L’objectif de mon travail de thèse était d’évaluer si des autogreffes de cellules souches olfactives ecto-mésenchymateuses (CSO-EMs) restauraient les capacités d’apprentissage et de mémorisation dans un modèle d’amnésie chez le rat, consécutive à une ischémie cérébrale globale (ICG). Cette dernière pouvant avoir lieu suite à un arrêt cardiaque (AC) et conduire à des conséquences neurologiques délétères telles que des atteintes cognitives et/ou sensorimotrices.C’est dans ce contexte scientifique que se sont inscrits mes travaux de recherche dont le premier objectif était de valider un modèle fiable et reproductible d’amnésie chez le rat. Nous avons sélectionné un modèle d’AC induisant une ICG caractérisé par des pertes neuronales ciblées au niveau de la zone CA1 des hippocampes dorsaux associées à des déficits d’apprentissage et de mémorisation.Enfin, la dernière étape de mon projet a consisté à évaluer l'effet des autogreffes de CSO-EMs sur la restauration des fonctions cognitives chez des rats ayant subi une ICG. Tout d’abord, j’ai dû élaborer un protocole permettant le suivi du devenir des CSO-EMs à la suite d’autogreffes, sans en altérer leurs propriétés endogènes. Puis j’ai démontré que ces autogreffes de CSO-EMs GFP+ : i) restauraient les capacités d’apprentissage et de mémorisation, ii) stimulaient la neurogénèse et iii) amélioraient la PLT chez des rats ayant subis une ICG.L’ensemble des données recueillies au cours de ma thèse accordent d’avantage de crédibilité à l’utilisation des CSO-EMs dans le cadre de thérapies menées contre les atteintes du SNC. / The main goal of my thesis was to evaluate whether autografts of ecto-mesenchymal olfactory stem cell (EM-OSCs) restored learning and memory abilities in a rats model of amnesia following global cerebral ischemia (GCI). The latter can occur following cardiac arrest (CA) and lead to deleterious neurological consequences such as cognitive and / or sensorimotor injuries.Finally, the final step in my project was to evaluate the effect of EM-OSCs autografts on restoration of cognitive functions in ischemic rats. First of all, I had to develop a protocol to monitor the fate of EM-OSCs following autografts, without altering their endogenous properties. Then, I demonstrated that these GFP+ EM-OSCs autografts: i) restored learning and memory abilities, ii) stimulated neurogenesis, and iii) improved PLT in ischemic rats. All the data gathered during my thesis give credibility to the use of EM-OSCs in the framework of therapies against the CNS damages.

Les fonctions cardiovasculaires doivent répondre à des stimulations physiologiques importantes et différentes lors de l'exercice physique, de l'exposition à la haute altitude ou de tests de stimulation spécifiques du système nerveux autonome. Nous avons dans ce travail de thèse, étudié les modulations autonomiques consécutives à l'exercice (entraînements / compétition ou réentraînement), à l'hypoxie ou à des tests de stimulation adrénergiques afin de faire le lien avec la fatigue et/ou la limitation à l'effort. Le suivi de coureurs à pieds séniors nous a permis d'observer une majoration de l'activité sympathique ainsi qu'une diminution du tonus parasympathique sous l'effet de l'entraînement, et plus encore de la compétition. Dans un second temps, nous avons analysé les réponses adaptatives de sujets exposés à une hypoxie brutale par le biais de tests d'orthostatisme, et mis en évidence une dysautonomie transitoire les deux premiers jours d'exposition à l'altitude, suivie d'un retour vers des valeurs basales le quatrième jour. Notre troisième protocole a montré que les fibromyalgiques présentent une qualité de vie et une capacité d'exercice altérées ainsi que des réponses autonomiques à l'orthostatisme émoussées comparées à des sujets témoins. Cependant, un entraînement en endurance de 12 semaines à intensité modérée, semble bénéfique sur la qualité de vie des patientes, et améliore les paramètres d'exercice et de modulation de l'activité du système nerveux. Enfin, nous avons confirmé que les sujets trisomiques présentaient une capacité d'exercice ainsi qu'une fonction cardio-respiratoire altérées par rapport à des sujets contrôles appariés en âge. Les tests de stimulations du système nerveux autonome montrent aussi une dysautonomie marquée, avec des réponses autonomiques émoussées qui peuvent être mises en lien avec une capacité d'effort limitée et/ou l'apparition d'une fatigue précoce à l'effort chez les trisomiques 21. Notre travail, par l'analyse de la variabilité cardiaque, a donc permis de mettre en évidence des altérations de l'activité autonomique qui peuvent être durables ou transitoires, selon l'environnement, selon le niveau d'activité ou l'existence de pathologies. / Cardiovascular functions have to answer to important physiological stimulations during physical activity, high altitude exposure, or specific stimulation tests of the autonomic nervous system. In this thesis work, we studied autonomic modulations after exercise (training/competition or retraining), hypoxia or adrenergic stimulation tests in order to link them with fatigue and/or effort limitation. Senior runners' follow-up allowed us to observe an increase in sympathetic activity and also a decrease in parasympathetic tone with training and particularly competition. In a second time, we analyzed the adaptive responses of subjects exposed to rough hypoxia through orthostatic tests and we highlighted a transitional dysautonomia during the first two days of altitude exposure followed by a return to basal values on the fourth day. Our third protocol has demonstrated that fibromyalgic patients show altered life quality and exercise capacity and also blunted autonomic responses to orthostatism compared to control subjects. However, twelve weeks of endurance training in moderate intensity seems to be beneficial on patients' life quality and improves exercise parameters and modulation of the activity of the nervous system. Finally, we have confirmed that subjects with Down syndrome showed altered exercise capacity and cardio-respiratory function in comparison to aged matched control subjects. Stimulation tests of the autonomic nervous system also show a marked dysautonomia with blunted autonomic responses, which can be linked to a limited effort capacity and/or to the appearance of an early fatigue to exercise in subjects with Down syndrome. Our work, thanks to cardiac variability analysis highlighted alterations in autonomic activity, which could be lasting or transient, depending on the environment, the activity level or the existence of pathologies.

Un bio-marqueur est un paramètre biologique absent ou exprimé à un taux basal en situation physiologique, et présent ou surexprimé en cas d'altération de la fonction tissulaire correspondante. Le dosage de certain bio-marqueurs permet de suivre voire d'anticiper la survenue d'une complication en post-opératoire, et permet la prise en charge rapide et adaptée de cette complication. Les patients opérés cardiaques sont exposés à plusieurs types de complications. Les plus importantes sont l'ischémie myocardique résiduelle voire l'infarctus péri-opératoire, les complications respiratoires, l'insuffisance rénale et les infections de la cicatrice sternale. Chacune de ces complications augmente la morbi-mortalité post-opératoire. Le dosage de la TROPONINE I CARDIAQUE a montré son intérêt dans la détection des ischémies myocardiques résiduelles et le diagnostic d'infarctus péri-opératoire. Nous avons testé l'intérêt du ratio Troponine I cardiaque à 12h / Troponine I cardiaque à 6h dans la détection des ischémies myocardiques résiduelles post-opératoires. Nous avons démontré qu'un rapport de troponine H 12/H6> 1.3 permet de détecter les lésions des greffons au décours de pontages coronariens. Leur détection précoce permet de prévenir l'évolution péjorative des greffons. La NEUTROPHIL GELATINASE-ASSOCIATED LIPOCALIN (NGAL), est un marqueur de l'insuffisance rénale jamais encore testé chez les patients insuffisants rénaux chroniques en pré-opératoire de chirurgie cardiaque. Nous avorn démontré que la NGAL plasmatique est un marqueur robuste de l'apparition d'une insuffisance rénale aigüe en post­opératoire de chirurgie cardiaque, chez des patients déjà insuffisants rénaux en pré-opératoire. Un taux de NGAL à la 6ème heure supérieur à l 55ng/ml est un facteur de risque indépendant de survenue d'une insuffisance rénale aigüe post­opératoire. L'ENDOCAN est un marqueur de l'atteinte pulmonaire, qui n'a jamais été testé dans le cadre de la chirurgie cardiaque. Nous proposons de: 1) Déterminer la cinétique de L'Endocan dans le contexte inflammatoire de la CEC, 2) Evaluer le lien entre la diminution du taux d'Endocan circulant et le risque d'évolution vers une défaillance respiratoire d'origine septique ou inflammatoire, 3) Comparer la cinétique de l'Endocan à celle d'autres marqueurs de l'inflammation et de l'infection: Protéine C Réactive (CRP) et procalcitonine (PCT), et 4) Evaluer la valeur pronostique du taux d'Endocan dans la survenue des décès postopératoires d'origine respiratoire. Nous avons réalisé une étude pilote qui a mis en évidence que 6 heures après l'intervention, les patients ayant présenté une infection pulmonaire post-opératoire avaient des niveaux significativement plus élevés d'Endocan que les patients sans infection pulmonaire. Cette étude pilote a montré un intérêt potentiel pour concevoir une étude spécifique, qui a été soumise pour publication. Nous avons réalisé secondairement une étude prospective incluant 155 patients. Les résultats confirment ceux de l'étude pilote à savoir que le taux d'Endocan en préopératoire et à 6 heures est prédictif de l'atteinte pulmonaire post-opératoire. / A biomarker is a biological parameter absent or expressed at a basal Ievel in physiological situation, and present or overexpressed in the event ofalteration of the corresponding tissue function. The dosage ofsome biomarkers makes it possible to follow or even anticipate the occurrence of a postoperative complication, and allows a rapid and adapted management ofthis complication. Patients with heart surgery are exposed to several types of complications. The most important are residual myocardial ischemia and perioperative infarction, respiratory complications, renal insufficiency and sternal wound infections. Each c these complications increases post-operative morbidity and mortality. The determination of the cardiac TROPONINE I has shown its interest in the detection ofresidual myocardial ischemia and the diagnosis ofperioperative infarction. We tested the cardiac Troponin I ratio at 12 h / cardiac Troponin I at 6 h in the detection ofpost-operative residual myocardial ischemia. We have demonstrated that a ratio oftroponin Hl2 / H6> 1.3 makes it possible to detect the lesions of the grafts after coronary bypass surgery. Their early detection makes it possible to prevent the pejorative evolution of the grafts. NEUTROPHIL GELATINASE-ASSOCIATED LIPOCALIN (NGAL), is a marker ofrenal failure never tested in patients with chronic renal failure in preoperative cardiac surgery. We have demonstrated that plasma NGAL is a robust marker for the development of acute renal failure in postoperative cardiac surgery in patients with pre-operative renal failure. An NGAL level at the 6th hour above 155ng / ml is an independent risk factor for the occurrence of post­operative acute renal failure. ENDOCAN is a marker ofpulmonary involvement, which has never been tested in cardiac surgery. We propose to: 1) Determine the kinetics ofEndocan in the inflammatory context of the CEC, 2) Assess the Iink between the decrease in circulating endocan and the risk ofprogress towards respiratory failure ofseptic origin or Inflammatory, 3) Compare endocan kinetics with other markers of inflammation and infection: Protein C Reactive (CRP) and procalcitonin (PCT), and 4) Assess the prognostic value of the rate of inflammation, Endocan in the occurrence ofpostoperative respiratory deaths. We conducted a pilot study that found that 6 hours after the procedure, patients with postoperative pulmonary infection had significantly higher levels ofEndocan than patients without pulmonary infection. This pilot study showed a potential interest in designing a specific study, which was submitted for publication. We performed a prospective study, which included 155 patients. The results confirm the results of the pilot study, namely that the preoperative and 6-hour Endocan is predictive ofpostoperative pulmonary involvement

Les dystrophies myotoniques sont les formes les plus communes des dystrophies musculaires chez l’adulte, caractérisées par de nombreux symptômes tels que les défauts de conduction et de rythme cardiaques fatals chez 30% des patients DM, dont les causes moléculaires sont inconnues. Les DM sont des maladies à gain de fonction d’ARN faisant intervenir une séquestration des facteurs d’épissage alternatif MBNL par des ARNs contenant de longues répétitions (C)CUG, conduisant à des altérations de l’épissage alternatif. Par des approches de puces à ADN, nous avons identifié et confirmé la diminution spécifique de miR-1, conduisant à la dérégulation de l’expression de la connexine 43 et du canal à calcium cardiaque Cav1.2 dans le coeur de patients DM. Par séquençage à haut débit d’ARNs de cœur de patients atteints ou non de DM, j’ai montré la dérégulation de plus d’une centaine d’épissages alternatifs dont celui des exons 6A/6B du principal canal à sodium cardiaque, SCN5A. J’ai montré que cet épissage est régulé par MBNL, et j’ai confirmé l’inclusion anormale de l’exon 6A à la place de l’exon 6B dans l’ARNm SCN5A conduisant à une diminution de l’activité du canal SCN5A, pouvant expliquer les défauts cardiaques des patients DM. / The myotonic dystrophies (DM) are the most common forms of muscular dystrophies in adults, characterized by several symptoms such as cardiac conduction defects and arrhythmias, fatals in 30% of DM patients. The molecular causes of DM cardiac defects are unknown. The RNA gain of function involving a sequestration of MBNL, alternatives splicing factors by large RNAs containing large (C)CUG, leading to alternative splicing defects. By microarray analysis, we identified and confirmed the specific decrease of miR-1, leading to misregulation of connexin 43 and cardiac calcium channel Cav1.2 expressions in DM patients’ hearts. By RNA-Sequencing of samples from DM and non-DM patients hearts, we have shown misregulation of more than 100 alternative splicing, such as the most interesting splicing alteration which is that of exons 6A/6B of SCN5A, the maincardiac sodium channel. We have shown this splicing is regulated by MBNL, and we have confirmed the abnormal inclusion of exon 6A instead of exon 6B in SCN5A mRNA in heart of DM patients, resulting in the decrease of SCN5A channel activity. This decrease could explain the cardiac defects of DM patients.

Avec plus de 3,5 millions de nouveaux cas diagnostiqués chaque année, l’insuffisance cardiaque (IC) touche actuellement plus de 15 millions d’européens et représente ainsi la première cause de mortalité cardiovasculaire en Europe. Malgré les avancées de la recherche cardiovasculaire, l’IC reste une maladie grave et de mauvais pronostic. En effet, plus de 50% des patients meurent dans les 5 années suivant le diagnostic. La compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-jacents, encore largement inconnus, permettrait de développer des thérapeutiques visant à soigner les causes de l’IC plutôt que les conséquences et ainsi d’améliorer la prise en charge des patients. La contribution majeure des modifications post-traductionnelles (MPTs) dans la régulation de l’expression génique, de l’activité enzymatique ainsi que dans la régulation fonctionnelle des protéines font des MPTs les intégrateurs de l'adaptation dynamique du phénotype. C’est pourquoi l’équipe a réalisé des analyses phosphoprotéomiques dans un modèle expérimental d’IC chez le rat à 2 mois post-infarctus du myocarde (IDM). Ces analyses ont permis de mettre en évidence d’une augmentation du niveau de phosphorylation en sérine de la Desmine dans les ventricules gauches (VG) de rats IC par rapport aux témoins.Notre étude vise à identifier d’une part les kinases impliquées dans la phosphorylation de la Desmine et d’autre part à déterminer l’impact de l’augmentation de la forme phosphorylée de la Desmine sur son devenir dans le modèle in vivo.Par analyse bioinformatique, nous avons sélectionné les kinases potentiellement impliquées dans la phosphorylation de la Desmine. L’étude de la régulation de ces kinases dans le modèle d’IC chez le rat a permis de mettre en évidence la présence d’une plus grande quantité d’unités actives de PKC zeta et de GSK3 beta dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM. In vitro, l’inhibition de PKC zeta entraîne à la fois une diminution de l’activité GSK3 beta ainsi qu’une modulation du profil de phosphorylation de la Desmine. L’ensemble de ces données suggère l’implication de PKC zeta et de GSK3 beta dans l’augmentation du niveau de phosphorylation de la Desmine dans le modèle d’IC chez le rat. Néanmoins, leur action directe sur la Desmine, en cascade ou encore indirecte via d’autres partenaires reste encore à définir.Par immunofluorescence, nous avons mis en évidence la présence d'agrégats de Desmine dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM possiblement formés suite à son hyperphosphorylation. Nous avons émis l’hypothèse que ces agrégats de Desmine, comme toute protéine agrégée, seraient toxiques pour le cardiomyocyte et nécessiteraient l'intervention des systèmes protéolytiques pour être éliminés afin d'assurer la survie cellulaire. L’étude du système ubiquitine protéasome, de la macroautophagie et de l’autophagie médiée par le chaperonnes (CMA) dans le modèle d’IC chez le rat à 7 jours, 1 et 2 mois post-IDM suggère que l’inefficacité de la macroautophagie à 7 jours post-IDM et la diminution de son activité au cours du temps entraînerait une accumulation cytosolique de Desmine phosphorylée mais également l’induction de la CMA afin d’assurer la clairance de cette dernière. In vitro, nous avons montré que l’induction pharmacologique de la CMA entraîne une diminution du niveau de Desmine ainsi qu’une modulation de son profil de phosphorylation.L’augmentation de phosphorylation en sérine de la Desmine dans les VG de rats IC à 2 mois, dépendante de la PKC zeta et/ou GSK3 beta, semble entraîner l’accumulation cytosolique de Desmine ainsi que la formation d’agrégats dans les VG de rat IC qui pourraient participer à la dysfonction contractile observée au cours de l’IC. En réponse à l'inefficacité de la macroautophagie, la CMA serait activée afin d’assurer l’élimination de la Desmine phosphorylée et ainsi la survie du cardiomyocyte au cours de l’IC. / With over 3,5 million new cases each year, heart failure (HF) currently affects more than 15 million of European individuals and thus represents the leading cause of cardiovascular mortality in Europe. Despite advances in cardiovascular research, HF remains a serious disease with poor prognosis. Indeed, more than 50 per cent of patients die within 5 years after diagnosis. Understanding the underlying physiopathological mechanisms would allow the development of therapeutics to treat the causes of HF rather than the consequences of the disease, thereby improving the medical care of patients. The major contribution of post-translational modifications (PTMs) in the regulation of gene expression, enzyme activity as well as in the functional regulation of proteins, turns PTMs into integrators of the dynamic adaptation of the phenotype. For this reason, the team performed phosphoproteomic analyses in an experimental rat model of HF at 2 monhs following myocardial infarction (MI). These analyses revealed an increase of the phosphorylation levels of Desmin at serine residues in left ventricles (LV) of HF rats compared to sham rats.The aim of our study is to identify the kinases which are implicated in Desmin phosphorylation on one hand, and the impact and behavior of increased phosphorylated Desmin in cardiomyocyte on the other hand.By bioinformatic analysis, we first selected the kinases which are potentially implicated in Desmin phosphorylation. Then, we studied the enzymatic regulation of selected kinases in an experimental rat model of HF, which allowed the identification of active PKC zeta and GSK3 beta in the LV of HF rats at 2 months. In vitro, pharmacological inhibition of PKC zeta leads to a decreased of GSK3 beta activity as well as a modulation of the phosphorylated Desmin profiles. Taken together, these data suggest an implication of PKC zeta and GSK3 beta in the increase of Desmin phosphorylation levels in the LV of HF rats. However, their direct, consecutive or indirect implication on Desmin phosphorylation remains to be evaluated.By immunofluorescence, we observed the presence of aggregated Desmin in LV of HF rats at 2 months post-MI that suggest that these could be the result of Desmin hyperphosphorylation. We hypothesized that these Desmin aggregates, like other aggregated proteins, could be toxic for cardiomyocytes and need to be cleared by proteolytic systems to ensure cell survival.The study of proteolytic systems in the in vivo model showed that while the UPS is not modulated all along LV remodeling, macroautophagy decreases with time and could thus drive cytosolic accumulation of phosphorylated Desmin in LV of HF rats. At the same time, CMA seems to be activated thereby ensure phosphorylated Desmin clearance. In vitro, we have shown that pharmacological induction of CMA results in lower phosphorylated Desmin levels.In conclusion, increased Desmin phosphorylation levels seems to be dependent of PKC zeta and/or GSK3 beta activation in LV of HF rats at 2 months after MI. This elevation could drive the cytosolic accumulation and aggregation of Desmin, which could be involved in the contractile dysfunction observed during HF. Finally, as a result of decreased macroautophagy, CMA could be activated in LV of HF rats to ensure phosphorylated Desmin clearance and thus cardiomyocyte survival.

Les pathologies valvulaires aortiques sont des pathologies plurifactorielles, comportant un déterminisme génétique indiscutable mais peu caractérisé. Ma thèse a pour but d’étudier le rôle du facteur de transcription Krox20 au cours du développement et de la maturation valvulaire à travers l’analyse de modèles murins. Nous avons montré que ce gène est nécessaire au développement et à la maturation de la valve aortique. L’invalidation de Krox20 chez la souris conduit à une hypertrophie des feuillets aortiques dès les stades fœtaux et à des insuffisances aortiques chez l’adulte. Ces anomalies sont associées à des défauts d’organisation de la matrice extracellulaire en partie liée à une régulation directe de l’expression des collagènes de type I et III. 25% des souris déficientes pour Krox20 présentent une bicuspidie de la valve aortique. Nous avons observé une diminution de l’expression de eNos chez ces mutants et pu mettre en évidence une interaction génétique entre Krox20 et eNos. De plus, nous avons identifié une sous population de cellules des crêtes neurales cardiaques impliquées dans l’apparition de la bicuspidie chez les mutants Krox20. Afin d’explorer le rôle de Krox20 dans la calcification de la valve aortique, nous avons étudié les conséquences de la surexpression de ce gène dans un modèle et montré que lcela induisait une activation de gènes pro-fibrotiques et pro-ostéogénique sans conduire à des dépôts calciques. Krox20 est donc un facteur de transcription important pour la valvulogenèse et à l’homéostasie valvulaire chez l’adulte. Mes travaux ont contribué à l’identification de Krox20 comme gène candidat potentiel aux valvulopathies rencontrées chez l’homme. / Long seen as a consequence of aging and mechanical wear of aortic cusps, aortic valve diseases are currently considered multifactorial diseases, with an indisputable genetic determinism but not well characterized. My thesis aims to study the role of the transcription factor Krox20 during development and maturation of the valve through the analysis of mouse models. We have shown that this gene is necessary for the development and maturation of the aortic valve. Indeed, the deletion of Krox20 in the mouse leads to thickened aortic leaflets from the fetal stage and the onset of aortic valve disease in adults. These anomalies are associated with defects in the organization of the extracellular matrix and more particularly to direct regulsation of collagen type I and type III expression. Our analysis showed that 25% Krox20-/- mice have a bicuspid aortic valve. The analysis of this model has allowed us to identify a population of cardiac neural crest cells involved in the occurrence of this phenotype. In addition, we were able to observe a down regulation of eNos in Krox20-/- embryos and show a genetic interaction between Krox20 and eNos. To address the role of Krox20 in the process of calcification of the aortic valve, we have studied the effects of its overexpression. Our preliminary results indicate that this overexpression leads to activation of pro-fibrotic and pro-osteogenic genes, however, this is not sufficient to induce calcification of aortic valve leaflets.Therefore Krox20 is important for valvulogenesis but also for valvular homeostasis in the adult. My work has contributed to the identification of a potential candidate gene involved in human valve diseases.

La mutation LMNA H222P est responsable de dystrophie musculaire d’Emery Dreifuss autosomale dominante (DMED-AD). Les patients atteints de DMED-AD souffrent d’une dystrophie musculaire et de cardiomyopathie dilatée. Les mécanismes moléculaires impliqués dans cette pathologie sont encore peu connus. Dans mes travaux de thèse, je me suis servie de cellules souches pluripotentes murines ainsi que de souris portant la mutation LMNA H222P afin d’étudier une approche thérapeutique potentielle. L'échocardiographie des souris LMNA H222P in utero révèle une dilatation des cœurs embryonnaires dès E13.5, ce qui indique une origine développementale de la maladie. La différenciation cardiaque des cellules souches pluripotentes murines est altérée dès le stade mésoderme. Aussi, les niveaux d’expression de Mesp1, snail1 et twist, gènes impliqués dans la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) sont diminués dans les cellules mutées en comparaison avec les cellules sauvages en cours de différenciation. L'immunoprécipitation de la chromatine dans les cellules différenciées révèle une diminution spécifique de la marque d'histone H3K4me1 sur des régions régulatrices de Mesp1 et Twist. L'inhibition de LSD1, une déméthylase spécifique de H3K4me1 rétablit le taux de la marque H3K4me1 sur les régions génomiques étudiées dans les cellules mutées. De plus, la baisse de LSD1 améliore la contraction des cardiomyocytes différenciés obtenus à partir des cellules souches embryonnaires portant la mutation LMNA H222P. L'inhibiteur de LSD1, utilisé dans les essais cliniques en cancérologie, pourrait être une molécule thérapeutique potentielle pour le traitement des laminopathies à phénotype cardiaque. / The LMNA H222P missense mutation in autosomal dominant Emery-Dreifuss muscular dystrophy patients is responsible for a muscular dystrophy and dilated cardiomyopathy. The molecular mechanisms underlying the origin and development of the pathology are still unknown. Herein, we used mouse pluripotent stem cells as well as a mutant mouse, all harboring the LMNA H222P mutation, to investigate potential therapeutic approaches. Echocardiography of LMNA H222P mice in utero revealed dilatation of heart as early as E13.5, pointing to a developmental origin of the disease. Cardiac differentiation of mouse pluripotent stem cells was impaired as early as the mesodermal stage. Expression of Mesp1, a mesodermal cardiogenic gene as well as snail1 and twist, involved in epithelial-mesenchymal transition (EMT) of epiblast cells, was decreased in mutated cells when compared to wild type in the course of differentiation. In turn, cardiomyocyte differentiation was impaired. Chromatin immunoprecipitation assays of the H3K4me1 epigenetic mark in differentiating cells revealed a specific decrease of this histone mark on regulatory regions of MesP1 and Twist. Downregulation or inhibition of LSD1, that specifically demethylates H3K4me1, rescued the epigenetic landscape in mutated cells. In turn downregulation of LSD1 rescued contraction in cardiomyocytes differentiated from LMNA H222P pluripotent stem cells. Our data point to LSD1 inhibitor, used in clinical trials in cancerology, as potential therapeutic molecule for laminopathies with a cardiac phenotype.

L'objectif général de notre travail de thèse a été d'évaluer le rapport bénéfice/risque cardiovasculaire de l'exercice immergé. L'exercice immergé est contraignant pour le système cardiovasculaire. Il est potentiellement responsable d'une majoration de la perméabilité et/ou du gradient de pression de la barrière alvéolo-capillaire. Cet effet passe par le biais d'un accroissement des charges cardiaque et respiratoire, une sécrétion de peptides natriurétiques et une hémodilution. L'exposition au froid, la consommation d'anti-inflammatoires non stéroïdiens et la réalisation d'un exercice de forte intensité majorent le risque de survenue d'un oedème pulmonaire d'immersion. L'exercice immergé a également des effets bénéfiques. La pratique d'un sport aquatique aurait le même effet anti-hypertenseur que les activités réalisées en ambiance sèche. Par ailleurs, des différences de sollicitation endothéliale pourraient exister, en fonction des modalités d'exercice ou de la position du sujet. L'exercice immergé pourrait être plus efficace sur la perte de poids et le contrôle des facteurs de risque cardiovasculaires métaboliques, par le biais des sécrétions endocrines qu'il induit. Enfin, le réchauffement cutané associé à l'immersion dans une eau thermiquement neutre semble cardio-protecteur. / The aim of our PhD was to hold up the knowledge about risks and benefits of immersed exercise.Immersed exercise is a stress for cardiovascular system. It may result in an increase in permeability and/or pressure gradient, at the level of alveolar-capillary membrane. These effects result from an increase in cardiac and respiratory load, a natriuretic peptide secretion, and hemodilution. Exposure to cold, non-steroïdal anti-inflammatory drugs, and high intensity exercise increase the risk of a pulmonary oedema of immersion occurrence. Immersed exercise also have beneficial effects. Our observatsion suggest that immersed exercise have the hypotensive effects as ambient air exercise. Differences in endothelial stimulation may exist, depending on exercise modalities. Immersed exercise may even be more efficient on weight loss and cardiovascular risk factors control than ambient air exercise, through alterations in endocrine secretions. At the end, the global warming of the skin related to immersion in thermoneutral water appears to be cardio-protective.

Le système de conduction ventriculaire (SCV) est responsable de la propagation rapide de l’activité électrique dans le cœur. Il est composé du faisceau de His, des branches droite et gauche, et des fibres de Purkinje. 1) Le développement du SCV a été étudié par l’utilisation de souris transgéniques exprimant la recombinase Cre inductible, insérée par recombinaison homologue au locus du gène de la connexine-40 (Cx40). Ce gène code pour une protéine exprimée dans les trabécules ventriculaires et le SCV. La recombinaison est observée uniquement dans les cellules exprimant la Cx40 et leur descendance. Mes résultats révèlent une restriction progressive du destin des trabécules Cx40-positives en cardiomyocytes conducteurs. Les progéniteurs Cx40-positifs participent à la formation du myocarde contractile et du SCV de E10.5 à E14.5 ; alors qu’ils ne donnent que des cardiomyocytes conducteurs après E16.5. 2) L’analyse du SCV a été étudiée dans un modèle de malformation cardiaque congénitale. Le mutant Tbx1-/-, modèle du syndrome de DiGeorge humain, présente une communication inter-ventriculaire. Des défauts morphologiques du SCV sont détectés chez ces mutants : absence de branche droite et un faisceau de His moins compacté. Ceux-ci sont corrélés avec des défauts de conduction. Le phénotype observé ne résulte pas d’un défaut d’activation du programme génique à l’origine de l’établissement du SCV ; mais semble dû à la présence de la communication inter-ventriculaire qui empêcherait les cellules progénitrices du SCV de rejoindre le sommet du septum inter-ventriculaire. / The ventricular conduction system (VCS) is responsible for the rapid propagation of electrical activity in the heart. The VCS is composed of the His bundle, the left and right bundle branches, and the peripheral Purkinje fibers. 1) The development of the VCS has been studied by using transgenic mice expressing the inducible Cre recombinase, introduced by homologous recombination at the locus of gene of connexin-40 (Cx40). Cx40 encodes for a protein expressing in the ventricular trabeculae and the VCS. The recombination is observed in the cells expressing Cx40 and in their descendants. My results suggest a progressive restriction of the fate of Cx40-positive trabeculae in conductive cardiomyocytes. Cx40-positive progenitors give rise to the formation of the compact myocardium and of the VCS when they are induced between E10.5-E14.5; while they participate only in the cardiomyocytes of VCS after E16.5. 2) The analysis of the VCS has been studied in a model of congenital heart malformation. The mutant Tbx1-/-, model of the DiGeorge syndrome, present a ventricular septal defect. Morphological defects of the VCS are found in Tbx1-/- hearts: an absence of right bundle branch and a non-compacted His bundle; which are correlated with functional defect. The phenotype observed in these mutants does not result from a defect of the activation in the genetic program being at the origin of the establishment in the VCS, but seems to be explain by the presence of a large ventricular septal defect, because it could block the progression of the progenitors of the VCS along the crest of the inter-ventricular septum.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.