests that CB1 may represent a major new target for treating chronic kidney disease

Le retentissement fonctionnel vasculaire et cardiaque de l'insuffisance cardiaque (IC) ainsi que les effets de l'exercice physique (30 minutes de nage biquotidienne) et/ou d'un traitement par un inhibiteur de l'enzyme de conversion (perindopril à 2 mg/kg/j), ont été étudiés chez le rat 10 semaines après ligature coronaire. Au plan hémodynamique et cardiaque, PIC entraîne une augmentation des pré- et post-charges ainsi qu'une diminution du débit cardiaque. Ces altérations sont prévenues par l'inhibition de l'enzyme de conversion de l'angiotensine, par l'association IEC - exercice physique, et à un degré moindre, par l'exercice seul. Au plan vasculaire, il apparaît que PIC provoque une abolition de la dilatation flux-dépendante évaluée au niveau d'une artère musculaire de rat, et ce dans un contexte-de diminution modérée de la réponse à l'acétylcholine. Ce dysfonctionnement endothélial marqué est le résultat d'une diminution de la production de NO, résultant à la fois d'une diminution d'expression de la NOS endothéliale et d'une augmentation de destruction du NO, et de la production concomitante d'une prostaglandine vasoconstrictrice. Dans ce contexte de dysfonction endothéliale, le perindopril prévient l'altération de la réponse au flux en prévenant la diminution d'expression de la NOS endothéliale, le développement d'un stress oxydant ainsi que la production d'une prostaglandine vasoconstrictrice. L'exercice physique prévient partiellement cette dysfonction en s'opposant en partie à la diminution d'expression de la NOS endothéliale, au développement du stress oxydant et à la production de la prostaglandine vasoconstrictrice. L'association des deux traitements permet d'obtenir, au niveau vasculaire, une réponse comparable à celle obtenue avec le perindopril seul. Quel que soit le groupe considéré, dans nos conditions expérimentales, la dilatation flux-dépendante ne semble pas être dépendante de la bradykinine. Les effets bénéfiques de ces traitements sur la dilatation flux-dépendante de telles artères périphériques pourraient avoir des conséquences favorables en terme de perfusion tissulaire locale et de tolérance à l'exercice au cours de PIC.

La ciclosporine et le tacrolimus sont des inhibiteurs de la calcineurine utilisés comme immunosuppresseurs pour prévenir les rejets de greffe. Alors que la survie à court terme des greffons rénaux est bien maitrisée, la survie à long terme est encore compromise par l’apparition d’une maladie rénale appelée dysfonction chronique du greffon qui conduit au déclin progressif et irréversible de la fonction rénale. Paradoxalement, l’utilisation des inhibiteurs de la calcineurine contribue à l’apparition des lésions en raison de leur importante néphrotoxicité qui induit, à dose thérapeutique, des modifications phénotypiques perturbant le fonctionnement normal des cellules. Le but de ce travail était d’identifier les effets des inhibiteurs de la calcineurine sur l’organisation du cytosquelette des cellules du tube proximal et les conséquences sur le phénotype des cellules. Nous montrons ici que la CsA, indépendamment de la voie du NFAT, perturbe le cytosquelette d’actine et inhibe le système fibrinolytique des cellules tubulaires proximales. Nous identifions également, pour la première fois au niveau rénal, la cofiline comme une voie de signalisation potentiellement impliquée dans les effets de la ciclosporine. En revanche, les premiers résultats obtenus avec le tacrolimus ne reproduisent pas les effets de la ciclosporine sur le cytosquelette. Ce travail permet de formuler un certain nombre d’hypothèses sur les mécanismes physiopathologiques qui participent à la détérioration progressive de la structure et de la fonction des cellules tubulaires proximales après la transplantation rénale et sur la contribution des inhibiteurs de la calcineurine dans ce processus
Cyclosporine and tacrolimus are calcineurin inhibitors widely used in the prevention of transplanted organ rejection. The use of calcineurin inhibitors has greatly improved graft survival in transplant allograft recipients but long term treatment has led to the recognition of some major and limiting side effects, including nephrotoxicity, that contribute to chronic allograft dysfunction and lead to end-stage renal disease by inducing phenotypic changes of renal cells and abnormal function. The aim of this work was to identify the effects of calcineurin inhibitors exposure on the cytoskeleton organization of proximal tubular cells and the consequences of such modificationS on cell’s phenotype. We demonstrate here that, independently of the NFAT pathway, exposure to cyclosporine provokes a strong rearrangement of the actin cytoskeleton and a specific inhibition of the fibrinolytic system in renal proximal tubular cells. For the first time in kidney cells, we also identify cofilin pathway as a potential target of cyclosporine effect. On the other hand, exposure to tacrolimus does not reproduce the effects of cyclosporine on the cytoskeleton organization. This work provide new fields of investigation to further understand the mechanisms implicated in the deterioration of proximal tubular cells structure after kidney transplantation and the contribution of calcineurin inhibitors

Le pronostic à long terme de certaines cardiopathies congénitales se complique de dysfonction ventriculaire droite (VD) sévère répondant peu au traitement classique de l’insuffisance cardiaque. La thérapie cellulaire pourrait être une solution thérapeutique. Les buts de cette étude ont été 1 / de créer un modèle expérimental de dysfonction VD par surcharge telle qu’on l’observe dans les cardiopathies congénitales, 2/ d’appliquer sur cette dysfonction VD une thérapie cellulaire par progéniteurs cardiaques issus de cellules souches embryonnaires humaines. Nous avons caractérisé chez le gros animal un modèle de dysfonction VD par surcharge chronique combinée en reproduisant chirurgicalement les lésions de la voie d’éjection droite de la tétralogie de Fallot réparée. Après 4 mois d’évolution, nous avons retrouvé les différents aspects d’une dysfonction VD : sur le plan hémodynamique une altération de la contractilité, sur le plan électro-physiologique un allongement de la durée du complexe QRS et des potentiels d’action, sur le plan structural un remodelage myocardique débutant. Sur ce modèle de dysfonction VD, nous avons testé les effets d’injections multiples intra-myocardiques directes de progéniteurs cardiaques issus de cellules souches embryonnaires humaines. Nous avons constaté une amélioration de la contractilité myocardique, une stabilisation des effets délétères de la surcharge chronique sur la fonction cardiaque ainsi que l’absence d’arythmie ventriculaire et de tératome. Ce premier essai encourageant de thérapie cellulaire par progéniteurs cardiaques apparait comme une nouvelle approche thérapeutique intéressante de la dysfonction VD par surcharge chronique
The long term prognosis of some congenital heart diseases may be impaired related to severe right ventricular (RV) dysfunction and conventional therapies give poor results. Cell therapy may be an alternative therapeutic approach. The aims of this study were 1/ to create an experimental model of RV dysfunction secondary to chronic overload as observed in congenital heart diseases, 2/ to apply on this failed RV a cell therapy using cardiac progenitors derived from human embryonic stem cells. We have characterized in a large animal a model of RV dysfunction secondary to a combined chronic overload using a surgical procedure reproducing the RV outflow tract diseases as observed after repair in tetralogy of Fallot. After 4 months, we have observed the various aspects of RV dysfunction: hemodynamic with an impairment of myocardial contractility, electrophysiological with an increasing of duration of both QRS and action potential and histological with a myocardial remodelling at the first stage. In this model of RV dysfunction, we have applied cell therapy and injected into multiple sites of RV myocardium cardiac progenitors derived from human embryonic stem cells. We have observed an improvement of myocardial contractility and a stabilization of the deleterious effects of the chronic overload on cardiac function. No ventricular arrhythmia occurred and no teratoma was detected. This first attempt of cell therapy using cardiac progenitors is encouraging and may be an interesting innovative approach to treat RV dysfunction secondary to chronic overload

Les maladies chroniques constituent l'un des défis du 21ème siècle. La Broncho-pneumopathie chronique obstructive est une maladie respiratoire caractéristique de ces maladies, en raison de son caractère hétérogène et de ses répercussions systémiques. Parmi celles-ci, la dysfonction musculaire périphérique est cruciale, mais ses liens avec l'atteinte pulmonaire restent mal expliqués. La réduction d'activité physique a été le premier lien proposé, mais le remodelage musculaire dans la BPCO est bien différent à celui observé chez des sujets déconditionnés (possiblement en raison d'une exposition à la sédentarité plus ancienne et importante), et d'autres facteurs tels le stress oxydant ont été incriminés. La comparaison directe de la dysfonction musculaire périphérique de BPCO à celle de sujets sains sédentaires est limitée par l'hétérogénéité de l'atteinte musculaire. Enfin, chez les patients BPCO, le réentrainement n'a jamais fait la preuve d'adaptations musculaires similaires à celles de sujets sains sédentaires. L'objectif de cette thèse est donc la mise en évidence du rôle exact de la réduction d'activité physique et de l'exercice dans la dysfonction musculaire périphérique hétérogène de la BPCO. Nous montrons que l'exposition à la l'inactivité au cours de la vie n'est pas plus importante dans la BPCO que chez des sujets sains sédentaires. Parallèlement, il existe des phénotypes de dysfonction musculaire dans la BPCO. Cependant, quel que soit le phénotype considéré, il persiste des anomalies ultrastructurales entre patients BPCO et sujets sains de même niveau d'activité physique. Finalement, un même programme de réentrainement à l'effort n'a pas entrainé les mêmes adaptations fonctionnelles, morphologiques et angiogéniques que chez les sujets sains sédentaires.En conclusion, ces différents travaux remettent en cause le paradigme classique de la spirale du déconditionnement dans la BPCO et ouvrent des pistes pour l'optimisation de la réhabilitation respiratoire
Chronic diseases are one of the medical challenges of the 21st century. The chronic obstructive pulmonary disease is paradigmatic of this type of diseases, because of its heterogeneity, and its systemic repercussions. The peripheral muscle dysfunction constitutes a key-repercussion in COPD. However, the links between this muscle dysfunction and the pulmonary impairment remain poorly understood.The physical activity reduction has been the first link proposed. However, the magnitude of structural muscle remodeling in COPD differs to the one of deconditioned sedentary subjects (though, this could be the consequence of greater and older inactivity in COPD), and other factors like the oxidative stress have been incriminated. The peripheral muscle dysfunction in COPD patients has never been directly compared to the one of healthy subjects of the same physical activity level, and is limited by the heterogeneity of the muscle dysfunction in COPD patients. Last, the exercise training has never shown similar muscle response in COPD patients as compared to healthy sedentary subjects. The aim of this PhD Thesis was to understand the exact contribution the physical inactivity and the exercise training in the heterogeneous peripheral muscle, dysfunction in COPD patients.First, we observed that the lifetime physical activity was not greater in COPD patients as compared to lifetime sedentary healthy subjects. In another hand, we showed phenotypes of peripheral muscle dysfunction in COPD patients. However, and whatever the phenotype considered, there was significantly more ultra-structural damage in COPD patients vs. healthy sedentary subjects. Last, a similar exercise training program did not induce similar functional, histo-morphological and angiogenic muscle responses in COPD patients vs. healthy sedentary subjects.Altogether, our work challenges the classical paradigm of the COPD spiral of decline and open doors to research on other specific pathways of the field of muscle dysfunction in COPD in order to optimize the pulmonary rehabilitation

L'administration chronique de rHuEPO peut engendrer de graves effets secondaires. Une augmentation de l'hématocrite provoquée par la rHuEPO, en augmentant l'érythrocytose, la viscosité sanguine et les forces de cisaillement à la surface vasculaire, peut être responsable d'hypertension artérielle (HTA) et de thromboses artérielles. La présence d'une fonction endothéliale normale et de monoxyde d'azote (NO) peut contrer les effets délétères thrombogène et hypertenseur de l'EPO. Sur ces bases, nous avons étudié les effets cardiovasculaires d'une administration chronique de rHuEPO dans différentes situations : dans le cadre du dopage, chezdes rats "sportifs" présentant une dysfonction endothéliale NO-dépendante induite par l'administration chronique de L-NAME et dans le cadre d'un traitement chez des rats urémiques développant une dysfonction endothéliale NO-dépendante résultante d'une néphrectomie de 5/6de la masse rénale. Chez nos rats entrainés, dopés et traités au L-NAME, nous avons observé une altération de la performance physique avec une mortalité importante (51%). Une HTA sévères'est développée chez ces rats, avec des valeurs de pression artérielle (> 220 mmHg) bien plusélevées que celles des rats recevant le L-NAME seul, associée à une altération de la vasorelaxation NO-dépendante aortique (< 60%). Les rats insuffisants rénaux (IRC) ont eux aussi montré une augmentation de la pression artérielle et une dysfonction endothéliale en réponse àl'acétylcholine au niveau de l'aorte et en réponse à une élévation du flux au niveau de l'artère mésentérique perfusée. Ces différents paramètres ont été améliorés par l'exercice. Les coupes de rein colorées au rouge Sirius ont montré une fibrose accentuée chez les rats CKD. La fibrose, la créatinémie et l'albuminurie ont été diminuées par l'exercice seul mais ont été aggravées chez les rats du groupe CKD+EPO+Ex. L'activité NADPH oxydase et l'expression des Nox4, p67phox etMAPK erk1/2 ont été augmentées chez les les rats CKD. L'exercice ou la rHuEPO ont prévenuces augmentations. Cependant, l'activité de la NAD(P)H oxydase et l'expression des MAPKerk1/2 sont restées élevées dans le rein des rats CKD+EPO+Ex. Nos données suggèrent que l'exercice seul a un effet protecteur contre les dysfonctions vasculaire et rénale et la fibrose rénale. Ces effets protecteurs sont associés à une inhibition de l'activité de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPK erk1/2. Par contre, l'exercice combiné avec le traitement rHuEPO, a des effets délétères sur la structure et la fonction rénale des rats CKD. Ces effets nocifs semblent liés à la stimulation de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPKerk1/2. Malgré les effets protecteurs cardiovasculaire et rénal de l'entraînement physique, ces résultats mettent en évidence que la fonction rénale peut être potentiellement endommagée ainsique la structure du rein en combinant l'exercice avec le traitement rHuEPO dans l'insuffisance rénale. En conclusion, nous pouvons dire que la rHuEPO affecte gravement la fonction cardiovasculaire du rat entraîné présentant une dysfonction endothéliale. Ce risque étant fatal,beaucoup de sportifs, voulant augmenter leur performance, mettent leur vie en danger. Par ailleurs, ayant remarqué les effets délétères au niveau rénal, en associant exercice et traitement rHuEPO dans des conditions expérimentales sur un modèle d'insuffisance rénale, nous suggérons une investigation clinique afin de vérifier la transposition de nos résultats aux patients insuffisants rénaux.

L'administration chronique de rHuEPO peut engendrer de graves effets secondaires. Une augmentation de l’hématocrite provoquée par la rHuEPO, en augmentant l'érythrocytose, la viscosité sanguine et les forces de cisaillement à la surface vasculaire, peut être responsable d'hypertension artérielle (HTA) et de thromboses artérielles. La présence d'une fonction endothéliale normale et de monoxyde d'azote (NO) peut contrer les effets délétères thrombogène et hypertenseur de l'EPO. Sur ces bases, nous avons étudié les effets cardiovasculaires d'une administration chronique de rHuEPO dans différentes situations : dans le cadre du dopage, chezdes rats "sportifs" présentant une dysfonction endothéliale NO-dépendante induite par l'administration chronique de L-NAME et dans le cadre d'un traitement chez des rats urémiques développant une dysfonction endothéliale NO-dépendante résultante d'une néphrectomie de 5/6de la masse rénale. Chez nos rats entrainés, dopés et traités au L-NAME, nous avons observé une altération de la performance physique avec une mortalité importante (51%). Une HTA sévères'est développée chez ces rats, avec des valeurs de pression artérielle (> 220 mmHg) bien plusélevées que celles des rats recevant le L-NAME seul, associée à une altération de la vasorelaxation NO-dépendante aortique (< 60%). Les rats insuffisants rénaux (IRC) ont eux aussi montré une augmentation de la pression artérielle et une dysfonction endothéliale en réponse àl'acétylcholine au niveau de l'aorte et en réponse à une élévation du flux au niveau de l'artère mésentérique perfusée. Ces différents paramètres ont été améliorés par l'exercice. Les coupes de rein colorées au rouge Sirius ont montré une fibrose accentuée chez les rats CKD. La fibrose, la créatinémie et l'albuminurie ont été diminuées par l'exercice seul mais ont été aggravées chez les rats du groupe CKD+EPO+Ex. L'activité NADPH oxydase et l'expression des Nox4, p67phox etMAPK erk1/2 ont été augmentées chez les les rats CKD. L'exercice ou la rHuEPO ont prévenuces augmentations. Cependant, l'activité de la NAD(P)H oxydase et l’expression des MAPKerk1/2 sont restées élevées dans le rein des rats CKD+EPO+Ex. Nos données suggèrent que l'exercice seul a un effet protecteur contre les dysfonctions vasculaire et rénale et la fibrose rénale. Ces effets protecteurs sont associés à une inhibition de l'activité de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPK erk1/2. Par contre, l'exercice combiné avec le traitement rHuEPO, a des effets délétères sur la structure et la fonction rénale des rats CKD. Ces effets nocifs semblent liés à la stimulation de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPKerk1/2. Malgré les effets protecteurs cardiovasculaire et rénal de l'entraînement physique, ces résultats mettent en évidence que la fonction rénale peut être potentiellement endommagée ainsique la structure du rein en combinant l'exercice avec le traitement rHuEPO dans l'insuffisance rénale. En conclusion, nous pouvons dire que la rHuEPO affecte gravement la fonction cardiovasculaire du rat entraîné présentant une dysfonction endothéliale. Ce risque étant fatal,beaucoup de sportifs, voulant augmenter leur performance, mettent leur vie en danger. Par ailleurs, ayant remarqué les effets délétères au niveau rénal, en associant exercice et traitement rHuEPO dans des conditions expérimentales sur un modèle d'insuffisance rénale, nous suggérons une investigation clinique afin de vérifier la transposition de nos résultats aux patients insuffisants rénaux
The chronic administration of rHuEPO can engender side effects. An increase of the hematocritinduced by rHuEPO, by increasing the erythrocytosis, the blood viscosity and the shear stress onvascular surface, can be responsible of arterial high blood pressure and arterial thrombosis. Thepresence of a normal endothelial function and nitric oxide (NO) can counter the noxious effectsof rHuEPO. On these bases, we studied the cardiovascular effects of a chronic administration ofrHuEPO in various frames: within doping field, to trained rats with L-NAME-induced NOdependentendothelial dysfunction and within the framework of a treatment, to chronic kidneydisease (CKD) rats developing endothelial dysfunction caused by the "5/6 nephrectomy". In ourdoped rats, we observed an important mortality (51%). A severe arterial high blood pressuredeveloped in these rats (> 220 mmHg) associated with an impairment of the NO-dependentvasorelaxation (< 60 %). CKD rats also showed an increase in blood pressure and an endothelialdysfunction, in response to acetylcholine in the aorta and in response to a rise in flow in perfusedmesenteric artery. These parameters were improved by exercise. Kidney sections stained withSirius red showed marked fibrosis in CKD rats. Fibrosis, creatinine and albumin were decreasedby exercise alone but were increased in rats from the CKD + EPO + Ex group. NAD(P)H oxidaseactivity and the expression of Nox4, p67phox, and MAPK erk1/2 were increased in CKDrats. Exercise or rHuEPO prevented these increases. However, the NAD(P)H oxidase activityand the expression of MAPK erk1/2 remained high in the kidney of rats from the CKD+EPO+Exgroup. Our data suggest that exercise alone has a protective effect against vascular and renaldysfunction and renal fibrosis. These protective effects are linked to the downregulation of theNADPH oxidase activity and MAPK erk1/2 signaling pathways. However, exercise combinedwith rHuEPO treatment has deleterious effects on kidney structure and function in CKDrats. These adverse effects appear to be related to the stimulation of NADPH oxidase and MAPKerk1/2 signaling pathways. Despite the cardiovascular and renal protective effects of physicaltraining, these results highlight the potentially damaging renal function and structure bycombining exercise with rHuEPO therapy in renal failure. In conclusion, we can say that therHuEPO affects seriously cardiovascular function in trained rat with endothelial dysfunction. Thisrisk being fatal, many sportsmen, looking to increase their performance, put their life in danger.Moreover, having noticed the deleterious effects in the kidney by combining exercise andrHuEPO therapy under experimental conditions on a model of renal failure, we suggest a clinicalinvestigation to verify the transposition of our results to patients with renal failure

L'insuffisance rénale chronique (IRC) est associée à une importante morbidité et mortalité cardio-vasculaire, à laquelle participent l'inflammation chronique, le stress oxydant et la dysfonction endothéliale. Les toxines urémiques sont des solutés s'accumulant dans le sérum et les tissus des patients IRC. Parmi elles, les toxines urémiques liées aux protéines sont mal épurées par la dialyse, et ont une toxicité endothéliale démontrée in vitro. Nous avons démontré que l'indoxyl sulfate (IS), une toxine liée aux protéines, induit la production de radicaux oxygénés (ROS) par les cellules endothéliales en culture (HUVEC), par le biais de l'activation de la NADP(H) oxydase, et par une déplétion en glutathion intracellulaire. Ce stress oxydant était induit par des concentrations d'IS rencontrées dans le sérum des patients IRC. Les patients IRC ont un niveau élevé de microparticules endothéliales (MPE), marqueur d'activation et de lésion endothéliale, et un nombre diminué de progéniteurs endothéliaux circulants (PEC), qui représentent les capacités de réparation de l'endothélium lésé. Nous avons souhaité étudier si les toxines urémiques jouaient un rôle dans ce déséquilibre. Chez des patients hémodialysés (HD), nous avons démontré que le nombre de PEC CD34+/CD133+ était inversement corrélé aux taux de 3 toxines urémiques, l'indole-3-acétique acide (IAA, une toxine proche de l'IS) et la ß2 microglobuline. In vitro, l'IAA induit l'apoptose des progéniteurs CD133+, et cet effet est imbibé par l'ajout d'érythropoïétine (EPO) au milieu de culture. Le sérum urémique induit l'apoptose des PEC. Bien que le nombre des PEC soit diminué chez les patients HD par rapport aux contrôles, leur nombre est positivement corrélé à 2 marqueurs de lésion vasculaire : le nombre de MPE, et la rigidité artérielle évaluée par la vitesse de l'onde de pouls aortique. Cela suggère que les PEC restent mobilisables chez les patients HD, en réponse aux lésions vasculaires, peut-être en partie grâce à leur traitement par EPO. En conclusion, les toxines urémiques participent à la dysfonction endothéliale des patients IRC, en augmentant le stress oxydant endothélial et la libération de MPE, et réduisent les capacités de réparation endothéliale en diminuant la survie des PEC
Chronic kidney disease (CKD) is associated with dramatically increased cardio-vascular morbidity and mortality. Not only do traditional risk factors explain this accelerated atherosclerosis, but also chronic inflammation, oxidative stress and endothelial dysfunction. Uremic toxins are solutes accumulating in serum and tissues of CKD patients. Among them, protein-bound uremic toxins are poorly removed by haemodialysis (HD), and have shown deleterious effects on cultured endothelial cells (HUVEC). We showed that indoxyl suphate (IS), a protein-bound toxin, induces reactive oxygen species production in HUVEC, through activation of NAD(P)H oxidase, and intracellular glutathione depletion. This induction of oxidative stress was observed for concentrations of IS found in CKD patients. CKD patients exhibit high levels of endothelial microparticles (EMP), a marker of endothelial lesion, and low levels of endothelial progenitor cells (EPC), originating from bone marrow and implied in endothelial repair. We asked whetehr uremic toxins could play a role in this imbalance. In HD patients, we showed that the number of CD34+/CD133+ EPC was inversely correlated with the serum levels of two uremic toxins, indole-3-acetic acid (IAA, a protein-bound uremic toxin close to IS) and ß2microglobulin. In vitro, IAA induced apoptosis of CD133+ cells, unless erythropoietin was added to the medium. Uremic serum induced EPC apoptosis. Although endothelial progenitor cell number was reduced in CKD patients compared to healthy controls, it was positively correlated with two markers of vascular lesion : the number of EMP in serum, and the pulse wave velocity reflecting arterial stifness. This suggests that EPC can be mobilized in the circulation upon vessel injury, in spite of uremic toxicity, and maybe thanks to erythropoietin treatment in HD patients. In conclusion, uremic toxins induce endothelial dysfunction, assessed by increased endothelial oxidative stress and shedding of EMP, and reduce regeneration capacities of endothelium. They are probably key actors in cardio-vascular risk of CKD patients

Nous ne sommes plus autorisés à parler de la BPCO comme d'une simple maladie respiratoire mais plutôt comme une maladie générale. Parmi les atteintes systémiques, la dysfonction musculaire apparaît comme un facteur clé dans la physiopathologie de la BPCO car elle domine l'évolution de la maladie. Par ailleurs, le mystère autour de l'origine exacte de cette dysfonction reste encore entier. Il est maintenant bien établi qu'au cours des épisodes d'exacerbations, la dysfonction musculaire atteint son paroxysme, de plus en absence d'accompagnement musculaire spécifique la récupération est quasi nulle. Ainsi, les objectifs de ce travail de thèse ont étés la compréhension des mécanismes impliqués, d'une part, dans la dysfonction musculaire périphérique des patients BPCO stables et instables (après épisode d'exacerbation) et, d'autre part, dans l'amélioration de la fonction musculaire après différents programmes de réentraînements à l'effort. Dans le cadre de notre première étude, nous avons rapporté que l'oxydation des protéines, plus particulièrement les protéines mitochondriales était plus élevée dans le quadriceps des patients avec une BPCO stable. De plus, nous avons montré que les épisodes d'exacerbations sont associés à une augmentation de l'oxydation des protéines, au niveau mitochondriales et contractiles, corrélée à une dysfonction musculaire. Dans un second temps, nous avons envisagé un réentrainement par électrostimulation chez les patients en cours d'exacerbation et un réentrainement individualisé au seuil ventilatoire (intensité modérée) pour les patients cliniquement stables. Nos résultats indiquent que les deux programmes d'entraînement proposés préviennent le stress oxydant musculaire et améliorent la fonction musculaire périphérique chez les patients BPCO. Cependant, les adaptations mitochondriales restent limitées chez les patients BPCO stables comparativement aux sujets contrôles. En conclusion, nos résultats montrent que les protéines contractiles et mitochondriales sont la cible d'une augmentation du stress oxydant musculaire particulièrement au cours d'une exacerbation. Par ailleurs, des programmes de réentraînement adaptés à la sévérité de la fonction musculaire préviennent les dommages liés au stress oxydant musculaire et contribuent à l'amélioration de la fonction musculaire périphérique. Ainsi, nous pensons que nos résultats pourront probablement favoriser l'amélioration de la prescription du réentraînement à l'effort chez les patients BPCO
We are no longer allowed to consider COPD as a simple respiratory disease but rather as a systemic disease. Among the systemic effects, muscle dysfunction appears to be a key factor in the pathogenesis of COPD because it strongly influences how the disease will progress. However, the exact origin of muscle dysfunction is still unknown. It is acknowledged that during COPD exacerbations muscle dysfunction is worsened and that, in the absence of post-exacerbation muscle training, recovery is slow and partial. Thus, the objectives of this thesis were first to try to understand the cellular mechanisms involved in the peripheral muscle dysfunction in patients with stable and unstable (after exacerbations) COPD and, then, to assess different programs of physical training to improve muscle function in such patients.Concerning the identification of the mechanisms underlying peripheral muscle dysfunction, we found that protein oxidation, particularly mitochondrial protein oxidation, is higher in the quadriceps of patients with stable COPD than in control subjects. In addition, we have shown that COPD exacerbations are associated with increased muscle oxidative damage of mitochondrial and contractile proteins that is correlated with the level of muscle dysfunction. We then assessed a training protocol using neuromuscular electrostimulation for patients during COPD exacerbation and a training program of moderate intensity (ventilatory threshold) for clinically stable patients. Our results indicate that the two training programs prevent oxidative stress and improve muscle function in COPD patients. However, mitochondrial adaptation is limited in patients with stable COPD compared with controls. In conclusion, our results show that contractile and mitochondrial proteins are the target of increased oxidative stress particularly during COPD exacerbation. However, training programs tailored to the severity of muscle dysfunction can prevent further oxidative damage and contribute to improving muscle function. Our findings might help improving the choice of training programs for patients with COPD

Le rôle de l'endothélium vasculaire dans les pathologies cardiovasculaires a gagné un intérêt croissant au cours des dernières années de recherche. Autrefois considéré comme un tissu inerte, celui-ci s'est peu à peu doté de propriétés d'interaction et de régulation qui sont à la base même de l'homéostasie du système cardiovasculaire. Les capacités d'interaction de l'endothélium avec son environnement direct ne facilitent pas son étude in vitro lorsque les cellules endothéliales sont cultivées hors de tout contexte physiologique. Le développement d'un modèle in vitro permettant de recréer et de moduler de façon indépendante les paramètres physico-chimiques du micro-environnement endothélial (forces de cisaillement pariétal, pression hydrostatique, pression partielle en oxygène) s'avère nécessaire afin d'évaluer finement les relations qui les lient. Le système des rollers permet d'évaluer de façon chronique et de façon indépendante des paramètres physiques (forces de cisaillement pariétal), chimiques (pression partielle en oxygène) et physiologiques (substances vasoactives). Les études récentes ayant mis l'accent sur le rôle primordial de la balance oxydo-réductrice de la cellule endothéliale dans la survenue ou non de phénomènes pathologiques, nous nous sommes intéressés aux réponses cellulaires pour différentes conditions micro-environnementales. Nos résultats montrent que l'augmentation des forces de cisaillement pariétal induisent un stress oxydant transitoire ainsi qu'une induction pérenne des systèmes de défense anti-oxydant alors qu'une diminution chronique semble provoquer un déséquilibre de la balance oxydo-réductrice cellulaire. L'hypoxie ne provoque pas la génération d'espèces radicalaires mais module le stress oxydant induit par le flux et augmente la biodisponibilité du monoxyde d'azote produit. L'étude de l'angiotensine II a montré un effet anti-oxydant prédominant de la voie des récepteurs AT2 sur les cellules endothéliales coronaires alors que les effets pro-inflammatoires et pro-oxydant du TNF alpha sont plus marquées sur les cellules ayant subi une diminution chronique de flux. Ainsi, il apparaît que le micro-environnement physico-chimique des cellules endothéliales module fortement leur physiologie et leurs réponses aux stress exogènes. Le rôle de l'hypoxie au niveau tissulaire ainsi que le type cellulaire impliqué dans l'oxyception restent à déterminer au moyen de systèmes de co-culture cardiomyocytes/cellules endothéliales. Par ailleurs, l'action prédominante de la voie AT2 au niveau de l'endothélium coronaire ouvre une voie de recherche supplémentaire pour le développement de stratégies thérapeutiques. En conclusion, le modèle développé permet d'évaluer finement et de façon chronique les interrelations qui existent entre l'endothélium et son environnement tant physico-chimique qu'humoral. Le concept de culture dynamique des cellules endothéliales apparaît alors primordial pour le développement d'études offrant une alternative à l'expérimentation animale
Vascular endothelium role in cardiovascular diseases has gained more and more interest for a few years. Being considered just as a barrier, research gave it many properties which became the foundations of cardiovascular homeostasis. As endothelium may interact with its micro-environment, in vitro studies are not easy since endothelial cells are grown under non-physiological conditions. Development of an in vitro model which could simulate and modulate independently physical, chemical and physiological parameters of endothelium micro-environment appears to be necessary for the in vitro studies relevance. The "Roller" system allows study in a chronic and independent fashion those parameters. As recent studies pointed out the crucial role of oxidative status of endothelial cells into the outcome of physio-pathological events, we have been interested in endothelial oxidative status cellular responses when exposed to various micro-environmental conditions. Our results show that shear stress increase induces transient oxidative stress as well as long-term anti-oxidant enzymatic systems; chronic decrease in shear stress seems to induce an imbalance in endothelial cell oxidative state. Hypoxia did not induce reactive oxygen species production but modulates flow-induced oxidative stress and enhances NO bioavailability. Angiotensin II showed a dominant anti-oxidant effect mediated by AT2 receptors and pro-inflammatory and pro-oxidant TNF alpha effects were stronger when cells had undergone chronic flow decrease. Then, it appears that micro-environment strongly affects endothelial cell in culture and their response to exogenous stresses. Hypoxia role and mechanism at the tissue level remains to be assessed with co-culture systems (cardiomyocytes/endothelial cells). Furthermore, AT2 receptor presence at the coronary level could lead to novel research in terms of therapeutical strategies. To conclude, this model allows fine and chronic evaluation of endothelium interaction with its environment. Dynamic culture concept appears to be uncircumventable for development of studies which could offer an alternative to animal experimentation

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est une pathologie respiratoire chronique présentant de nombreuses comorbidités. La faiblesse musculaire, caractérisée par une diminution de la force musculaire (de 30% en moyenne par rapport aux sujets sains) en dehors de tout état de fatigue, est une complication majeure de la pathologie impactant très largement la vie des patients. La production de force dépend de deux processus physiologiques : la capacité du système nerveux à activer le muscle et la capacité du muscle à réaliser une contraction. Ces deux processus sont défaillants dans la BPCO. Cependant, si les altérations du muscle du patient atteint de BPCO sont bien documentées, les mécanismes impliqués dans la production d’une commande motrice non-optimale sont quant à eux mal compris. Le but de ce travail de thèse était donc d’identifier les mécanismes responsables de l’altération de la commande motrice chez les patients atteints de BPCO. Nos travaux ont confirmé l’existence d’une commande motrice réduite, par rapport à des sujets sains. L’utilisation de neuromodulation chez les patients n’a pas permis d’augmenter l’excitabilité corticale et la commande motrice, donc d’évaluer s’il existait des réseaux neuronaux latents chez les BPCO. Nous avons démontré qu’il existait une altération de la connectivité entre les hémisphères cérébraux des patients par rapport à des sujets sains et que l’activation des aires motrices ipsilatérales des patients n’était pas altérée lors de la production de force. Enfin, nous avons montré que les traitements psychoactifs, prescrits pour traiter le syndrome anxio-dépressif, étaient fortement prévalents dans la BPCO. Nous avons montré qu’ils induisent une réduction de l’excitabilité et une augmentation de l’inhibition au niveau cortical, ainsi qu’une altération de la commande motrice. Cependant, l’absence de répercussions sur la force volontaire suggère la présence d’un mécanisme compensatoire
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a respiratory pathology associated with several repercussions. The muscle weakness, characterized by a reduction of the muscle strength (30% on average, compared to healthy individuals) without any fatigue, is a major repercussion of the disease. Strength production relies on two physiological processes: the nervous system ability to activate the muscles and the capacity of the muscles to perform a contraction. Both these processes are impaired in COPD. However, while the muscles alterations are well documented, the mechanisms involved in the production of a non-optimal motor command are not fully understood. The aim of this thesis was therefore to identify the mechanisms involved in the motor command alteration in COPD patients. Our work confirmed the existence of a reduced motor command in COPD, compared to healthy subjects. The application of neuromodulation in patients failed to increase cortical excitability and motor command, and consequently to determine whether latent motor networks exists in COPD. We then demonstrated that the connectivity was altered between the brain hemispheres in COPD and that the ipsilateral motor areas activation was preserved in patients during force generation. Finally, we observed that psychoactive medications, prescribed to manage anxiety and depression, we highly prevalent in COPD. The consumption of these medications was associated with reduced excitability and increased inhibition at the cortical level and with an altered motor command. However, the absence of repercussion on strength suggests the existence of a compensatory mechanism

Le greffon de sang placentaire permet d’accéder aux indications de l’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) en l’absence de disponibilité d’un donneur non apparenté compatible. De part ses propriétés intrinsèques, cette source n’expose pas à un risque plus élevée de réaction de greffon contre l’hôte (GVH) au regard des incompatibilités qu’elle autorise ni à un taux plus élevé de rechutes. En revanche, elle comporte un risque supérieur de non prise de greffe et une reconstitution immunologique post‐greffe retardée responsable d’une morbidité et d’une mortalité liées aux infections. L ‘expansion homéostatique périphérique des lymphocytes T du sang placentaire est un facteur déterminant de l’évolution bénéfique ou défavorable de l’allogreffe de CSH de sang placentaire. Dans les premières semaines post‐greffe, la prolifération homéostatique des cellules T joue un rôle critique par son implication dans l’immunité anti‐tumorale et antiinfectieuse. Cette dualité qui a été le fil conducteur de ce travail de thèse est délicate à maitriser car elle concerne des cellules T dont les propriétés sont tout à fait singulières. Il s’agit de cellules T naïves pour la plupart fraichement émigrées du thymus, leur nombre est limité et elles contiennent un contingent non négligeable des cellules T régulatrices.Dans ce contexte, l’impact d’une lymphodéplétion profonde engendrée par l’utilisation du sérum anti‐lymphocytaire (SAL) est encore largement méconnu et tout particulièrement dans le cadre de l’allogreffe de sang placentaire.La première partie de nos travaux comprend deux études rétrospectives évaluant l’impact du sérum anti‐lymphocytaire dans les greffes de sang placentaires après conditionnement myéloablatif et après conditionnement atténué. Les résultats de ces deux études concordent : le SAL est responsable d’une lymphodéplétion profonde chez le receveur qui diminue le taux de GVH aiguë de grade II à IV sans améliorer notablement la prise de greffe. En revanche, il est associé à une altération de la survie globale en aggravant sévèrement la 6 mortalité liée à la procédure. Dans ces deux études, nous avons retrouvé une augmentation du taux de complications infectieuses chez les receveurs qui ont bénéficié d’un conditionnement avec SAL. Au travers des données recueillies, nous avons également observé que les cellules immunocompétentes présentes dans le sang placentaire sont souvent très altérées : en moyenne, seulement 40% d’entre elles sont viables et vont donc pouvoir participer activement à la reconstitution immunitaire post‐greffe.La constatation de cette fragilité des cellules T de sang de cordon nous a conduit à son évaluation in vitro. L’analyse de la viabilité des lymphocytes T démontre qu’elle est globalement médiocre mais variable en fonction des cordons au cours des tous premiers jours de culture sans que les conditions de recueil ou de stockage ne puissent être incriminées. Cette viabilité peut être améliorée par l’exposition quotidienne des cellules T à de faible dose (100 pg/mL) d’interleukine‐7 (IL‐7) sans potentialiser la réponse allogénique. Le risque in vivo d’augmenter significativement l’alloréactivité en utilisant l’IL‐7 avec des greffons non‐manipulés ne peut être occulté. Toutefois, les résultats obtenus in vitro lors de la stimulation allogénique des cellules T de sang de cordon en présence d’IL‐7 montre qu’à faibles doses, celle‐ci améliore préférentiellement la viabilité des lymphocytes quiescents, non engagés dans la réponse alloréactive.L’ensemble de ces résultats souligne l’intérêt d’une connaissance précise non seulement de la quantité mais aussi de la qualité des cellules T de sang de cordon infusées lors de l’allogreffe. Les thérapeutiques actuelles et à venir bloquant leur réactivité ou au contraire potentialisant leur viabilité doivent intégrer cette donnée pour mieux maitriser leur action potentielle et l’adapter au cas par cas
The placental blood graft provides access to indications for hematopoietic stem cell transplantation (CSH) in the absence of availability of a compatible unrelated donor

La faiblesse des muscles périphériques, définie par une diminution de la force maximale volontaire en dehors de tout état de fatigue neuromusculaire, est une complication fréquente de la broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO). La force maximale volontaire dépend à la fois des propriétés musculaires périphériques (i.e. volume et architecture musculaire, qualités contractiles) et de la capacité du système nerveux à activer le muscle maximalement. Dans la BPCO, plusieurs travaux ont souligné l'existence paradoxale d'une perte de force maximale volontaire sans altérations musculaires périphériques et sans qu'un déficit d'activation volontaire n'ait clairement été identifié. Pourtant, les patients atteints de BPCO présentent de nombreuses altérations du système nerveux, compatibles avec une capacité d'activation volontaire altérée.L'objectif de ce travail de thèse était donc de tester l'implication du système nerveux dans la faiblesse musculaire de la BPCO et d'en déterminer les mécanismes sous-jacents. Au cours de nos travaux, nous avons mis en évidence une activité corticale diminuée dans la BPCO lors de contractions maximales et sous-maximales volontaires. Nous avons par ailleurs rapporté une perte d'excitabilité du cortex moteur et un déficit d'activation volontaire spécifique aux patients atteints de faiblesse musculaire. Ces résultats sont en accord avec une implication des altérations cérébrales dans la faiblesse musculaire périphérique de la BPCO. Nous sommes ensuite parvenus à identifier une origine potentielle des altérations cérébrales : les désaturations en O2 au cours du sommeil avec mouvements non-rapides des yeux (NREM). Cette hypothèse a été corroborée par l'observation d'un niveau d'activation volontaire réduit chez les patients désatureurs en sommeil NREM. En revanche, aucune répercussion significative n'a pu être observée sur la force maximale volontaire de ces patients, suggérant l'existence d'un mécanisme compensatoire. In fine, nos résultats constituent une avancée importante dans la compréhension du phénomène de faiblesse musculaire, classiquement attribué à la seule perte de masse musculaire. L'implication du système nerveux central dans la faiblesse musculaire ouvre notamment la voie à de nouvelles modalités de prise en charge par des approches spécifiques, dans l'optique de lutter contre la faiblesse musculaire et ses multiples répercussions négatives dans la vie du patient atteint de BPCO
Peripheral muscle weakness, as defined by a reduced voluntary strength outside any state of neuromuscular fatigue, is a common complication of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Maximal voluntary strength is determined by both peripheral muscle properties (i.e. muscle volume and architecture, contractile quality) and the nervous system's ability to activate the muscle maximally. In COPD, many studies highlighted the paradoxical existence of maximal voluntary strength loss without any peripheral muscle impairment, and without a clearly identified voluntary activation deficit. However, patients with COPD exhibited several nervous system alterations compatible with a reduced maximal voluntary activation capacity. The aim of this thesis was to test the nervous system implication in COPD muscle weakness and to determine the involved mechanisms. As major results, we found a reduced cortical activity in COPD during maximal and sub-maximal voluntary contractions. Furthermore, we reported reduced motor cortex excitability and voluntary activation deficit, specifically in patients with muscle weakness. These results are in accordance with an involvement of cortical alterations in COPD muscle weakness. Then, we indentified a potential origin for cortical alterations: O2 desaturation during non-rapid eye movement (NREM) sleep. This hypothesis has been corroborated by the observation of a reduced voluntary activation in patients with NREM sleep desaturation. However, no significant repercussion could have been observed on maximal voluntary strength in these patients, suggesting a compensatory mechanism.Our results are an important step forward in understanding the COPD muscle weakness that was classically attributed to loss of muscle mass only. The involvement of the central nervous system in COPD muscle weakness also brings about new patient care opportunities via tailored approaches, in order to fight against muscle weakness and its deleterious consequences on a patient's life

Le syndrome d’apnées obstructives du sommeil (SAOS) est associé à une forte morbi-mortalité cardiovasculaire. L’hypoxie intermittente (HI), conséquence majeure des apnées, est à l’origine d’un stress oxydant, d’une activation de HIF-1 (hypoxia inducible factor 1) et d’une expression d’endothéline (ET-1), tous impliqués dans les complications cardiovasculaires liées à l’HI.Dans un premier temps, nous avons démontré que l’HI augmentait l’incidence des arythmies ventriculaires létales associées à l’ischémie myocardique. Parmi les mécanismes potentiels impliqués, l’analyse spectrale de la variabilité de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle et le dosage des catécholamines ont mis en évidence une activation sympathique chez les animaux exposés à l’HI. L’HI est également à l’origine d’altérations de la repolarisation ventriculaire (allongement du QTc et du Tpeak-Tend) et d’une dispersion du gradient transmural (allongement de la durée du potentiel d’action endocardique) associées à une augmentation de l’expression de canaux calciques de type LTCC et TRPC dans l’endocarde.Dans la seconde partie de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés aux perturbations de l’homéostasie du zinc en réponse au stress oxydant causé par l’ischémie-reperfusion (IR) ou par l’HI et aux propriétés cardioprotectives de la supplémentation en zinc dans ce contexte. Nous avons montré que l’IR et l’HI induisaient une diminution des concentrations de zinc myocardiques et plasmatiques, respectivement. Nous avons mis en évidence les effets bénéfiques de la supplémentation en zinc vis-à-vis des arythmies ventriculaires et des altérations myocardiques induites par l’IR. L’administration de zinc lors de la reperfusion a également permis d’abolir l’augmentation de la taille d’infarctus induite par l’exposition chronique à l’HI.Finalement, nous avons étudié les effets de la déplétion en zinc sur des cellules endothéliales à l’aide d’un chélateur spécifique du zinc, le TPEN. Nous avons observé que l’exposition des cellules au TPEN entraînait une translocation nucléaire de HIF-1α et une augmentation de la sécrétion d’ET-1 avec, comme conséquence, une augmentation de la capacité migratoire des cellules endothéliales. Ainsi, une déplétion en zinc semble conduire à une activation de l’axe HIF-1-ET-1 connu pour ses effets délétères lors de l’HI.En résumé, l’exposition chronique à l’HI exacerbe les arythmies et augmente la taille d’infarctus lors de l’IR. L’activation sympathique, le stress oxydant et l’altération de l’homéostasie du zinc pourraient être impliqués. L’utilisation d’outils pharmacologiques permettrait de confirmer leur rôle et potentiellement de prévenir les altérations cardiovasculaires liées à l’HI et au SAOS
Obstructive sleep apnea (OSA) is associated with increased cardiovascular morbidity and mortality. Intermittent hypoxia (IH), one of the major consequences of apneas, leads to oxidative stress, activation of HIF-1 (hypoxia inducible factor 1) and endothelin (ET-1) expression, all known to play an important role in the cardiovascular consequences of OSA.First, we have demonstrated that IH increases the incidence of ischemia-related lethal ventricular arrhythmias. Among the potential mechanisms involved, spectral analysis of heart rate and blood pressure variability and catecholamine assay, showed a sympathetic activation in animals exposed to IH. IH was also responsible for alterations in ventricular repolarisation (increased QTc and Tpeak-Tend intervals) and dispersion of the transmural gradient (increased endocardial action potential duration). These alterations were associated with increased expression of endocardial LTCC and TRPC calcium channels.The second part of the thesis aimed at investigating zinc homeostasis in response to the oxidative stress induced by ischemia-reperfusion (IR) or IH as well as the beneficial effects of zinc supplementation in this context. We observed that IR and IH induced a decrease in myocardial and plasma zinc concentrations, respectively. We also highlighted the protective effects of zinc supplementation during reperfusion against the ventricular arrhythmias and myocardial dysfunction induced by IR. Zinc administration during reperfusion also abolished the increase in infarct size induced by chronic IH exposure.Finally, we investigated the effects of zinc depletion in endothelial cells exposed to TPEN, a specific zinc chelator. We observed that TPEN induced a nuclear translocation of HIF-1α and an increase in ET-1 secretion with a resulting increase in endothelial cell migration. Thus, zinc depletion appears to promote activation of the HIF-1-ET-1 axis, known for its deleterious effects upon IH.In summary, chronic IH exposure enhances ventricular arrhythmias and increases infarct size upon myocardial I/R. Sympathetic activation, oxidative stress and alterations of zinc homeostasis appear to be contributing factors. Pharmacological targeting of these alterations should be performed in order to confirm their role as well as to potentially prevent the deleterious cardiovascular consequences of IH and OSA

L’insuffisance rénale chronique (IRC) se définit par un défaut de filtration glomérulaire et est associée à plusieurs désordres. La perturbation de l’homéostasie glucidique en fait partie. L’homéostasie glucidique est contrôlée principalement par l’insuline, soit l’hormone sécrétée en réponse au glucose par les cellules bêta-pancréatiques contenues dans les îlots de Langerhans. La préservation de la fonction de la cellule bêta est essentielle au maintien de l’homéostasie glucidique. Il a été démontré que la sécrétion de l'insuline est altérée au cours l'IRC, cependant les mécanismes demeurent peu connus. Au cours de l’IRC, l’accumulation chronique de toxines urémiques pourrait contribuer à la défaillance de la cellule bêta. L’urée est une toxine urémique majeure et sa toxicité a été récemment rapportée dans plusieurs tissus. Le but de ce mémoire était donc de vérifier le rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC. Nous avons démontré que l’exposition des îlots de souris à des concentrations pathologiques d’urée entraîne une diminution de la sécrétion d’insuline via l’augmentation du stress oxydant et des O-glycosylations. Ce défaut est dû à une perturbation du métabolisme intracellulaire du glucose. Entre autres, nous avons observé une baisse de la glycolyse associée à la réduction de l’activité enzymatique de la phosphofructokinase-1. Ces résultats démontrent un effet toxique direct de l’urée sur la sécrétion d’insuline et permettent de mieux comprendre le mécanisme de dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC.
Chronic kidney disease (CKD) is defined as a glomerular filtration defect and is associated with many disorders. Impaired glucose homeostasis is one of them. Glucose homeostasis is maintained in part by insulin, which is the hormone secreted by the pancreatic beta cells from the islets of Langerhans in response to glucose. The preservation of beta cell function is essential to maintain glucose homeostasis. It has been demonstrated that insulin secretion is altered during CKD; however, the underlying mechanisms remain unknown. In CKD, chronic accumulation of uremic toxins could contribute to beta cell dysfunction. Urea is a major uremic toxin and its toxicity has been recently reported in many tissues. The purpose of this master project was to ascertain the role of urea in pancreatic beta cell dysfunction during CKD. We have demonstrated that exposure of mouse islets to pathological concentrations of urea leads to diminution of insulin secretion via an increase in oxidative stress and O-glycosylation. This defect is due to disturbed intracellular glucose metabolism. Among others, we have observed a reduction in glycolysis associated with a decrease in the activity of phosphofructokinase-1. These results demonstrate a direct toxic effect of urea on insulin secretion and contribute to a better understanding of mechanisms of pancreatic beta cell dysfunction during CKD.

L'hypoventilation alvéolaire chronique est considérée comme un marqueur d'évolution péjorative de différentes pathologies respiratoires. Cependant, son rôle physiopathologique dans différentes dysfonctions systémiques n'a pas été étudié de manière convaincante. Cette thèse avait pour but d'investiguer les conséquences de l'hypoventilation alvéolaire modérée au cours de l'insuffisance respiratoire chronique restrictive et les effets de son traitement par ventilation non-invasive.
Nous avons montré que des patients affectés d'un syndrome obésité-hypoventilation (SOH) avaient une fonction endothéliale plus sévèrement altérée et une inflammation systémique plus importante que les patients obèses simples. La PaCO2 était corrélée à la dysfonction endothéliale (Borel et coll, manuscrit en préparation). Nous avons observé que la proportion d'hypoventilation en sommeil paradoxal, chez les sujets SOH, était associée à une réponse ventilatoire au CO2 abaissée et une somnolence diurne excessive. Pour la première fois, nous avons constaté que la ventilation non invasive nocturne améliorait la vigilance diurne objective (Chouri-Pontarollo et coll, Chest 2007). Nous menons actuellement la première étude randomisée du traitement des patients porteurs d'un SOH par VNI versus observation pendant un mois. L'analyse intermédiaire montrait qu'un mois de VNI nocturne chez les patients SOH améliorait la PaCO2 diurne, la capacité pulmonaire totale, la structure du sommeil, cependant aucun paramètre cardiovasculaire et métabolique n'était modifié.
Chez des patients insuffisants respiratoires chroniques pariéto-restrictifs, la VNI utilisée au cours d'un exercice aigu, augmentait la ventilation et améliorait la tolérance à l'effort (Borel et coll, Resp Med 2008). Chez ces mêmes patients, un réentrainement à l'effort sous VNI n'apportait pas de bénéfices additionnels par rapport à un réentrainement en ventilation spontanée sauf chez les patients les plus sévères. Ces derniers, amélioraient leur périmètre de marche et leur qualité de vie. Leur fatigue en particulier était améliorée s'ils s'étaient réentraînés sous VNI (Borel et coll, Am Journal of physical med and rehab, 2008, soumis).
Enfin, nous avons analysé l'impact des fuites intentionnelles des masques de VNI sur la performance des appareils de VNI bi-pressionnels. L'augmentation des fuites intentionnelles diminuait les capacités des appareils à atteindre et maintenir la pression de consigne. Ceci pouvait conduire à une diminution du volume délivré au patient, en particulier pour des fuites intentionnelles supérieures à 40 L.min-1 à 14 cm H2O de pression (Borel et al, Chest, sous presse).
Conclusion : L'hypoventilation alvéolaire chronique peut-être considéré comme un déterminant physiopathologique de la dysfonction endothéliale, de l'inflammation, de la somnolence, et de l'intolérance à l'effort. La VNI, utilisée au cours des efforts, permet d'améliorer les capacités d'exercice et la qualité de vie des patients insuffisants respiratoires restrictifs les plus sévères. Malgré les limites technologiques des appareils de VNI bi-pressionnels utilisés actuellement, la VNI corrige l'hypoventilation alvéolaire des patients SOH, cependant les effets sur l'inflammation, la dysfonction endothéliale restent incertains à cours et long terme chez ces sujets obèses.