A travers leur alimentation, les consommateurs sont exposés à plusieurs substances chimiques simultanément qui peuvent avoir des effets combinés délétères sur la santé. Six mélanges de contaminants alimentaires auxquels la population française est exposée ont été définis en couplant des données individuelles de consommation et de contamination des aliments. L'objectif de cette thèse était d'étudier in vitro les effets génotoxiques de ces mélanges en utilisant de nouvelles approches. L'étude a montré que deux mélanges étaient génotoxiques et mutagènes, à des concentrations où les composés pris individuellement n'ont aucun effet, suggérant un effet combiné non additif. Nous avons également observé que, pour ces mélange, les effets sont conduits par deux métaux lourds et que leurs effets sont synergiques. Enfin, nous avons achevé cette étude en fournissant des informations détaillées sur les mécanismes d'action des mélanges permettant de mieux comprendre les interactions observées. / Through diet, people are exposed simultaneously to a variety of contaminants that could have combined adverse effects on human health. Six food contaminant mixtures to which the French population is exposed were defined based on individual food consumption data and data on the concentration of chemicals in foodstuff. The purpose of this work was to investigate the genotoxic effects of mixtures in vitro using novel approaches. We demonstrated that two mixtures could be genotoxic and mutagenic, at concentrations for which each individual compound did not induce any DNA damage, suggesting that the combined effect was not additive. We also concluded that, for the two mixtures, the effects were driven by two heavy metals and displayed a great synergy. Finally, we achieved our work by providing detailed information on the mechanisms of action of mixtures to better understand interaction.

L'application d'une pression sur la peau provoque une vasodilatation cutanée, appelée vasodilatation induite par une pression (PIV), et retarde l'apparition de l'ischémie tissulaire liée à cette pression. La pression appliquée sur la peau active les fibres nerveuses capsaïno-sensibles, qui sécrètent en réponse des neurotransmetteurs, qui eux provoquent au niveau de l'endothélium la synthèse et la sécrétion de facteurs endothéliaux qui induisent une relaxation du muscle lisse. Ce travail avait pour objectif d'étudier l'effet du vieillissement sur la PIV.<br />Chez la souris âgée, sans neuropathie périphérique, la PIV était altérée en raison d'une diminution de la vasodilatation endothélium-dépendante ; et la contribution des facteurs endothéliaux de la vasodilatation était modifiée : l'Endothelium-Derived Hyperpolarizing Factor jouait un rôle primordial en raison d'une diminution du monoxyde d'azote et de la prostacycline. Chez les sujets âgés (60-75 ans), la PIV était altérée en comparaison avec les sujets jeunes (20-35 ans) en raison d'une diminution de la vasodilatation endothélium-dépendante mais aussi d'une altération des fibres capsaïno-sensibles et/ou des neurotransmetteurs. En présence d'une neuropathie périphérique, la PIV était abolie. Ces modifications de la microcirculation cutanée au cours du vieillissement expliqueraient la plus grande vulnérabilité de la peau à l'ischémie et l'augmentation du risque d'ulcère de pression liée à l'âge. La compréhension des modifications de la PIV avec l'âge permet d'entrevoir de nouvelles perceptives de prévention et de traitement de l'ulcère de pression chez le sujet âgé.

Le fer est un élément crucial dans le bon fonctionnement de l'organisme mais le fer en excès est toxique. Les maladies de surcharge en fer sont fréquentes, on parle d'hémochromatose. L'hémochromatose héréditaire est une maladie génétique autosomique récessive, due dans la majorité des cas à une mutation du gène HFE. L'hepcidine est un peptide sécrété par le foie en réponse au fer. Elle inhibe l'absorption intestinale et le recyclage par les macrophages du fer.<br />Pour mieux comprendre le mode d'action de l'hepcidine, nous avons utilisé un modèle de souris déficientes en hepcidine. Ces souris ont une surcharge en fer massive. Nous avons mis en évidence une augmentation de la quantité des protéines impliquées dans le transport<br />intestinal du fer et de ferroportine dans le duodénum, le foie et la rate chez ces souris.<br />Nous avons voulu tester l'effet thérapeutique de l'hepcidine dans l'hémochromatose. Nous avons montré que l'apport d'hepcidine transgénique à des souris KO Hfe empêchait l'apparition de la surcharge en fer chez ces souris. Nous avons ensuite développé un modèle murin de surexpression inductible de l'hepcidine. L'induction de l'hepcidine transgénique dans des souris KO Hfe déjà surchargées en fer entraîne une altération de la distribution du fer dans ces souris, le fer étant retenu dans les entérocytes et les macrophages, associée à une diminution de la ferroportine dans ces cellules. Nous avons donc pu montrer que l'hepcidine pouvait non seulement prévenir mais guérir la surcharge en fer dans l'hémochromatose HFEdépendante.<br />L'hepcidine semble donc jouer un rôle clé dans l'étiologie de l'hémochromatose et semble être un agent thérapeutique de choix pour cette maladie.

Ce travail étudie l'estimation de la réponse au remplissage vasculaire (RRV) des patients de soins intensifs ventilés par pression positive. Il propose des paramètres qui sont à même de déterminer, avant l'administration intraveineuse d'un soluté de remplissage si ce dernier a une chance raisonnable d'augmenter le débit cardiaque. A ce jour, les indices statiques n'ont pas fait la preuve de leur utilité pour prédire la RRV chez ce type de patients. A l'opposé, des indices dits dynamiques, se sont avéré précieux pour quantifier la RRV.<br> <br>Dans la première partie de ce travail nous exposons dans nos travaux que les indices dynamiques prédisent la RRV mieux que les indices statiques chez ce type de patients. <br><br>Dans la seconde et dernière partie, et à travers des études animales, nous mettons en évidence que ces mêmes indices ne prédisent pas la RRV en toutes situations. En effet, certains de ces marqueurs peuvent être décevants dans certaines conditions comme l'hypertension abdominale et/ou le SDRA ventilé de manière protectrice.

Les travaux de recherche réalisés ont porté sur l'exploration de la fonction hémodynamique artérielle des membres inférieurs (MI) à l'effort dans deux modèles d'artériopathie. Nos axes de recherche étaient doubles. Notre premier axe de travail s'est inscrit dans une approche diagnostique et a porté sur l'étude de la réponse physiologique et physiopathologique des pressions artérielles systoliques de chevilles à la suite d'un effort maximal, chez des sujets sportifs sains et chez des sujets atteints d'une Endofibrose Artérielle Induite par l'Exercice (EAIE). Le deuxième axe de travail concernait l'évaluation de la capacité de marche de patients atteints d'une Artériopathie Athéroscléreuse Oblitérante des MI (AOMI) en utilisant la technique de Positionnement Global Satellitaire (GPS). Suite aux travaux menés dans le cadre de notre premier axe de travail, nous avons montré que l'âge influençait la réponse physiologique de l'Index de Pression Systolique de Cheville post-effort, ce qui laisse penser que les limites diagnostiques utilisées dans la détection de l'EAIE doivent être très certainement reconsidérées chez des sportifs plus âgés. Par ailleurs, nous avons mis en évidence que des mesures simultanées de pressions artérielles systoliques en récupération offraient, comparativement à des mesures consécutives, une performance diagnostique supérieure dans la détection de l'EAIE. Dans le cadre de notre deuxième axe de travail, nous avons pu valider l'utilisation de la technique GPS dans l'étude de la marche en extérieur et proposer une nouvelle méthode d'évaluation de la capacité de marche spontanée de patients présentant une AOMI.

Caenorhabditis elegans est un modèle animal de choix pour l'identification à partir d'animaux mutants des gènes intervenant dans différents comportements. En revanche, la caractérisation des mutants à l'échelle cellulaire a longtemps été limitée par la taille restreinte de l'animal. La mise au point de la dissection et l'application de la technique de patch-clamp et d'imagerie Ca2+ sur la cellule musculaire striée de C. elegans nous ont permis de caractériser pour la première fois les principales conductances ioniques de cette cellule. Nous avons montré le rôle crucial que jouaient les canaux Ca2+ EGL-19 dans le couplage excitation-contraction et mis en évidence les propriétés d'activation de canaux K+ voltage-dépendants et Ca2+-activés. Nous avons aussi démontré que le canal Na+ UNC-105, de la famille des dégénérines, n'était pas mécanosensible comme le supposaient les études génétiques, tandis qu'un autre membre de cette famille s'est avéré sensible à l'acidification extracellulaire

Les leucotriènes sont les métabolites de l'acide arachidonique formés via la voie de la 5-lipoxygénase. De par leurs propriétés pro-inflammatoires, vasoconstrictrices, chimiotactiques et prolifératives, ils sont impliqués en physiopathologie cardiovasculaire. Nous avons, dans cette thèse, mis en évidence la contribution des cystéinyl leucotriènes aux effets vasoconstricteurs de l'angiotensine II et de la noradrénaline sur l'aorte de plusieurs modèles de diabète et d'hypertension artérielle essentielle chez le rat. De plus, la 5-lipoxygenase a été localisée au niveau vasculaire. Enfin, nous avons constaté une activation de la voie de synthèse des leucotriènes dans ces conditions pathologiques, qui a été confirmée chez des patients diabétiques de type 1. L'ensemble de ces données suggère l'interêt potentiel de l'inhibition de la voie de la 5-lipoxygénase dans la prise en charge des pathologies cardiovasculaires.

Agir de façon optimale dans un environnement incertain nécessite d'évaluer et de comparer les coûts et bénéfices des différentes alternatives. Cela implique aussi de réguler et de contrôler le comportement de façon flexible pour optimiser les périodes de recherche de gains ou de ressources et les périodes d'exploitation des acquis. Une des hypothèses actuelles sur les mécanismes neurobiologiques impliqués, propose que cortex cingulaire antérieur (CCA), associé à l'évaluation de l'action, et cortex préfrontal dorsolatéral (CPFdl), associé au contrôle cognitif, interagiraient pour réguler le comportement. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis de préciser le rôle joué par le CCA dans la détection et l'évaluation des performances ainsi que ses interactions avec le CPFdl au sein d'une boucle du contrôle cognitif. Menés grâce à des enregistrements électrophysiologiques chez le singe en comportement, ils apportent des précisions sur la séquence d'activation du CCA et du CPFdl dans la bande de fréquences gamma lors de l'adaptation du comportement. L'étude des potentiels de champs locaux de ces deux régions amènent à poser des hypothèses sur les mécanismes oscillatoires sous-jacents et notamment sur le rôle des communications basses fréquences entre le CCA et le CPFdl et leur implication différentielle entre recherche et exploitation.

L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est définie par une pression artérielle moyenne >25 mmHg associée à une pression capillaire ≤ 15 mmHg. L'augmentation des résistances artérielles pulmonaires dans l'HTAP est associée à des phénomènes de vasoconstriction, de remodelage pariétal et de thrombose au niveau des artères pulmonaires de petit calibre. Plusieurs données expérimentales montrent que l'hypoxie est susceptible d'induire ces mêmes changements au niveau du lit artériel pulmonaire. De plus, d'après les petites cohortes étudiées dans la littérature, une hypoxémie nocturne (HN) serait fréquente dans l'HTAP pouvant se rencontrer chez presque 77% des malades. Les mécanismes de cette HN sont mal élucidés, en rapport avec une respiration périodique de type Cheyne Stokes (CS) pour certains auteurs, ou avec des apnées-hypopnées obstructives (AHO) du sommeil pour d'autres.Nous avons voulu ainsi explorer le sommeil des malades porteurs d'HTAP à la recherche de ces anomalies du sommeil et dans le but de déterminer leur prévalence et leurs mécanismes physiopathologiques. Quarante six malades hospitalisés dans le service de pneumologie de l'Hôpital Antoine Béclère, centre de référence national pour l'HTAP, ont bénéficié d'une nuit de polysomnographie (CIDELEC) avec une mesure de la capnographie transcutanée (TOSCA). Il s'agissait d'une population homogène comprenant 29 malades porteurs d'une HTAP idiopathique (HTAPI) et de 17 malades porteurs d'un coeur pulmonaire chronique postembolique (CPCPE), n'ayant pas d'anomalies fonctionnelles respiratoires sévères (VEMS etCPT ≥ 60 % de la théorique), ni d'obésité sévère (IMC < 35 Kg/m²), et stables depuis au moins 3mois, sous traitement spécifique optimal pour l'HTAP. Ces malades étaient pour la plupart en classe fonctionnelle II de la NYHA, parcouraient > 400m au test de marche de 6 minutes, etavaient un index cardiaque moyen mesuré sur le cathétérisme cardiaque droit dans les normes(3,2 ± 0,6 L/min/m²).La majorité (38/46 soit 82,6%) avaient une HN définie par un temps de sommeil passé avec uneSpO2 < 90%, > 60min et/ou un index de désaturation ≥ 20/h. Ces patients passaient 48.9 ± 35.9%de leur temps de sommeil avec une SpO2 < 90%. Le mécanisme le plus fréquemment rencontré(76% des malades désaturateurs) correspond à une hétérogénéité ventilation/perfusion (VA/Q)isolée ou associée à des AHO du sommeil. La prévalence des apnées-hypopnées (AH) était très élevée avec un index d'apnées-hypopnées (IAH) ≥ 5/h chez 89% des malades et un IAH moyende 24.9 ± 22.1/ h. La majorité de ces évènements était d'origine obstructive, seulement 4malades présentaient des AH de mécanisme central dont 3 avaient une respiration périodique de type CS. Un seul cas d'hypoventilation alvéolaire nocturne associé à un IAH obstructif modéré a été identifié, avec une désaturation nocturne prolongée concomitante d'une majoration significative de la capnie transcutanée de plus que 30 mmHg. Aucun facteur clinique ni hémodynamique n'a pu être identifié comme prédictif de la survenue de l'HN malgré certaines corrélations notées entre les paramètres de désaturation nocturne et la PaO2 diurne d'une part, et l'obstruction des petites voies aériennes d'autre part.Nous avons pu conclure que l'HN est fréquente dans l'HTAPI et dans le CPCPE, en rapport avec un déséquilibre VA/Q et/ou des AHO du sommeil. Reste à préciser dans des études ultérieures si la correction de cette HN aura des effets bénéfiques pour les patients en termes d'amélioration fonctionnelle, hémodynamique ou de réponse au traitement.

La télomérase est une ribonucléoprotéine, constituée d'un composant ARN (hTR) qui sert dematrice à l'addition des séquences télomériques aux extrémités des chromosomes et d'un composantprotéique catalytique à activité de transcriptase inverse (hTERT). La réactivation de la télomérasedans 90% des cancers compense le raccourcissement des télomères, permettant ainsil'immortalisation et la survie des cellules tumorales. Ce rôle canonique de la télomérase estaujourd'hui bien documenté. Cependant des travaux récents suggèrent que la télomérase pourraitavoir d'autres fonctions indépendantes de son rôle sur le maintien de la longueur des télomères dansla tumorigénèse et/ou la progression tumorale.Dans les neuroblastomes (NB), l'augmentation du niveau d'activité télomérase (AT) estassociée à un stade avancé de la maladie et à un mauvais pronostic. En effet, plusieurs études ontmontré que les neuroblastomes agressifs ont un niveau élevé d'AT alors que les tumeurs de bonpronostic, ont peu ou pas d'AT. En effet, les NB de stade 4S ayant la capacité de régresserspontanément ont un très faible niveau d'AT. Ces observations suggèrent que la télomérase peutjouer un rôle crucial dans le développement des NB.Afin de mieux comprendre l'implication de la télomérase dans le phénotype agressif desneuroblastes malins et dans la chimiorésistance, nous avons caractérisé les modificationsphénotypiques et génotypiques induites par l'inhibition de la télomérase via l'expression ectopiqued'un mutant dominant négatif catalytiquement inactif (DN-hTERT) dans la lignée IGR-N-91 induit unedifférenciation cellulaire de type stromale et une sensibilisation à l'apoptose en réponse à trois agentscytotoxiques (cisplatine, staurosporine, TRAIL). Cette chimiosensibilisation n'est pas la conséquenced'un raccourcissement des télomères mais probablement celui d'une modulation de l'expression decertains gènes impliqués dans la réponse apoptotique (ré-expression de la caspase 8 et de p53sauvage), suggérant une fonction non canonique de la télomérase. De plus, nous avons montréqu'hTERT régule activement l'expression de N-Myc. En effet, l'expression ectopique du mutanthTERT-DN entraîne une perte des copies surnuméraires de N-Myc conduisant à l'extinction del'expression de la protéine alors que la surexpression d'hTERT sauvage augmente au contraire lenombre de copies du gène. Cette élimination de la protéine N-Myc pourrait être le signe d'une pertedu caractère agressif des cellules tumorales comme en témoigne la diminution de l'expression de laNSE (marqueur de mauvais pronostique des NB) et l'induction du CD44 dans les cellules hTERT-DN.L'ensemble de nos résultats démontre donc un nouveau rôle majeur de la télomérase,indépendant de sa fonction canonique d'élongation des télomères, dans l'acquisition du phénotypemalin et dans la chimiorésistance des NB. Ces résultats sont importants en termes de connaissancede la biologie du NB et des possibilités thérapeutiques. En effet, ces résultats suggèrent quel'inhibition de la télomérase comme stratégie anti-cancéreuse est une approche qui présente un intérêttout particulier dans les cas de NB de stade 4 dans lesquels le taux de survie des patients reste trèsinsuffisant malgré les thérapeutiques les plus intensives.