Notre première étude épidémiologique s'est intéressée aux causes et facteurs de l'obésité juvénile au Liban. Elle montre que 17.1 % des adolescents Libanais sont en surpoids et 4.5% sont obèses. Les garçons sont plus en surpoids et obèses comparés aux filles (23% et 8.1% vs 12.7 et 1.8%). L'obésité, surtout chez les garçons, est associée à des habitudes sédentaires, à une déstructuration alimentaire et à un statut socioéconomique élevé. L'excès de masse grasse et les désordres métaboliques et hormonaux associés à l'obésité, surtout chez les adolescentes, aggravent le stress oxydant (SO). Ainsi, dans notre deuxième étude nous avons examiné l'effet de l'insulino‐résistance (IR) et de l'inflammation dans la survenue du SO au repos et en réponse à un exercice exhaustif chez les adolescentes en surpoids. Ces dernières présentent un SO plus élevé au repos (diminution du rapport GSH/GSSG, α‐tocophérol et GPx) et en réponse à un exercice exhaustif (augmentation F2‐Isop, ROOH, MPO) en comparaison aux adolescentes non obèses. Ce SO est corrélé à la composition corporelle et à l'IR et à l'inflammation basales. Toutefois, le paramètre déterminant du SO post‐exercice dans le groupe en surpoids était la surconsommation d'oxygène. L'entraînement aérobie est connu pour augmenter la résistance de l'organisme contre le SO induit par l'exercice chez le sujet sain. Notre dernier objectif, a été d'examiner l'effet de 3 mois d'entraînement aérobie multivarié sur le SO post‐exercice chez des adolescentes en surpoids. L'entraînement, en améliorant la composition corporelle chez les adolescentes en surpoids, a atténué la peroxidation lipidique et l'inflammation post‐exercice (F2‐IsoP, ROOH, LDLox, MPO) renforçant ainsi la tolérance de l'organisme vis‐à‐vis du SO induit par l'exercice

Dans les années qui ont suivi l'apparition de l'infection par le VIH, la priorité était donnée à la recherche thérapeutique. Depuis l'introduction des trithérapies antirétrovirales en 1996, la mortalité et la morbidité liées du VIH ont fortement chuté. Cependant, l'épidémie reste très active, notamment chez les hommes ayant des relations sexuelles avec d'autres hommes (HSH), signifiant la nécessité d'un changement de paradigmes en termes de dépistage et de prévention. Cette thèse suit l'évolution d'une partie de la recherche en épidémiologie du VIH dans les pays du Nord, en s'intéressant d'abord à l'efficacité des traitements pour ensuite s'orienter vers les limites et les nouvelles stratégies de dépistage du VIH et enfin aborder le thème de la prévention. Elle regroupe cinq études épidémiologiques conduites en France.La première étude, conduite chez 175 patients infectés par le VIH-1 et naïfs de traitement antirétroviral, a montré que le lopinavir/ritonavir était efficace quelques soient les polymorphismes portés par la protéase virale. La seconde étude, basée sur un modèle économique prenant en compte l'évolution des pratiques médicales et l'impact des nouveaux traitements a montré que le coût des soins relatifs au VIH est 535000€ par patient (coût actualisé : 320700€) pour une espérance de vie de 26,5 ans dans les conditions actuelles de prise en charge. Elle met en évidence que le coût annuel d'un patient est d'autant plus élevé qu'il débute la prise en charge à un stade avancé de la maladie (21600€/an s'il accède aux soins en stade sida ou avec un taux de CD4<200/mm3 vs. 19400€ avec un taux de CD4>500/mm3, coûts non actualisés). La troisième étude portant sur 1008 patients VIH nouvellement diagnostiqués, a montré que 93% des patients avaient consulté un médecin généraliste dans les trois années qui précèdent le diagnostic de VIH et que 82% des patients inclus qui consultaient pour des symptômes associés au VIH durant cette période avaient une opportunité manquée de proposition de dépistage du VIH. De même, 55% des HSH qui mentionnaient à une structure de soins leur appartenance à ce groupe à risque, avaient une opportunité manquée de dépistage. La quatrième étude a évalué un dépistage communautaire du VIH auprès des HSH (532 HSH ont été testés dans le cadre de l'étude). Ce dépistage a atteint des personnes à risque d'acquisition du VIH dont un tiers se dépistait peu dans les autres structures de dépistage. Parmi les 15 hommes testés positif (2,8%), 12 (80%) ont reçu la confirmation de leur séropositivité pour le VIH et ont été liés aux soins (médiane des CD4 =550/mm3). La cinquième étude, basée sur un design cas-témoins et menée chez les HSH dans le Nord (53 cas de syphilis précoce et 90 témoins) a mis en évidence la fellation réceptive sans préservatif et l'utilisation de jouets sexuels anaux comme principaux facteurs de risque de la syphilis. Nos résultats montrent les limites des stratégies actuelles de dépistage et sont en faveur d'un dépistage systématique du VIH en routine dans les structures de soins primaires, d'une extension de l'offre de dépistage pour les populations à risque spécifique et d'une prévention renforcée axée sur les mesures de réduction des risques du VIH mais aussi des IST. A l'ère des traitements antirétroviraux efficaces, bien tolérés, mais coûteux, le dépistage et la prévention sont des enjeux de poids dans la maitrise de l'épidémie.

Les lésions iléales de patients atteints de maladie de Crohn (MC) sont anormalement colonisées par Escherichia coli adhérent et invasif (AIEC). Les mutations du gène NOD2 sont un facteur de risque pour la MC iléale et diminuent la clairance bactérienne. Le système immunitaire inné et la flore commensale sont indispensables au maintien de l'intégrité de la barrière intestinale. Le but de notre étude est d'évaluer l'impact d'un déséquilibre de la flore commensale induit par un traitement antibiotique sur la colonisation par AIEC chez des souris sauvages (WT) et NOD2 knock-out (NOD2KO), et les conséquences sur l'inflammation intestinale.MÉTHODE : Après un traitement antibiotique de 3 jours par voie orale, des souris WT et NOD2KO sont infectées avec 10^9 UFC d'AIEC (06362 ou LF82) une fois par jour pendant 2 jours. Les contrôles sont constitués de souris non infectées et de souris infectées sans traitement antibiotique. Les animaux sont sacrifiés à J1, J5 et J60 après l'infection par AIEC. En parallèle, des souris WT sont infectées par AIEC consécutivement à un traitement par dextran sodium sulfate (DSS) et sont sacrifiées 9 jours plus tard. Des échantillons de côlon, d'iléon, et tissus mésentériques sont prélevés pour 1) quantifier AIEC dans les muqueuses colique et iléale, 2) étudier la translocation bactérienne et 3) évaluer les signes d'inflammation histologiques et moléculaires. RÉSULTATS : Sans traitement antibiotique, AIEC n'est pas capable de coloniser les souris WT et NOD2KO. Comparé aux animaux non traités, le traitement antibiotique a permis une augmentation significative de la colonisation des flores adhérentes colique et iléale par AIEC chez les souris WT et NOD2KO. Une colonisation persistante par AIEC était encore observée à J5 uniquement chez les souris NOD2KO, mais n'était plus détectée à J60. La translocation mésentérique d'AIEC était observée uniquement chez les souris NOD2KO. De plus, on remarque une plus grande sensibilité des souris NOD2KO traitées par antibiotiques à la colonisation intestinale par des entérobactéries opportunistes potentiellement pathogènes. Aucun signe d'inflammation intestinale histologique ou moléculaire n'est observé chez les souris WT et NOD2KO traitées par antibiotiques et infectées par AIEC. Au cours de la colite induite par le DSS, une colonisation et une persistance d'AIEC ont été observés dans le côlon. De plus, une augmentation dramatique des paramètres clinique, histologique et moléculaire de la colite a été observé chez les souris infectées par AIEC mais pas chez les souris infectées par une souche d'E. coli commensale.CONCLUSION : Le traitement antibiotique était nécessaire à la colonisation de l'intestin et des tissus mésentériques par AIEC, et la persistance d'AIEC était dépendante de NOD2. AIEC a exacerbé une colite préexistante induite par le DSS chez les souris WT.

Les mécanismes neurologiques responsables du déclenchement et de l'homéostasie du sommeil, et du sommeil paradoxal (SP) en particulier, sont l'objet d'un nombre toujours plus important d'études du fait notamment de l'attention croissante portée aux pathologies associées. Les travaux rapportés dans cette thèse s'inscrivent parfaitement dans cette dynamique puisqu'ils ont pour objectif de mieux caractériser les populations neuronales mises en jeu dans la régulation du SP ainsi que leurs interactions. Dans cette optique, nous avons combiné différentes approches techniques complémentaires à savoir : neuroanatomie fonctionnelle, polysomnographie et pharmacologie sur animal libre de se mouvoir. Nous avons ainsi pu démontrer pour la première fois la nature glutamatergique des neurones du SLD, région pontique jouant un rôle central dans la mise en place du SP. De plus, s'il est généralement admis que ces neurones du SLD sont sous le contrôle de neurones GABAergiques situés au niveau de la partie ventrolatérale de la substance grise périaqueducale (VLPAG), le contrôle de ces derniers est encore soumis à controverse. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent fortement que l'aire latérale de l'hypothalamus (LH) serait responsable de ce contrôle et donc de celui du SP. En effet, la LH est l'afférence majeure à la VLPAG activée lors d'une hypersomnie de SP. En outre, son inactivation par application locale de muscimol entraine la disparition totale du SP et l'activation des neurones GABAergiques de la VLPAG projetant sur le SLD. En parallèle, nous avons étudié le rôle du noyau réticulé paragigantocellulaire dorsal (DPGi) dans la genèse du SP. Bien que le DPGi fût déjà connu pour être responsable de l'inhibition du locus coeruleus (LC) durant les phases de SP, nous apportons ici un certain nombre d'arguments suggérant que le DPGi pourrait être responsable de l'inhibition, non seulement du LC, mais également de l'ensemble des neurones adrénergiques et noradrénergiques. Cela suggère donc que ce noyau joue également un rôle majeur dans la régulation du SP. Les données rapportées dans cette thèse permettent donc de mieux appréhender les mécanismes neuronaux contrôlant la survenue et la régulation du SP. En particulier, ils apportent de nouvelles données en faveur d'un rôle central de l'hypothalamus dans la régulation du SP puisqu'il constituerait le générateur principal de cet état.

Comprendre le processus chirurgical, c'est à dire comprendre le processus d'apprentissage du geste à réaliser, sa préparation, son exécution et enfin son optimisation est un projet ambitieux. Depuis 2008, nous avons mené une collaboration étroite avec l'Innovation Center Computer Assisted Surgery de l'Université de Leipzig en Allemagne et utilisé leur outil, le "Surgical Workflow Editor" qui permet d'enregistrer en direct toute l'activité gestuelle d'un chirurgien sous la forme d'un triplet action-instrument-cible. Nous avons choisi d'étudier des procédures chirurgicales " simples", c'est-à-dire des procédures fréquentes, standardisées et de courte durée. Nous avons donc enregistré au bloc opératoire du service de Neurochirurgie de l'Hôpital Universitaire de Leipzig l'activité gestuelle des chirurgiens réalisant des procédures chirurgicales rachidienne (exérèse d'une hernie discale lombaire) et crânienne (exérèse d'un adénome hypophysaire par voie transsphénoïdale), puis de la même façon, ces procédures ont été enregistrées dans le service de Neurochirurgie de l'Hôpital Universitaire de Rennes. Les résultats ont montré les relations existant dans la pratique chirurgicale entre l'expérience des chirurgiens et la technique gestuelle dans un contexte de chirurgie réelle. Nous avons pu démontrer qu'il existe une réelle optimisation gestuelle évoluant avec la saniorisation des chirurgiens : économie globale du temps d'intervention, économie du nombre de gestes dans les phases les plus stéréotypées particulièrement avec la main dominante, optimisation de la main non dominante dans les phases les plus complexes.

La maladie coronaire d'origine ischémique reste l'une des principales causes de mortalité dans le monde industrialisé. Le traitement de l'ischémie aiguë du myocarde est cependant entré dans une nouvelle ère où la mortalité peut être diminuée de moitié en utilisant des procédures qui permettent un retour rapide du débit sanguin dans la zone ischémique du myocarde, c'est-à-dire la revascularisation. Toutefois, cette reperfusion entraîne par elle-même des complications appelées lésions de la reperfusion qui ont été décrites pour la première fois par Jennings et al., en 1960. Par conséquent, le développement de stratégies cardioprotectrices associées à la reperfusion constitue un besoin majeur en clinique afin d'améliorer la fonction myocardique, de diminuer l'incidence des arythmies, de retarder l'apparition de la mort cardiomyocytaire et de limiter la taille de l'infarctus du myocarde lors de l'ischémie/reperfusion (I/R). La découverte de deux formes principales de mécanismes cardioprotecteurs endogènes, qui consistent en la réalisation de brefs cycles d'I/R appliqués avant l'ischémie (pré-conditionnement ischémique) ou après une longue période d'ischémie au début de la reperfusion (post-conditionnement ischémique), a encouragé la recherche de nouveaux moyens pharmacologiques capables de protéger le myocarde ischémié/reperfusé et a développé nos connaissances sur les bases moléculaires des lésions et de la survie cellulaire au cours des processus d'I/R.L'étude des mécanismes responsables de l'induction de la mort cellulaire a permis de mettre en évidence le rôle prépondérant joué par la mitochondrie et l'augmentation de la perméabilité de ses membranes, induite notamment par la formation/ouverture d'un pore au niveau des points de contacts entre les membranes mitochondriales ; ce pore a été appelé " pore de transition de la perméabilité mitochondriale " (mPTP). L'inhibition de l'ouverture de ce pore apparaît comme une stratégie privilégiée pour protéger le myocarde.De nombreuses études ont montré que les espèces réactives d'oxygène (EROs) jouent un rôle majeur dans les lésions de l'I/R et dans l'ouverture du mPTP. En revanche, il existe peu d'informations claires sur le seuil et la période de production (ischémie et/ou reperfusion) des EROs qui conduisent à l'ouverture du mPTP.Par conséquent, nous avons mis au point un modèle cellulaire d'hypoxie/réoxygénation (H/R) afin d'établir une relation causale entre la production d'EROs, l'ouverture du mPTP et la mort cellulaire tout en explorant le rôle de différents types d'EROs.Ce modèle d'H/R développé sur des cardiomyocytes de rats adultes fraîchement isolés nous a permis de mesurer en temps réel et simultanément la production des EROs, l'ouverture du mPTP et la mort cellulaire. Nous avons montré que la production des EROs débute pendant la période d'hypoxie et que cette production est directement liée à l'augmentation du temps d'hypoxie. Cette production d'EROs à l'hypoxie, plus particulièrement de radicaux hydroxyles et de peroxyde d'hydrogène, a été directement relié, et ceci pour la première fois, à l'ouverture du mPTP et à la mort cellulaire lors de l'H/R.Nous avons utilisé ce modèle pour étudier le mécanisme d'action de deux stratégies pharmacologiques cardioprotectrices, un nouveau ligand de la protéine translocatrice mitochondriale (TSPO), le TRO 40303, et l'activation de la voie RISK (Reperfusion Injury Salvage Kinase) par la morphine. Nous avons ainsi montré que (1) les propriétés cardioprotectrices du TRO40303 sont associées à une inhibition de l'ouverture du mPTP, ce qui n'avait pas pu être démontré au moyen d'expériences réalisées ex vivo et (2) l'activation de la voie RISK par la morphine, qui aboutit à une limitation de la taille d'infarctus associée à une amélioration des fonctions respiratoires mitochondriales, entraîne également une inhibition de l'ouverture du mPTP et un retard de la mort cellulaire des cardiomyocytes isolés soumis à une H/R.La suite logique de ce travail sera de rechercher si l'inhibition du stress oxydant peut constituer un mécanisme commun aux deux stratégies pharmacologiques cardioprotectrices que nous avons décrites en utilisant notre modèle d'H/R. Pour cela, il serait possible d'étendre notre modèle à des animaux génétiquement modifiés pour appréhender plus précisément les phénomènes impliqués dans cette activité antioxydante.A plus long terme, il sera nécessaire d'approfondir nos connaissances sur la production d'EROs pendant l'I/R en recherchant plus spécifiquement l'origine de cette production, notamment le rôle joué par la mitochondrie et l'effet d'autres espèces réactives dans le but de cibler le traitement et de développer de nouvelles stratégies cardioprotectrices.

A l'hôpital, le bloc opératoire représente un environnement à risque pour le patient. La réalisation d'une chirurgie thyroïdienne demeure une tâche complexe dont le résultat dépend de la combinaison d'une multitude de facteurs qui demeurent mal connus. L'application des méthodes de contrôle qualité développées dans l'industrie peut être utile à leur découverte. Pendant quatre années, nous avons suivi la performance collective et individuelle d'une équipe chirurgicale à l'aide de cartes de contrôle. Des cartes de Shewhart et des cartes CUSUM ont été conçues pour analyser les variations des complications de la thyroïdectomie au cours du temps. Leur mise en place s'est accompagnée d'une réduction immédiate des hypocalcémies postopératoires, puis d'une stabilisation progressive des paralysies récurrentielles. La suractivité chirurgicale a été identifiée comme cause à l'origine d'une dégradation momentanée de la performance de l'équipe. Cette expérience de terrain a montré l'applicabilité des cartes de contrôle à la chirurgie thyroïdienne ainsi que leur intérêt pour aider les chirurgiens à interpréter la variabilité de leurs résultats et à maitriser les facteurs y concourant. Cependant, seules des actions concrètes destinées à améliorer la qualité de la prise en charge peuvent réduire la survenue de complications opératoires. Leur conception implique de mieux comprendre les facteurs influençant la performance du chirurgien et le travail en équipe au bloc opératoire pour garantir la sécurité du patient.

Le microbiote intestinal constitue un réservoir d'activités enzymatiques riche et varié dont l'expression fait partie intégrante de la physiologie de l'organisme et influe sur sa santé. La mise en évidence par méthodes culturales classiques des Archaea méthanogènes est difficile et n'a permis à ce jour que la mise en évidence de 2 Methanobacteriales hydrogénotrophes au sein de ce microbiote : Methanobrevibacter smithii et Methanosphaera stadtmanae. Les travaux de cette thèse ont eu pour but d'apporter une vision moléculaire nouvelle de la diversité des Archaea méthanogènes du microbiote et de rechercher l'influence de l'âge sur ces communautés. Ces travaux ont été menés par analyse d'une partie du cistron mcrA, marqueur moléculaire spécifique de la méthanogenèse, et du gène codant pour l'ARNr 16S. Ces études ont révélé une plus grande diversité des Archea colonisant cet écosystème et ont mis en évidence de nouveaux phylotypes ne pouvant être rattachés à aucun des 5 ordres méthanogènes précédemment décrits. Ils correspondent probablement à d'autres espèces méthanogènes affiliées aux Thermoplasmatales ou cohabitent avec des membres encore inconnus des Thermoplasmatales. Une étude réalisée sur 63 individus répartis en nouveau-nés, adultes et seniors a montré que la fréquence de ces nouveaux phylotypes augmente avec le vieillissement. Ces résultats interrogent à la fois sur l'origine de ces divers organismes et leur présence au sein du mcrobiote intestinal du sujet âgé et soulignent notre relative méconnaissance d'un des trois domaines du vivant.

L'embryologie de la surrénale humaine et la pathogénie de l'hypoplasie congénitale des surrénales sont mal connues et complexes. L'une pouvant expliquer l'autre, nous présentons, à partir de 119 fœtus humains normaux de12 à 36 semaines de développement (SD), une étude cinétique histologique et moléculaire de la surrénale fœtale et nous décrivons 3 cas d'hypoplasie surrénalienne. Après un rappel des mécanismes moléculaires connus, régulant ensemble l'embryologie surrénalienne, gonadique et hypophysaire et ceux de l'hypoplasie surrénale congénitale, nous présentons nos résultats. Dans la corticosurrénale humaine fœtale normale, les cellules du cortex permanent prolifèrent et, dès la 12ème SD, expriment la NCAM, la 3β-HSD et la P450 c21. Elles ont la capacité de synthétiser des minéralocorticoïdes et/ou du cortisol. Les cellules du cortex fœtal ne prolifèrent pas et expriment ni la 3β-HSD, ni la NCAM. La médullosurrénale est formée par des neuroblastes immatures (CgA-, NCAM+) qui migrent et prolifèrent de la périphérie vers le centre de la glande, où ils se différencient en neuroblastes matures (CgA+). Dans les deux cas d'hypoplasie surrénale de type anencéphalique, avec absence de mutation de DAX-1 et de SF-1, la dysembryoplasie surrénalienne est probablement d'origine hypophysaire, par absence de cellules gonadotropes. Dans le 3ème cas, jamais décrit, associant un RCIU, une hypoplasie surrénalienne congénitale, une ambiguïté sexuelle, une absence de différenciation des cellules antéhypophysaires, l'absence de mutation de gènes connus (DAX-1, SF-1, SRY, FGF9, SOX2, SOX3, SOX5 et SOX9) suggère l'existence de nouveaux gènes régulant la différenciation précoce de ces trois glandes endocrines.

La tomographie de cohérence optique (OCT) est une technique d'imagerie non invasive, fondée sur le principe de I'interférométrie. Elle est maintenant un examen classique pour le dépistage et le suivi des affections rétiniennes, notamment des dégénérescences maculaires. C'est dans ce cadre que s'inscrit le premier objectif de ces travaux de thèse, où nous proposons une nouvelle méthode de segmentation des images OCT de sujets sains. Les principales difficultés sont liées au bruit des images, à la variabilité de la morphologie d'un patient à l'autre et aux interfaces mal définies entre les différentes couches. Notre nouvelle approche est fondée sur des algorithmes de segmentation plus globaux. Ainsi. huit couches rétiniennes peuvent étre détectées, y compris les segments internes (IS) des photorécepteurs. L'évolution lente des maladies rétiniennes pose le problème de l'évaluation de ces thérapeutiques. C'est dans ce cadre que s'inscrit le second objectif de cette thèse, où nous étendons le champ d'application des méthodes développées pour les sujets sains aux sujets atteints de rétinopathie pigmentaire. Nous avons ainsi développé un nouveau modèle paramétrique déformable qui intègre les informations a priori en ajoutant une contrainte de parallélisme. Dans les cas sains et pathologiques, nous avons réalisé une évaluation exhaustive qualitative et quantitative. Les résultats de segmentation automatique ont été comparés avec les segmentations manuelles réalisées par différents experts.Ces évaluations montrent une très bonne concordance et une forte corrélation entre les segmentations automatiques et les segmentations faites manuellement par un expert.