Cette thèse porte sur la sélection d’anticorps humains et la découverte de nouveaux biomarqueurs en vue d’un diagnostic et d’une thérapie de l’athérosclérose. Le premier volet concerne, dans un premier temps, la sélection d’anticorps humains dans un contexte physiopathologique chez un modèle animal de l’athérosclérose. La sélection in vivo a permis de sélectionner des anticorps sur large pannel de cibles dans leur conformation native et sous l’influence de leur microenvironnement. Suite à cela, afin d’accéder à la spécificité des clones, une méthode innovante de criblage a été développée, la cytométrie de flux à moyen débit. Cette technique, contrairement à l’ELISA couramment utilisé pour la caractérisation d’anticorps ou de peptides, ne nécessite pas de connaitre l’antigène et permet également de travailler à des concentrations de protéines moindres. Ainsi, deux cents anticorps ont pu être sélectionnés. Les tests d’affinité et de caractérisation de ces anticorps ont, par la suite, mené à l’identification d’une nouvelle cible de la plaque d’athérome, la galectine 3, protéine impliquée dans l’activation des macrophages ainsi que la rétention des LDL oxydées par ces dernières. Le deuxième volet concerne une seconde approche de criblage in silico des anticorps issus de la sélection in vivo, notamment grâce à l’utilisation de techniques de séquençage haut débit (Pacific Biosciences). Les résultats de cette étude pilote ont permis demettre en exergue plusieurs points : (1) la possibilité d’obtenir des séquences >1000bpcorrespondant à des scFv après analyse par IMGT/HighV-QUEST (database des immunoglobulines internationales) et (2) la possibilité d’identifier des séquences de clones préférentiellement enrichies après une sélection in vivo. En conclusion et perspectives, ces deux méthodes de criblage complémentaires nous donnent accès à de nouvelles voies d’obtention d’anticorps humains pour (1) le couplage à des nanoparticules pour le diagnostic par IRM de la plaque d’athérome ainsi que (2) apporter une thérapie in situ au site inflammatoire. / This thesis is based on the selection of human antibodies and identification of newbiomarkers to develop a diagnosis and a therapy of atherosclerosis. The part one treats, first,the selection of human antibodies in a pathophysiological context in an animal model ofatherosclerosis. To access not only to a large panel of targets but also proteins in their nativeconformation and influenced by their microenvironment, an in vivo selection was performed.In a second time, an innovative high throughput flow cytometry screening was implemented.Contrary to the use of ELISA screening which needs to have an identified target, the flowcytometry doesn’t have this limitation and uses a lower quantity of proteins than ELISAassays. By this screening, two thousand clones were selected. Characterization and specificitytests of these antibodies have yielded to the discovery of galectin 3 has a new biomarker. Thisprotein is implicated in macrophage activation, binding of oxLDL by macrophages to formfoam cells. The second part is about a second screening approach of the antibodies issuingfrom the in vivo selection by using Next Generation Sequencing methods (PacificBiosciences). The results of this primary study allowed for highlighingt two points: (1) thefeasibility to obtain long reads >1000bp identified as scFv after analysis by IMGT/HighVQUEST(international database of immunglobulins) and (2) the feasibility to identify hits ofclones preferentially enriched during the in vivo selection. In conclusion and perspectives,these two complementary methods give the opportunity to obtain human antibodies for (1) thecoupling to nanoparticles for diagnosis by MRI of atheroma plaque and (2) serve as ligandsfor in situ delivery of drugs.

Les pathologies cardiovasculaires sont le plus souvent l’aboutissement des processus liés à l’athérosclérose. Elles représentent la première cause de morbi-mortalité dans le monde et leur incidence s’accroit avec le vieillissement de la population et l’expansion de facteurs de risques comme le diabète ou l’obésité. La sténose valvulaire aortique (SVA) est la valvulopathie la plus fréquente dans les pays développés présentant de nombreux points communs avec l’athérosclérose vasculaire. En plus des facteurs de risque, les lésions valvulaires et les lésions vasculaires partagent des similitudes dans les processus physiopathologiques impliqués comme l’inflammation, la fibrose, l’angiogenèse et la calcification. Ce dernier processus apparait dans les stades avancés des pathologies liées à l’athérosclérose et joue un rôle critique via son implication dans la stabilité de la plaque ou l’épaississement des cuspides valvulaires aortiques. Les macrophages, cellules issues de la différenciation des monocytes infiltrés, jouent un rôle prépondérant dans ces lésions via les phénotypes classiques (M1) et alternatifs (M2). Néanmoins cette dichotomie ne reflète pas complètement la variété de leur plasticité et les différents phénotypes induits notamment par le microenvironnement des monocytes/macrophages (zones riches en lipides, zones riches en fer ou zones riches en calcification). Dans la valve aortique, les cellules interstitielles de valve (VIC) forment la population cellulaire la plus présente au sein de la valve aortique. Ces cellules jouent un rôle déterminant dans le maintien du tissu valvulaire, mais également dans les processus de calcification menant à la SVA. Dans un premier temps, cette thèse a pour but d’étudier la capacité des macrophages à former des ostéoclastes, cellules responsables de la dégradation de la matrice osseuse, au sein des plaques d’athérosclérose. Dans un second temps, ce travail se focalisera sur les processus de calcification de la valve aortique via l’étude du rôle de la leptine dans les calcifications valvulaires (étude a priori) puis dans une étude transcriptomique sans a priori de VIC issues de valve sténosées et non-sténosées. Nos résultats sur les macrophages montrent ex vivo que les cellules en bordure des calcifications vasculaires sont des macrophages alternatifs de type M2. In vitro, ces cellules sont incapables de se différencier en ostéoclastes et de résorber une matrice osseuse. Pour l’étude de l’effet de la leptine sur les VIC, nous montrons que la leptine sérique est plus élevée chez des patients présentant une SVA, nous confirmons que la leptine et son récepteur sont exprimés au sein des valves aortiques et que la leptine favorise la différenciation ostéoblastique des VIC de manière dépendante des voies Akt et ERK. Enfin, l’étude transcriptomique a permis de mettre en évidence une nouvelle voie métabolique dérégulée dans les VIC. Cette enzyme est sous exprimée dans les VIC issues de valves pathologiques et dans les zones calcifiées des valves aortiques sténosées. Par ailleurs, le traitement des VIC par le produit de cette enzyme en milieu procalcifiant inhibe la calcification. Cette thèse met en avant de nouveaux indices sur les processus de calcification observés dans les plaques d’athérosclérose et les valves aortiques sténosées. Ces résultats décrivent l’impossibilité des M2 à former des ostéoclastes capables de résorber les calcifications. Il sera intéressant d’étudier le phénotype des macrophages en bordure des calcifications des valves aortiques sténosées. D’autre part, il sera intéressant d’étudier l’origine de la leptine dans la valve et son mécanisme d’action sur les VIC. Enfin, ce travail a mis à jour une nouvelle voie métabolique, impliquée dans le développement des calcifications valvulaires, qui pourrait constituer une voie thérapeutique innovante dans le traitement médicamenteux de la SVA. / Cardiovascular diseases (CVD) are the most often outcome of atherosclerosis processes. CVD are the first leading cause of death rate with an increasing incidence due to ageing populations and expansion of risk factors such as diabetes mellitus or obesity. Aortic valve stenosis (AVS) is the most frequent valvulopathy in developed countries sharing common points with vascular atherosclerosis. More than only risk factors, valvular and vascular lesions share common pathophysiological processes implicated in the development of the disease such as inflammation, fibrosis, angiogenesis and calcification. This last process appears in late stages of atherosclerosis diseases and play critical roles via implication in plaque stability or thickening of the aortic valve. Macrophages are cells deriving from infiltrated monocytes, playing an important role in the inflammatory state of lesions via classical (M1) or alternative phenotypes (M2) phenotypes. Nevertheless, this dichotomy does not reflect completely the variety of their plasticity and different phenotypes induced by the microenvironment of monocytes/macrophages (lipid riche zone, iron riche zone or calcium rich zone). In the aortic valve, valvular interstitial cells (VIC) are the most prominent cell type found in the aortic valve. These cells play a major role not only in the valve tissue homeostasis but also in the calcification processes leading to AVS. In a first part, the aim of this thesis is to elucidate the ability of macrophages to differentiate into osteoclasts, cell type responsible for bone matrix remodeling, inside atherosclerosis plaques. In a second part, this work will focus on the calcification processes occurring in the aortic valve via the study of the role of leptin in valvular calcification (association study) and then in a transcriptomic analysis of VIC isolated from calcified versus non calcified aortic valves (genome-wide expression study). Our results about macrophages show that ex vivo cell surrounding vascular calcification are alternative M2 macrophages. In vitro, these cells are no able to differentiate into true osteoclasts nor to resorb calcium deposits. Concerning the role of leptin on VIC, the results show that serum leptin is higher in patients with AVS, leptin and its receptors are expressed in the aortic valves and leptin enhances the osteoblast différenciation of VIC in an Akt and ERK dependant manner. Finally, the transcriptomic analysis allowed to highlight a new pathway deregulated in VIC. This enzyme is underexpressed in VIC isolated from calcified aortic valves and in the calcified zonesAbstract4of stenosed aortic valves. Otherwise, treating VIC with the product of this enzyme in a procalcifying medium inhibits calcification processes.This thesis highlights new insights into the calcification processes occurring in atherosclerosis lesions and calcified aortic valves. These results describe that M2 macrophages cannot differentiate into osteoclasts and reverse calcification formation inside atherosclerosis plaques. In parallel, it would be interesting to study the macrophages phenotypes surrounding calcium deposits in stenosed aortic valves. Then, it will be interesting to decipher the origin of leptin and its precise mechanism of action on VIC. Finally this work points out a new metabolic pathway implicated in the development of valvular calcification which could be a medical treatment of SVA.