- / -

- / -

L’ischémie d’exercice caractérisée par l’incapacité du système circulatoire de faire face à l’augmentation des besoins en substrats énergétiques et en oxygène nécessaire à dégrader ces substrats. La claudication à la marche est une cause majeure de limitation fonctionnelle.Il existe de nombres techniques d'évaluation de la macrocirculation et de la microcirculation permettant d'évaluer la réponse endothéliale dépendante(iontophorèse, test au garrot, modification de température locale) avec un enregistrement laser Doppler ou Speckle.Si les techniques ultrasonores permettent d’explorer la présence de lésions, elles rendent mal compte de la collatéralité. Ces techniques peu applicables à l’exercice et nécessitent d’être améliorées pour être applicables à l’effort. L’ischémie artérielle, entraîne une souffrance cellulaire avec métabolisme anaérobie, réversible à l’arrêt de l’exercice. En cas de développement de circulation collatérale suffisante, l’ischémie est alors incomplète, la souffrance des tissus est modérée et réversible rapidement. La recherche de pathologie artérielle au reposa été largement étudiée, nous nous intéressons dans nos études à la pathologie artérielle à l’effort, mais aussi aux phénomènes physiopathologiques susceptibles d’interférer avec la fonctionnalité musculaire (hypoxémie induite par l’exercice). La mesure de la pression partielle transcutanée en oxygène (TcpO2) à l’exercice permet d’estimer en cours de l’exercice l’importance de l’ischémie, segment de membre par segment de membre,de façon bilatérale et continue. Par cette nouvelle technique nous tentons d’explorer la physiopathologie de l’ischémie vasculaire à l’exercice. / Exercise ischemia is characterized by the inability of the circulatory system to fulfil the increased need forenergy substrates and the oxygen needed for substrates’ metabolism. Claudication is a major cause of functional limitation. There are several methods for assessing macrocirculation (mainly ultrasound imaging) and microcirculation (iontophoresis, tourniquet test, local temperature modification with Laser or Speckle recording. If ultrasound techniques can explore the occurrence of lesions is not optimal to evaluate the hemodynamic consequences because pressure measurements do not necessarily correlate with flow impairment. Laser techniques are not appropriate during exercise tests and need to be improved to be applicable. During exercise the severity of arterial ischemia depends on collateral circulation. Further ischemia is reversible at the end of exercise. Although research of restingarterial ischemia has been extensively studied few isknown in arterial ischemia during exercise, but al soin other physiopathological dysfunctions that may interfere with muscle function (exercise-inducedhypoxemia). The measurement of the transcutaneous oxygen partial pressure (TcpO2) during exercise estimates during exercise the importance of ischemia, limb segment by limbsegment, bilaterally and continuously. With this new technique we try to investigate the Physiopathology of vascular ischemia during exercise.

- / -

- / -

Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. / Τα κακοήθη γλοιώματα συνιστούν τον πιο κοινό τύπο καρκίνου του κεντρικού νευρικού συστήματος στους ενήλικες και χαρακτηρίζονται από υψηλό βαθμό αγγειογένεσης και διήθησης στον παρακείμενο φυσιολογικό ιστό. Αν και οι θεραπευτικές προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν χειρουργική επέμβαση, ακτινοθεραπεία και χημειοθεραπεία, ποσοστό μεγαλύτερο του 90% των ασθενών εμφανίζουν υποτροπή της νόσου και η συνολική επιβίωση είναι εξαιρετικά χαμηλή. Τα παραπάνω γεγονότα εντείνουν την ανάγκη για την εφαρμογή πιο αποτελεσματικών θεραπευτικών σχημάτων, καθώς και την ανακάλυψη νέων μορίων-στόχων για τη θεραπεία του συγκεκριμένου τύπου καρκίνου. Η HARP είναι ένας εκκρινόμενος αυξητικός παράγοντας με μοριακό βάρος 18 kDa που έχει ισχυρή συγγένεια με την ηπαρίνη. Η HARP εκφράζεται κυρίως κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη και απομονώθηκε για πρώτη φορά ως πρωτεΐνη που προάγει την επέκταση των νευριτών στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο. Στην HARP έχει αποδοθεί ένας σημαντικός αριθμός βιολογικών δράσεων, όπως η συμμετοχή της στον πολλαπλασιασμό, στη μετανάστευση και στη διαφοροποίηση των κυττάρων, στο σχηματισμό οστών, στη χονδρογένεση, στη σπερματογένεση, στην ογκογένεση και στην αγγειογένεση. Η HARP εκφράζεται σε διάφορες καρκινικές σειρές από μηνιγγίωμα, νευροβλάστωμα, αστροκυττάρωμα, μελάνωμα, μικροκυτταρικό τύπο καρκίνου του πνεύμονα και γλοιοβλάστωμα. Κλινικές μελέτες έχουν αναφέρει αυξημένα επίπεδα της HARP στον ορό αίματος ασθενών με καρκίνο του κόλον του εντέρου, με καρκίνο του παγκρέατος και με καρκίνο του μαστού. Στην παρούσα μελέτη, προσπαθήσαμε να διερευνήσουμε το ρόλο της HARP στην ανάπτυξη όγκου και στην αγγειογένεση που προκαλούν τα κύτταρα C6, μετασχηματίζοντας τα κύτταρα αυτά με την αντινοηματική αλληλουχία για το cDNA της HARP και καταστέλλοντας την έκφρασή της στα κύτταρα C6. Μείωση της ενδογενούς έκφρασης της πρωτεΐνης της HARP στα κύτταρα C6 (κύτταρα AS-C6) προκάλεσε στατιστικά σημαντική αύξηση στον πολλαπλασιασμό, στην ανάπτυξη των κυττάρων σε τρισδιάστατο περιβάλλον και στη μετανάστευση. Όταν κύτταρα AS-C6 εμβολιάστηκαν σε χοριοαλλαντοϊκή μεμβράνη εμβρύου όρνιθας, οδήγησαν σε σημαντική αύξηση της καρκινικής αγγειογένεσης, σε σύγκριση με τις μεμβράνες που είχαν εμβολιαστεί με μη μετασχηματισμένα κύτταρα C6 ή με κύτταρα C6 που είχαν μετασχηματιστεί μόνο με το πλασμίδιο-φορέα (κύτταρα ΡC-C6). Με παρόμοιο τρόπο, θρεπτικό μέσο καλλιέργειας των κυττάρων AS-C6 προκάλεσε στατιστικά σημαντική αύξηση στον πολλαπλασιασμό, στη μετανάστευση και στο σχηματισμό ψευδαγγείων των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro σε σύγκριση με την επίδραση του θρεπτικού μέσου καλλιέργειας των κυττάρων C6 και ΡC-C6. Η έκφραση της HARP φαίνεται να είναι απαραίτητη για την ανασταλτική δράση αυξημένων ενδοκυτταρικών επιπέδων cAMP στον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων C6 και αύξηση των ενδοκυτταρικών επιπέδων cAMP οδήγησε σε αύξηση της έκφρασης και έκκρισης HARP, πιθανά μέσω ενεργοποίησης του μεταγραφικού παράγοντα AP-1. Τέλος, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση των επιπέδων του mRNA και της πρωτεΐνης του αυξητικού παράγοντα των ενδοθηλιακών κυττάρων (vascular endothelial growth factor, VEGF) σε καλλιέργειες των κυττάρων AS-C6 σε σχέση με τα κύτταρα C6 και PC-C6. H HARP βρέθηκε να συν-ανοσοκατακρημνίζεται με τον VEGF σε θρεπτικό μέσο καλλιέργειας των κυττάρων C6 και pC-C6, το οποίο υποδηλώνει μια άμεση αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο αυτών αυξητικών παραγόντων. Συνοψίζοντας, τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας προτείνουν ότι ο αυξητικός παράγοντας HARP έχει αρνητικό ρόλο στη ρύθμιση της ανάπτυξη όγκου και της αγγειογένεση που επάγουν τα κύτταρα C6, πιθανά ρυθμίζοντας την έκφραση ή/και τη διαθεσιμότητα άλλων αυξητικών παραγόντων. / Malignant gliomas, the most common type of brain tumors in adults, present a remarkable degree of neovascularisation and invasiveness into surrounding tissues. Although combinations of surgery, radiotherapy and chemotherapy are used, more than 90% of the patients experience local recurrence and their survival is extremely low. These facts stress the need for more effective therapeutic strategies and new targets for tumour therapy. Heparin affin regulatory peptide (HARP), also known as pleiotrophin or heparin-binding growth-associated molecule, is an 18-kDa secreted growth factor that has high affinity for heparin. HARP is mainly expressed during embryonic development, in early postnatal rat and bovine brain and was first isolated as a major neurite outgrowth-promoting protein of developing brain. Since then, a number of biological activities have been well established for HARP, such as its role in cellular proliferation, migration and differentiation and its involvement in bone formation, chondrogenesis, spermatogenesis, tumor growth and angiogenesis. HARP is expressed in various cancer cell lines, derived from meningiomas, neuroblastomas, astrocytomas, melanomas, small cell lung cancer (SCLC) cell lines and glioblastomas. Clinical studies have shown elevated serum levels and tumor expression of HARP in patients with colon, stomach, pancreatic and breast cancer. Ιn the present study, we tried to elucidate the role of HARP in the growth and angiogenicity of C6 glioma cells by using an antisense strategy for inhibition of HARP expression in rat C6 glioma cells. Decrease of the expression of endogenous HARP protein in C6 cells (AS-C6 cells) significantly increased proliferation rate and anchorage-independent growth of cells. Implantation of AS-C6 cells onto chicken embryo chorioallantoic membranes resulted in a significant increase of tumor-induced angiogenesis, compared with those induced by non transfected or C6 cells transfected with the plasmid alone (PC-C6 cells). In the same line, conditioned medium from AS-C6 cells significantly increased endothelial cell proliferation, migration and tube formation in vitro compared with the effect of C6 or PC-C6 cells. HARP expression is required for cAMP-induced inhibition of C6 cell proliferation and migration and cAMP increased the expression and secretion of HARP by C6 cells, possibly through activation of Activator Protein 1. Finally, a significant increase in vascular endothelial growth factor (VEGF) mRNA and protein levels were observed in cultures of AS-C6 cells compared with C6 or PC-C6 cells. HARP was co-immunoprecipitated with VEGF from the conditioned medium of C6 and PC-C6 cells, which indicates a direct interaction between the two factors. Collectively, these data suggest that HARP negatively regulates tumor growth and angiogenesis induced by C6, possibly through regulation of the expression or/and activation of other growth factors.

Η Heparin affin regulatory peptide (HARP) είναι ένας αυξητικός παράγοντας με μοριακό βάρος 18 kDa, που έχει μεγάλη συγγένεια με την ηπαρίνη. Είναι συντηρημένη μεταξύ διαφόρων ειδών και παρουσιάζει 50% ομολογία με τη Midkine και την RI-HBP. Οι πρωτεΐνες αυτές συγκροτούν μια σχετικά νέα οικογένεια αυξητικών παραγόντων που έχουν συγγένεια με την ηπαρίνη. Η HARP απομονώθηκε για πρώτη φορά από τον εγκέφαλο νεογέννητου βοός ως ένα μόριο που μπορεί να επάγει την προέκταση των νευρικών κυττάρων. Επίσης, εκφράζεται στη μήτρα, στους χόνδρους και στα οστά. Αρκετές αναφορές αποδεικνύουν ότι υπάρχει μεγάλη συσχέτιση μεταξύ της έκφρασης της HARP και της ανάπτυξης καρκινικού όγκου και της αγγειογένεσης. Υψηλά επίπεδα της πρωτεΐνης έχουν ανιχνευθεί σε πολλούς καρκινικούς όγκους, αλλά και κυτταρικές σειρές που προέρχονται από διάφορους τύπους καρκίνου σε ανθρώπους. Η HARP αποτελεί μιτογόνο παράγοντα για διάφορους τύπους ενδοθηλιακών κυττάρων, ενώ μπορεί να επάγει την αγγειογένεση in vivo και in vitro. Ασκεί τη βιολογική της δράση μετά από αλληλεπίδραση με πρωτεογλυκάνες της επιφάνειας του κυττάρου, όπως η N-συνδεκάνη, ή μετά από δέσμευση σε πιο ειδικούς υποδοχείς. Η RPTPβ/ζ, η εκκρινόμενη μορφή της (φωσφακάνη), αλλά και η κινάση ALK, έχει αναφερθεί ότι μπορούν να δεσμεύουν τη HARP και να συμμετέχουν στη μεταγωγή του σήματός της. Παλαιότερες αναφορές έχουν δείξει ότι η HARP μπορεί να επάγει τις MAP-κινάσες και το μονοπάτι PI3K-Akt, ενώ αναστολείς των Erk½, ή της PI3K καταστέλλουν τη σύνθεση του DNA που επάγεται από τη HARP. Επιπλέον, η Shc και οι Erk ½ φωσφορυλιώνονται μετά από επώαση κυττάρων με HARP. Ωστόσο, τα ενδοκυτταρικά σήματα ειδικών υποδοχέων της HARP προς την PI3K ή τις MAPK δεν έχουν ακόμα χαρακτηριστεί ικανοποιητικά. Στην εργασία αυτή μελετήσαμε την επίδραση της HARP στη μετανάστευση κυττάρων HUVEC, στη δημιουργία αυλών σε υπόστρωμα matrigel, καθώς και το μονοπάτι μεταγωγής σήματος που ενεργοποιείται από τη HARP. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η HARP επάγει τη μετανάστευση και τη διαφοροποίηση των ενδοθηλιακών κυττάρων HUVEC μετά από δέσμευσή της στην RPTPβ/ζ. Η δέσμευση αυτή οδηγεί σε ενεργοποίηση της Src, της FAK, της PI3K και των Erk ½. Το ορθοβαναδικό νάτριο, η θειική χονδροϊτίνη-C, το ΡΡ1, η wortmannin, το LY294002 και το U0126 αναστέλλουν τη μεταγωγή σήματος της HARP, καθώς και την επαγωγή της μετανάστευσης και διαφοροποίησης των HUVEC. Επιπλέον, η μείωση της έκφρασης της RPTPβ/ζ με τη χρησιμοποίηση παρεμβαλλόμενου RNA παρεμποδίζει τα ενδοκυτταρικά σήματα, καθώς και την επαγωγή της μετανάστευσης και της διαφοροποίησης που επάγεται από τη HARP. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι η RPTPβ/ζ αποτελεί υποδοχέα της HARP σε ενδοθηλιακά κύτταρα και αποσαφηνίζουν το μονοπάτι μεταγωγής σήματος της HARP στα κύτταρα αυτά. / Heparin affin regulatory peptide (HARP) is an 18 kDa growth factor that has a high affinity for heparin. HARP is highly conserved among species and shares 50% homology with Midkine and RI-HBP. The above proteins constitute a relatively new family of growth factors with high affinity for heparin. HARP has been originally purified from perinatal rat brain as a molecule that induces neurite outgrowth. HARP is also expressed in uterus, cartilage and bone extracts. Several reports have established a strong correlation between HARP expression and tumour growth and angiogenesis. High levels of this protein were found in many human cancers and cell lines derived from human tumours. HARP has been reported to be mitogenic for different types of endothelial cells and angiogenic in vivo and in vitro. HARP exerts its biological activity through interactions with cell surface proteoglycans, such as N-syndecan, or binding to more specific cell surface receptors. Receptor-type protein tyrosine-phosphatase β/ζ (RPTPβ/ζ) and its secreted variant phosphacan, as well as ALK, have been recently reported to bind HARP and to be implicated in its signalling.HARP has been previously shown to activate both the MAPK and PI3K - Akt signalling axes. Inhibitors of Erk½ or PI3K inhibit DNA synthesis stimulated by HARP. Additionally, analysis of tyrosine phosphorylated proteins following HARP stimulation, revealed induction of Shc and Erk ½ phosphorylation. Nevertheless, the signals from specific receptors to PI3K or MAPK are not well documented. In the present work, we examined the effect of HARP on migration and tube formation on matrigel of HUVEC and investigated the signalling pathway induced by HARP. We report that HARP induces migration and differentiation of endothelial cells through binding to RPTPβ/ζ, leading to activation of Src, FAK, PI3K and Erk½. Sodium orthovanadate, chondroitin sulfate-C, PP1, wortmannin, LY294002 and U0126 inhibit HARP-mediated signalling and HARP-induced HUVEC migration and differentiation. In addition, RPTPβ/ζ suppression using siRNA technology, interrupts intracellular signals, as well as HUVEC migration and differentiation that are induced by HARP. These results establish the role of RPTPβ/ζ as a receptor of HARP in HUVEC and elucidate the HARP signalling pathway in endothelial cells.

The Large Eddy Simulation (LES) technique with the Smagorinsky-Lilly dynamic subgrid model and two-equation Standard k-ω Transitional turbulence model are applied to investigate non-spiral and spiral blood flow through three dimensional models of arterial stenosis and aneurysm. A spiral pattern of blood flow is thought to have many beneficial effects on hemodynamics. Previous computational studies on spiral blood flow involve only steady spiral flow in a straight stenosed pipe without considering an upstream curved section of the artery. But a spiral pattern in the blood flow may exist due to the presence of an upstream curved section in the artery. On the other hand, pressure is generally considered a constant quantity in studies on pulsatile flow through either arterial stenosis or aneurysm; however, blood pressure is a waveform in a physiological flow. Although cosine-type or smooth regular stenoses are generally taken in investigations of blood flow in a three-dimensional model of arterial stenosis, in reality, stenoses are of irregular shape. Besides stenosis and aneurysm, another abnormal condition of the artery is the presence of stenosis with an adjacent aneurysm in the same arterial segment, especially in the posterior circulation. A study on (steady or pulsatile) flow through such arterial stenosis with an adjacent aneurysm in the same arterial segment is not available so far. Therefore, taking above things into consideration, thorough investigations of steady and unsteady pulsatile non-spiral and spiral blood flow in three-dimensional models of stenosis and aneurysm are needed to give a sound understanding of the transition-to-turbulence of blood flow due to stenosis and aneurysm and to study the the effects of spiral velocity on the transition-to-turbulence. The LES technique has mostly been used to investigate turbulent flow in engineering fields other than bio-fluid mechanics. In the last decade, LES has seen its excellent potential for studying the transition-to-turbulence of physiological flow in bio-fluid mechanics. Though the k-ω Transitional model is used in few instances, mainly LES is applied in this study. Firstly, investigations of steady non-spiral and spiral blood flow through threedimensionalmodels of cosine-type regular stenosed tube without and with upstream curved segment of varying angles of curvature are performed by using the k-ω Transitional model and LES. A fully developed Poiseuille velocity profile for blood is introduced at the inlets of the models. To introduce a spiral effect at the inlet, onesixth of the bulk velocity is taken as the tangential velocity at the inlet along with the axial velocity profile there. Secondly, physiological pulsatile non-spiral and spiral blood flow through a three-dimensional model of a straight tube having cosine-type regular stenosis are investigated by using mainly LES. A two-equation k-ω Transitional model is also used in one non-spiral flow case. The first four harmonics of the Fourier series of pressure pulse are used to generate physiological velocity profiles at the inlet. At the outlet, a pressure waveform is introduced. The effects of percentage of area reduction in the stenosis, length of the stenosis, amplitude of pulsation and Womersley number are also examined. Thirdly, transient pulsatile non-spiral and spiral blood flow through a threedimensional model of irregular stenosis are investigated by applying LES and comparison is drawn between non-spiral flow through a regular stenosis and that through an irregular stenosis. Lastly, pulsatile non-spiral and spiral blood flow through a three-dimensional model of irregular stenosis with an adjacent post-stenotic irregular aneurysm in the same arterial segment are studied by applying LES and the k-ω Transitional model. The effects of variation in spiral velocity are also examined. The results presented in this thesis are analysed with relevant pathophysioloical consequences. In steady flow through the straight stenosed tube, excellent agreement between LES results for Re = 1000 and 2000 and the corresponding experimental results are found when the appropriate inlet perturbations are introduced. In the models with an upstream curved segment, no significant effect of spiral flow on any flow property is found for the investigated Reynolds numbers; spiral pattern disappears before the stenosis – which may be due the rigid wall used in the models and/or a steady flow at the inlet. The effects of the curved upstream model can be seen mainly in the maximum turbulent kinetic energy (TKE), the maximum pressure drop and the maximum wall shear stress (WSS), which in the curved upstream models generally increase significantly compared with the corresponding results in the straight stenosed tube. The maximumcontributions of the SGS motion to the large-scale motion in both non-spiral and spiral flow through a regular stenosis, an irregular stenosis and an irregular stenosis with an adjacent post-stenotic irregular aneurysm are 50%, 55%and 25%, respectively, for the highest Reynolds number investigated in each model. Although the wall pressure and shear stress obtained from the k-ω Transitional model agree quite well with the corresponding LES results, the turbulent results obtained from the k-ω Transitional model differ significantly from the corresponding LES results – this shows unsuitability of the k-ω model for pulsatile flow simulation. Large permanent recirculation regions are observed right after the stenosis throat in both non-spiral and spiral flow, which in the model of a stenosis with an adjacent post-stenotic aneurysm are stretched beyond the aneurysm and the length of the recirculation regions increases with spiral velocity. This study shows that, in both steady and unsteady pulsatile flow through the straight tube model having either a stenosis (regular or irregular) or an irregular stenosis with an adjacent post-stenotic irregular aneurysm, the TKE rises significantly at some locations and phases if a spiral effect is introduced at the inlet of the model. However, the maximum value of the TKE in a high spiral flow drops considerably compared with that in a low spiral flow. The maximum wall pressure drop and shear stress occur around the stenosis throat during all the phases of the pulsatile cycle. In the model of a stenosis only, the wall pressure rises in the immediate post-stenotic region after its drop at the stenosis throat. However, in the model of a stenosis with an adjacent aneurysm, the wall pressure does not rise to regain its undisturbed value before the start of the last quarter of the aneurysm. The effects of the spiral flow on the wall pressure and WSS are visible only in the downstream region where they take oscillatory pattern. The break frequencies of energy spectra for velocity and pressure fluctuations from −5/3 power slope to −10/3 power slope and −7/3 power slope, respectively, are observed in the downstream transition-to-turbulence region in both the non-spiral and spiral flow. At some locations in the transition region, the velocity spectra in the spiral flow has larger inertial subrange region than that in non-spiral flow. The effects of the spiral flow on the pressure spectra is insignificant. Also, the maximum wall pressure drop, the maximum WSS and the maximum TKE in the non-spiral flow through the irregular stenosis rise significantly compared with the corresponding results in the non-spiral flow through the regular stenosis. When the area reduction in the stenosis is increased, the maximum pressure drop, the maximumWSS and the TKE rise sharply. As for the effects of the length of the stenosis, the maximum WSS falls significantly and the maximum TKE rises sharply due to the increase in the length of the stenosis; but the maximum pressure drop is almost unaffected by the increase in the stenosis length.

Le speckle laser est un effet d'interférence longtemps considéré comme néfaste lors de l'utilisation de sources de lumière cohérente. Cependant, pour certaines applications, cet effet peut être bénéfique et utilisé comme source d'information. C’est le cas du domaine biomédical.Ainsi, le speckle laser est utilisé depuis des décennies pour la surveillance du flux sanguin microvasculaire. Il commence à être considéré aussi pour l'extraction de paramètres de la macrocirculation sanguine. Ce travail vise donc tout d’abord à démontrer que le speckle laser permet d'évaluer les paramètres hémodynamiques de la macrocirculation avec fiabilité et à partir d’une technique identique à celle employée dans l’étude de la microcirculation. Ceci conduira à une intégration rapide du dispositif dans les instruments existants. Par ailleurs, l'un des problèmes les plus importants du speckle laser,empêchant l’obtention d’une analyse totalement quantitative, est l'effet des diffuseurs statiques. Ce type de diffuseurs influence fortement le contraste de speckle, conduisant à une mauvaise interprétation des données. Le second objectif de ce travail est donc d'étudier l'effet des diffuseurs statiques sur la corrélation et le contraste du speckle laser. Nos résultats montrent tout d’abord que le speckle laser est un phénomène intéressant pour extraire les paramètres hémodynamiques de la macrocirculation. Par ailleurs, nos études révèlent que le calcul de la corrélation du speckle laser permet d'estimer le rapport entre diffuseurs statiques / dynamiques avec une bonne fiabilité. En outre, le contraste temporel permet de déterminer les diffuseurs dynamiques possédant des vitesses différentes. / The laser speckle is an interference effect that has been considered as a main drawback in the use of coherent light sources. However, for a specific set of applications, this effect can become a source of information. Among these applications there are the biomedical ones. The laser speckle has been used for decades to monitor microvascular blood flow but only now starts to be considered as a method that can also be used for macrocirculation parameters extraction. This work first aims at demonstrating that laser speckle can be used for macrocirculation assessment with good reliability, using the same technique as the one employed in microcirculation assessment. The use of the same methods could lead to a rapid inclusion of this new evaluation in the existing devices. Furthermore, one of the most important laser speckle issues, that prevents a fully quantitative analysis, is the effect of static scatterers. This type of scatterers strongly influences the speckle contrast, leading to a wrong interpretation of the data. The second objective of this work is to study the effect of statics catterers on the laser speckle correlation and contrast. Our results show that the laser speckle is an interesting phenomenon to extract hemodynamic parameters in the macrocirculation. This work also demonstrates that the laser speckle correlation is able to estimate the ratio between static/dynamic scatterers with good reliability. Moreover, the temporal speckle contrast achieved a very good performance in discerning dynamic scatterers with different velocities.

L’angiogenèse est un processus majeur intervenant au cours du remodelage du microenvironnement tumoral, induit par l’hypoxie et le VEGF. La lysyl oxydase like-2 (LOXL2) appartient à la famille des lysyl oxydases, impliquée dans le pontage de constituants matriciels. Notre équipe a montré que l’induction de LOXL2 par l’hypoxie conduit à sa sécrétion par les cellules endothéliales et son accumulation dans la matrice extracellulaire endothéliale. Nous avons montré que LOXL2 joue un rôle dans l’angiogenèse au cours du développement. Des études ont montré que LOXL2 est surexprimée dans de nombreux cancers et que l’inhibition de LOXL2 extracellulaire empêche la formation d’un microenvironnement tumoral. Mon travail de thèse a porté sur l’étude du rôle de LOXL2, exprimée par les cellules endothéliales et tumorales, au cours de l’angiogenèse dans le carcinome du rein à cellules claires (ccRCC) humain. Nous avons montré que LOXL2 est exprimée à la fois par les cellules stromales et tumorales dans le ccRCC humain, mais aussi que LOXL2 pourrait jouer un rôle spécifique en fonction de son origine cellulaire dans ces tumeurs. L’étude de la contribution de LOXL2 endothéliale nous a permis de démontrer que LOXL2 promeut l’angiogenèse in vitro et in vivo dans le ccRCC, avec une implication partielle de son activité catalytique dans ce processus. Nous avons montré que LOXL2 sécrétée par les cellules tumorales stimule l’angiogenèse in vitro et in vivo, avec la participation de son activité catalytique, notamment en modulant la prolifération des cellules endothéliales. LOXL2 endothéliale et tumorale promeuvent l’angiogenèse dans le ccRCC, dépendamment ou non de son activité catalytique. / Angiogenesis is a major process in microenvironment remodeling which is mainly induced by hypoxia and VEGF. Lysyl oxidase like-2 (LOXL2) belongs to lysyl oxidase family involved in extracellular matrix crosslinking. Our team previously described that LOXL2 is a hypoxia-target, which is secreted by endothelial cells and accumulated into endothelial extracellular matrix. We also demonstrated that LOXL2 stimulates developmental angiogenesis. Moreover, several studies showed that LOXL2 is overexpressed in many cancers and inhibition of extracellular LOXL2 impedes the formation of a tumor microenvironment. My PhD work focused on the contribution of LOXL2 secreted by stromal cells (endothelial cells and cancer associated fibroblasts) and tumor cells in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) angiogenesis. ccRCC is a highly vascularized and metastatic tumor. We showed that LOXL2 is expressed both by stromal and tumor cells in ccRCC and might play a specific role depending on its cellular origin in these tumors. Then we demonstrated that LOXL2 secreted by endothelial cells promotes angiogenesis in vitro and in vivo with a partial contribution of its catalytic activity. We also demonstrated that LOXL2 secreted by tumor cells stimulates angiogenesis in vitro and in vivo and that LOXL2 catalytic activity is involved in this process, notably modulating endothelial cells proliferation. Moreover, we showed that endothelial and tumor LOXL2 regulate several signaling pathways implicated in different steps of the angiogenic process.Both tumor and endothelial LOXL2 are involved in angiogenesis of ccRCC, in a dependent or independent catalytic activity manner.