Plusieurs mécanismes ont été proposés afin d'expliquer la défaillance vasculaire observée au cours des états de choc, notamment ceux impliquant le monoxyde d'azote (NO) et les canaux potassiques. Dans la présente étude expérimentale animale, nous avons posé l'hypothèse qu'au cours de l'état de choc, outre leur activation, l'expression des canaux potassiques vasculaires est augmentée quelle que soit l'étiologie du choc, et que cette augmentation d'expression est liée au moins partiellement à la production de NO. Nos résultats démontrent que les canaux potassiques ATP-dépendants (KATP), à l'inverse des canaux potassiques calcium-dépendants (BKCa), jouent un rôle crucial dans l'adaptation vasculaire aux états de choc septique et hémorragique, du fait de la restauration de la réactivité vasculaire suite à l'administration du PNU-37883A, inhibiteur pore-spécifique des canaux KATP, et non de l'ibériotoxine, inhibiteur spécifique des canaux BKCa. Nous démontrons également que l'expression des canaux KATP vasculaires est augmentée au cours des états de choc septique et hémorragique. En outre, nous démontrons in vivo que la régulation positive des canaux KATP vasculaires est partiellement liée à l'augmentation de l'expression de la NO synthase inductible (iNOS), probablement via l'activation du facteur nucléaire NF-kB, et est responsable de la diminution du tonus vasculaire / Several mechanisms have been proposed to explain the pathophysiology of vascular failure induced by shock states, including those involving nitric oxide (NO) and potassium channels. In this experimental study, we hypothesized that during shock state, in addition to their activation, the expression of vascular potassium channels is increased regardless of the etiology of shock, and that this increase is at least partially linked to NO over-production. Our results demonstrate that ATP-dependent potassium channels (KATP), unlike the calcium-dependent potassium channels (BKCa) play a crucial role in vascular adaptation to hemorrhagic and septic shock, due to restoration of vasoreactivity by using PNU-37883A, a pore-specific inhibitor of KATP channels, and not by using iberiotoxin, a specific inhibitor of BKCa channels. We also demonstrate that the expression of vascular KATP channels is increased in experimental hemorrhagic and septic shock. Furthermore, we demonstrate in vivo that the up-regulation of vascular KATP channels is partially related to increase in expression of inducible NO synthase (iNOS), probably via nuclear factor-kappa B (NK-kB) activation and is responsible for the reduction of vascular tone

Les maladies cardiovasculaires les plus fréquentes responsable du décès chez l'homme sont le choc septique et l'infarctus du myocarde. Le choc septique est l'illustration la plus caricaturale des conséquences néfastes que peut entraîner le développement d'une réponse inflammatoire dérégulée. Tout comme pour l'infarctus du myocarde, de nombreuses inhibitions expérimentales pharmacologiques de la réponse immunitaire innée au cours du choc septique se sont révélées bénéfiques, et ont conduit à la mise en place d'études cliniques de grande ampleur étudiant l'efficacité de différentes molécules anti- inflammatoires. Malheureusement, aucune efficacité significative n'a pu être démontrée en termes de mortalité. Un des acteurs essentiels au développement de cette réponse inflammatoire est TREM-1 (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells-1 (TREM-1). TREM-1 est un récepteur de la superfamille des immunoglobulines présent à la surface des neutrophiles et des monocytes/macrophages. Il joue un rôle important dans l'amplification de la réponse inflammatoire au cours aussi bien de pathologies infectieuses qu'inflammatoires non septiques. D'après nos résultats, nous avons constaté que TREM-1 semblait posséder un rôle de senseur pour différents signaux de danger, avec comme résultante l'amplification de la réponse inflammatoire. La modulation pharmacologique de TREM-1 par un peptide de synthèse (LR12) apparaît donc prometteuse en ce sens qu'elle ne s'accompagne jamais d'une inhibition complète de la réponse inflammatoire. Des résultats dans le choc septique et l'infarctus du myocarde certes expérimental, confirment l'efficacité de cette approche / The most frequent cardiovascular diseases people in charge of the death at the man are the septic shock and the myocardial infarction. Septic shock is the most caricatural illustration of the fatal consequences, which the development of a deregulated inflammatory response can involve. Just like for the myocardial infarction, of many pharmacological experimental inhibitions of the innate response during the septic shock appeared beneficial, and led to the installation of clinical studies of great width studied the effectiveness of various molecules anti-inflammatory drugs. Unfortunately, no significant effectiveness could be shown in terms of mortality. One of the actors essential with the development of this inflammatory response is TREM-1 (Triggering Receptor Expressed one Myeloid cells-1 (TREM-1). TREM-1 is a receptor of the superfamily of the immunoglobulin expressed by the neutrophils and monocytes/macrophages. TREM-1 is an amplifier of the inflammatory response in the inflammatory and infectious pathology. According to our results, we noted that TREM-1 seemed to have a role of sensor for various signals of danger, with like resultant the amplification of the inflammatory response. The pharmacological modulation of TREM-1 by a peptide of synthesis (LR12) thus appears promising in the sense that it is never accompanied by a complete inhibition of the inflammatory response. Results in the septic shock and the myocardial infarction certainly experimental, confirm the effectiveness of this approach

Le récepteur TREM-1 (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells-1) joue un rôle crucial dans la mise en place du sepsis en amplifiant la réponse immunitaire de l'hôte. TLT-1 (TREM-Like Transcript-1) appartient à la famille des récepteurs TREMs, est exprimé exclusivement sur les plaquettes activées et est connu pour faciliter l'agrégation plaquettaire en liant le fibrinogène. Ces travaux montrent qu'une forme soluble de TLT-1 est impliquée dans la régulation de l'inflammation au cours du sepsis en modulant l'activation leucocytaire et le dialogue plaquette-neutrophile. Un peptide de 17 acides aminés issu de sa portion extracellulaire est porteur de cette activité par compétition avec le ligand de TREM-1. Alors que l'administration tant précoce que tardive de LR17 au cours du sepsis expérimental murin augmentait la survie, les animaux KO TLT-1 étaient hautement susceptibles à l'infection. Nous avons identifié ici un récepteur soluble libéré au cours de l'activation plaquettaire comme un potentiel régulateur de la réaction inflammatoire au cours du sepsis, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques / The Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells-1 (TREM-1) plays a crucial role during the onset of sepsis by amplifying the host immune response. The TREM-Like Transcript-1 (TLT-1) belongs to the TREM family, is selectively expressed on activated platelets, and is known to facilitate platelet aggregation through binding to fibrinogen. Here we show that a soluble form of TLT-1 is implicated in the regulation of inflammation during sepsis by dampening leukocytes activation and modulating platelet-neutrophil crosstalk. A 17-aa sequence of the TLT-1 extracellular domain (LR17) is responsible for this activity through competition with the TREM-1 ligand. While early or late LR17 treatment of septic mice improves survival, treml-1-/- animals are highly susceptible to polymicrobial infection. The present findings identify platelet derived sTLT-1 as a potent endogenous regulator of sepsis associated inflammation and open new therapeutic perspectives

Le choc septique est une pathologie fréquente associée à un taux de mortalité dépassant les 50%. Il s’agit de la première cause de mortalité en réanimation. Malgré les avancées des connaissances physiopathologiques sur le sepsis, le taux de mortalité reste très élevé. La majorité des recherches pré-cliniques sont réalisées sur des animaux jeunes et sains et sans antécédents cardiovasculaires, alors qu’il est bien établi que l’incidence et le taux de mortalité du sepsis augmente sévèrement avec l’âge. L’objectif de cette étude est la mise au point d’un modèle animal de sepsis ayant plusieurs antécédents cardiovasculaires, et l’évaluation des effets de la combinaison de deux maladies (hypertension et infarctus du myocarde (IDM)) chez des rats septiques sur la fonction cardiovasculaire et sur les voies de signalisation responsables de la réponse inflammatoire et apoptotique. L’étude a été réalisée sur des rats normotendus Wistar-Kyoto (WKY) et des rats Hypertendus Spontaneously Hypertensive (SHR) qui ont subi l’induction d’un IDM par ligature de l’artère coronaire gauche suivie ou non par l’induction d’un sepsis par ligature et perforation du caecum. Nous avons montré que les rats polypathologiques SHR, ayant subi un IDM préalable au choc septique, présentent une diminution drastique des paramètres cardiaques et hémodynamiques par rapport aux rats WKY ayant subi seulement un choc septique. En effet, le débit cardiaque, la pression artérielle moyenne et la fraction d’éjection sont diminuées respectivement de 70 %, 60 % et 67 % chez les rats SHR polypathologiques par rapport aux rats WKY ayant seulement un sepsis. On a observé également une hypo-réactivité vasculaire aux vasopresseurs plus importante chez les rats SHR-IDM-CLP comparée à celle des rats WKY-CLP. L’expression génique des récepteurs adrénergiques alpha-1 est fortement diminuée chez les rats SHR-IDM-CLP par rapport aux rats WKY-CLP. L’étude du taux d’expression des protéines impliquées dans l’apoptose révèle une surexpression des protéines caspase 3, caspase 8 et Pp38 chez les rats SHR polypathologiques des rats SHR-IDM-CLP par rapport aux rats WKY-CLP ayant seulement un sepsis. De plus, on remarque une forte diminution de l’expression des protéines eNOS et Akt chez les rats SHR-IDM-CLP comparés aux rats WKY-CLP. L’hypertension artérielle associée à l’insuffisance cardiaque a conduit à une plus grande sensibilité des rats au sepsis. Les rats SHR polypathologiques ont développé une insuffisance cardiaque aggravée par rapport aux rats WKY ayant seulement un sepsis. Le modèle de rats SHR ayant subi un IDM préalable au sepsis se rapproche d’avantage des situations cliniques observées quotidiennement dans les services de réanimation. Ce modèle pourrait servir de bon candidat pour les études pré-cliniques / Septic shock is considered as the most common cause of death among patients admitted in medical intensive care units. Mortality remains very high (50%) despite advances in physiopathological knowledge of this disease. In fact, most experimental studies are often conducted on young and healthy animals, whereas it is well established that the incidence and mortality rates dramatically increase with age. The goal of this study was to evaluate the effect of the combination of two diseases (hypertension and myocardial infarction) in a septic rat model, on cardiovascular function, cell survival and the inflammatory response. Therefore, we used normotensive Wistar-Kyoto rats (WKY) and Spontaneously Hypertensive Rats (SHR) in which myocardial infarction was induced by left coronary descending artery ligation, followed or not by cecal ligation and perforation-induced sepsis. Our results showed that the polypathological SHR rats in which a myocardial infarction and sepsis were induced, exhibited a significant decrease in cardiac and hemodynamic parameters compared to WKY rats that have sepsis (CLP) only. Indeed, cardiac output, mean arterial pressure and ejection fraction were reduced by 70%, 60% and 67% respectively in the polypathological SHR rats versus the WKY rats with sepsis. We observed also that the vascular hyporeactivity in the polypathological SHR rats was higher than for the WKY CLP rats. A mesure of gene expression level of alpha1 adrenergic receptor shows a relatively low expression level in the rats from SHR IDM CLP rats compared to WKY CLP that could explain the observed vasodilation. The protein level of caspase3 and 8, Pp38 and proteins involved in apoptosis, is upregulated in SHR IDM CLP rats compared to WKY CLP rats. However, the polypathological SHR rats show a significant decrease in the expression of eNOS and Akt protein compared to WKY CLP rats. The combination of hypertension with myocardial infarct is associated with higher sensitivity of the rats to sepsis. The polypathological SHR rats developed a severe heart failure compared to WKY rats having sepsis only. Our animal model, the polypathological SHR rats is very close to observed clinical situations in intensive care units. This model could serve as a good candidate for pre-clinical studies.

Introduction : Malgré une réanimation bien conduite, un certain nombre de patients en choc septique présentent une tachycardie persistante. Dans ce contexte, cette élévation de la fréquence cardiaque peut être le reflet d’un certain degré de dysautonomie. L’objectif de cette thèse est d’évaluer, sur un modèle expérimental de choc septique, l’impact d’un ralentissement de la fréquence cardiaque soit par un β-bloquant cardiosélectif aux effets anti inflammatoires (esmolol, travail 1) soit par l’ivabradine, un inhibiteur des canaux if sans effets anti-inflammatoires majeurs en situation aiguë, (travail 2) sur les fonctions cardiaque, vasculaire et le profil inflammatoire systémique et tissulaire. Matériels et Méthodes : Le choc septique était induit par une ligature et ponction cæcale (CLP) chez des rats Wistar. Les rats du travail 1 étaient randomisés à 4 heures de la chirurgie dans les groupes : Contrôle, Esmolol (débuté à 4 heures), Noradrénaline (débuté à 18 heures), Esmolol + Noradrénaline. Les rats du travail 2 étaient randomisés à 4 heures de la chirurgie dans les groupes Contrôle, Ivabradine (débutée à 4 heures). Un groupe Sham était réalisé dans chaque travail. Les évaluations étaient réalisées à 18 heures de la chirurgie et portaient sur la fonction cardiaque (micro PET et Millar pour le travail 1, échocardiographie pour le travail 2) in vivo, ex vivo sur la vasoréactivité (par myographie) ainsi que sur les profils inflammatoires systémique et tissulaire (cardiaque et vasculaire). Résultats : Dans les deux travaux, comparé au groupe Sham, la CLP induisait un tableau de choc septique incluant dysfonction cardiaque et hypovasoréactivité aux vasopresseurs Dans le travail 1, l’adjonction d’esmolol réduisait la fréquence cardiaque et améliorait l’inotropisme myocardique ainsi que la vasoréactivité mésentérique. Ces effets étaient associés à une réduction des cytokines inflammatoires systémiques et à une diminution de l’expression de NF-κB dans le cœur et les vaisseaux. Dans le travail 2, l’ivabradine réduisait aussi efficacement la fréquence cardiaque mais sans aucun impact sur la fonction myocardique ou la vasoréactivité. Aucun effet n’était retrouvé sur les mêmes paramètres inflammatoires. Conclusion : Dans le choc septique expérimental, l’adjonction d’un traitement β-bloquant permet une amélioration des fonctions cardiaques et vasculaires via des effets anti-inflammatoires. Néanmoins, la réduction isolée de la fréquence cardiaque semble n’apporter aucun bénéfice en termes de fonction cardiovasculaire ainsi que sur les paramètres inflammatoires. L’objectif de réduction systématique de la fréquence cardiaque n’apparaît donc pas comme un objectif intéressant dans la prise en charge du choc septique et les effets bénéfiques de l’Esmolol sont essentiellement anti-inflammatoires. / Introduction: Despite adequate initial resuscitation, some septic shock patients continue to display persistent tachycardia likely due to autonomic dysregulation. The purpose of the present study was to determine the consequences of heart rate reduction by a β-blocker (study 1) or by Ivabradine (study 2) on cardiac function, vasoreactivity and inflammatory pattern in) an experimental model of septic shock. Material and Methods: Septic shock was induced in Wistar rats by cecal ligation and puncture. In the first study, four hours after the surgery, Wistar rats were randomly allocated to the following groups: control, esmolol, norepinephrine (started at H18), and esmolol (started at H4) + norepinephrine (started at H18). In the second study, four hours after the surgery, Wistar rats were randomly allocated to the following groups: Control and Ivabradine (administered per os four hours after the surgery). A Sham- operated group was included in each study. Assessment at 18 hours included hemodynamics, in vivo cardiac function (by Micro-PET and Millar in study 1 and echocardiography in study 2) and ex vivo vasoreactivity by myography. Circulating cytokine levels were measured by ELISA while cardiac and vascular inflammatory protein expressions were assessed by Western blotting. Results: In both studies compared to sham animals, CLP animals developed hypotension, cardiac depression and vascular hyporesponsiveness to vasopressor treatment. In study 1, esmolol infusion decreased the heart rate with increased cardiac contractility and restored mesenteric vasoreactivity. These effects were associated with a decrease in systemic inflammatory cytokines as well as NF-κB activation both at the cardiac and vessel level. In study 2, compared to the CLP group, adjunction of Ivabradine also decreased the heart rate but without any impact on cardiac contractility or vasoreactivity. Adjunction of Ivabradine to CLP rats had no impact on the same tested inflammatory parameters. Conclusion: Adjunction of selective β1-blockade in experimental septic shock enhances cardiac contractility and vascular responsiveness to catecholamines whereas isolated heart rate reduction by Ivabradine does not. These protective cardiovascular effects in study 1 appear to be attributed to the anti- inflammatory effects of esmolol while in study 2, Ivabradine does not affect any of the above parameters. It is likely that heart rate reduction is not a promising target in septic shock and that the observed benefits of esmolol are mostly likely attributable to its anti-inflammatory effects.

Le choc septique est associé non seulement à une réponse immunitaire excessive et inappropriée contre l'infection, mais aussi à une augmentation de l'activité nerveuse sympathique, à une augmentation des catécholamines circulantes et à un dysfonctionnement autonome. Le blocage de la bêta 1-adrénergique a montré une protection cardiovasculaire et une amélioration de la survie pendant le choc septique dans les études expérimentales et cliniques, ce qui semble être dû à ses effets anti-inflammatoires. Cependant, les effets de la réduction du rythme cardiaque (HRR) d'un bloqueur des adrénorécepteurs bêta 1 sur la fonction cardiovasculaire et les voies inflammatoires restent peu clairs. En utilisant un médicament pur de réduction du rythme cardiaque, Ivabradine, dans un modèle de choc septique polymicrobien induit par CLP, nous avons constaté que la réduction de la fréquence cardiaque : 1) n'était associé à aucune amélioration des fonctions cardiaques ou vasculaires; 2) n'avait aucun impact sur les niveaux circulants de TNF-a, IL-6 ou IL-10; 3) n'a eu aucune influence sur l'expression d'iNOS et NF-κB cardiovasculaires, les rapports P-akt / akt et P-eNOS / eNOS et la dégradation d'IκBα dans ce contexte aigu. En utilisant un bloqueur bêta 1-adrénergique, Esmolol, dans un modèle de choc septique polymicrobien induit par CLP, nous avons constaté que de faibles doses d'Esmolol, ne diminuant pas la fréquence cardiaque 1) a aussi amélioré la fonction cardiaque évaluée par échocardiographie et la vasoréactivité évaluée par myographie ; 2) les bénéfices ont été associés avec la modulation des voies inflammatoire au niveau systémique et tissulaire. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans le traitement clinique du choc septique avec des bloqueurs adrénergiques bêta 1. / Septic shock is associated with not only an excessive and an inappropriate immune response against infection, but also with increased sympathetic nerve activity, elevated circulating catecholamines and autonomic dysfunction. Beta 1-adrenergic blockade has shown to provide cardiovascular protection and survival improvement during septic shock in experimental and clinical studies, which seems due to its anti-inflammatory effects. However, the effects of heart rate reduction (HRR) of a beta 1-adrenoreceptor blocker on cardiovascular function and inflammatory pathways remain unclear. By using a pure heart rate-lowering drug, Ivabradine, in a polymicrobial septic shock model induced by CLP, we found isolated heart rate reduction 1) was not associated with any improvement in cardiac or vascular functions; 2) has no impact on circulating levels of TNF-a, IL-6 or IL-10; 3) had no influence in cardiovascular iNOS and NF-κB expression, P-akt/akt and P-eNOS/eNOS ratio and IκBα degradations in this acute setting. By using a beta 1-adrenergic blocker, Esmolol, in a polymicrobial septic shock model induced by CLP, we found that a low dose of Esmolol, which didn’t induce HRR, also 1) improved cardiac function evaluated by echocardiography and vasoreactivity tested by myograph; 2) beneficial effects were associated with the modulation of inflammatory pathways at both the systemic and the tissue levels. These results open up new perspectives in clinical treatment of septic shock with beta 1 adrenergic blockers

L’hyperglycémie et l’insulino-résistance constituent les altérations métaboliques des patients septiques associées à un pronostic défavorable, à une augmentation des dysfonctions cardiovasculaires et à une augmentation de la mortalité. Si plusieurs études démontrent quel’insulinothérapie à forte dose diminue la mortalité et prévient la dysfonction multi-organes, elle est souvent controversée car responsable d’hypoglycémies délétères. La Protéine Tyrosine Phosphatase1B (PTP1B) est un régulateur négatif de la voie de signalisation dépendante de l’insuline et de la voie de production du NO.L’idée développée dans le laboratoire est que l’inhibition de la PTP1B pourrait constituer une cible thérapeutique potentielle dans le sepsis en améliorant la sensibilité à l’insuline et ainsi les conséquences sur la fonction endothéliale et cardiaque. Bien qu’il ait été montré que la délétion génétique en PTP1B diminue la dysfonction cardiovasculaire lors du sepsis, les effets de cette délétion sur le métabolisme glucidique dans l’amélioration de la dysfonction cardiovasculaire restent méconnus et constituent l’objectif de notre travail.Dans un modèle de sepsis induit par Ligature et Perforation Caecale, nous avons pu mettre en évidence que la délétion génétique totale de PTP1B limite l’insulino-résistance induite par le sepsis,améliore la voie de signalisation dépendante de l’AMPK et la translocation des GLUT-4 et diminue l’inflammation. Ces effets s’accompagnent d’une diminution de la dysfonction endothéliale induite parle sepsis et améliore la production de NO. La délétion génétique endothéliale de PTP1B permet quant à elle une amélioration significative de la fonction endothéliale et de la sensibilité à l’insuline et au glucose.Ces travaux ont donc permis de mettre en évidence l’effet bénéfique de la délétion génétique en PTP1B dans le sepsis par amélioration de la sensibilité à l’insuline et des conséquences sur la fonction endothéliale et cardiaque. / Hyperglycemia and insulin resistance are septic metabolic alterations associated with poorprognosis, increased cardiovascular dysfunction and mortality. Several studies have demonstrated thathigh-dose insulin therapy reduces mortality and prevents multi-organ dysfunction but is controversialbecause it is often associated with deleterious hypoglycemia. Protein Tyrosine Phosphatase 1B (PTP1B)is a negative regulator of both insulin signaling and NO production.The concept developed in our laboratory is that PTP1B inhibition could be a potentialtherapeutic target in sepsis by improving both insulin sensitivity and these consequences onendothelial and cardiac function. PTP1B genetic deletion has been shown to decrease cardiovasculardysfunction in sepsis but the effects of this deletion on carbohydrate metabolism in the improvementof cardiovascular dysfunction remain unknown and constitute the objective of our work.In a sepsis model induced by Ligature and Caecal Perforation, we have demonstrated that thetotal PTP1B genetic deletion limits insulin resistance induced by sepsis, improves the AMPK signalingpathway, the GLUT-4 translocation and reduces inflammation. These effects are followed by decreasedendothelial dysfunction induced by sepsis and improves NO production. The endothelial PTP1B geneticdeletion, significantly improves endothelial function, insulin and glucose sensitivity.This work demonstrate the beneficial effect of the PTP1B genetic deletion in the sepsis byimprovement of the insulin sensibility and these consequences on endothelial and cardiac function.