La dysfonction chronique du greffon est la cause majeure d’échec en transplantation rénale, que son mécanisme soit immunologique ou non. Lorsque l’épithélium tubulaire rénal subit des changements phénotypiques épithéliaux (CPE), évocateurs de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) et associés au développement de lésions irréversibles de fibrose interstitielle et d’atrophie tubulaire, l’évolution se fait vers la diminution de la fonction rénale et de la perte du greffon. Nous avons étudié le phénotype de l’épithélium tubulaire rénal par immunohistochimie et par la mesure dans les urines des ARN messagers de la vimentine, CD45, GAPDH et Uroplakine 1a par RT-PCR. Nous avons comparé les greffes avec donneurs cadavériques et celles avec donneurs vivants et nous avons évalué les performances diagnostiques de la RT-PCR dans les urines pour le diagnostic de CPE chez les patients greffés, ayant une biopsie rénale de surveillance à 3 mois et une biopsie sur indication particulière. Nous avons montré que le score de TEM sur la biopsie de surveillance et l’évolution de la fonction rénale sont meilleurs chez les greffés à partir de donneur vivant, comparé à ceux ayant un greffon de donneur cadavérique. La valeur de l’ARNm de la vimentine et CD45 rapportée à l’uroplakine 1a est corrélée avec le score de vimentine en immunomarquage dans les biopsies de surveillance. Ces biomarqueurs pourraient être utilisés comme un outil non invasif pour surveiller la fibrogénèse dans le greffon rénal. Ce test pourrait être utilisé pour le dépistage précoce des pathologies fibrosantes du greffon rénal. Une étude transcriptomique indépendante a été réalisée, confirmant l’intérêt de la normalisation des ARN messagers par l’ARNm de l’uroplakine, et montrant / Chronic graft dysfunction is the major cause for end-stage renal failure after renal transplantation, both through immune and non-immune mechanisms. When the renal tubular epithelium undergoes epithelial phenotypic changes (EPC), reminiscent of epithelial mesenchymal transition (EMT), and associated with interstitial fibrosis and tubular atrophy, the prognosis is poor with a diminution of renal function and graft loss. In this prospective study. We studied the renal epithelial phenotype by immunohistochemistry and measured mRNA in urine of vimentin, CD45, GAPDH and uroplakin 1a by RT-PCR. We compared grafts from living donors and those from deceased donors. We evaluated the diagnostic performance of RT-PCR on urine for the diagnosis of epithelial phenotypic changes in transplant patients, with renal biopsy surveillance at 3 months and a biopsy on particular indication. We have shown that the EMT score on renal biopsy surveillance and the evolution of graft renal function were better in the patients from living donors than in those from cadaveric donors. The value of the mRNA of vimentin and CD45 relative to the uroplakin is correlated with the score in vimentin immunostaining in routine biopsies. These biomarkers could be used as a noninvasive tool to monitor the renal graft fibrogenesis. This test could be used for early detection of fibrotic diseases of the kidney transplant. In an independant study, the transcriptome in urine was analyzed, and it was found that normalization of mRNA with uroplakin mRNA was useful, and that EPC were associated with immune and inflammatory profiles.

Le rejet chronique se manifeste dans le poumon par la bronchiolite oblitérante (BO), une pathologie inflammatoire et fibrotique menant à l’oblitération des bronchioles. L’étiologie exacte de cette maladie demeure inconnue. Certaines études suggèrent qu'un déséquilibre des leucotriènes (LT) sur les prostaglandines (PG) favorise la fibrose pulmonaire. Les taux des LT et des PG dans le poumon humain post-transplantation sont inconnus. Nous proposons qu'un déséquilibre de cystéinyl leucotriènes (CysLT) sur la PGE2 existe dans le poumon transplanté et pourrait être impliqué dans la pathogenèse de la BO. Aussi, les leucotriènes contribueraient à la fibrose par la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). Afin de vérifier ces hypothèses, nous avons déterminé les taux de CysLT et de PGE2 dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA) provenant de poumons transplantés chez l'homme ainsi que leurs corrélations cliniques. Nous avons également déterminé la capacité des CysLT à induire l’expression des marqueurs de la TEM in vitro. Nous avons découvert des taux de CysLT et PGE2 supérieurs à la normale dans les LBA des greffés. Un pic prédominant de CysLT sur PGE2 est observée à 52 semaines postgreffe et deux facteurs de risque de la BO, les infections au CMV et à l’Aspergillus, sont associés au ratio CysLT/PGE2> 1. In vitro, les CysLT induisent une répression des marqueurs épithéliaux mais n’induisent pas l’expression de marqueurs mésenchymateux chez les cellules épithéliales bronchiolaires. / Chronic rejection occurs, in the lung, in the form of bronchiolitis obliterans (BO), an inflammatory and fibroproliferative disease that leads to the obliteration of the bronchioles. A concept of the pathogenesis of BO has been suggested and several risk factors are associated to it, however, the exact etiology of this disease remains unknown. Studies have suggested that an imbalance of leukotrienes (LT) over prostaglandins (PG) promotes pulmonary fibrosis. The levels of LT and PG in the human lung post-transplantation are unknown. We propose that an imbalance of cysteinyl leukotrienes (CysLT) on PGE2 exists in the transplanted lung and may be implicated in the pathogenesis of BO. We also suggest that leukotrienes contribute to fibrosis through epithelial-mesenchymal transition (EMT). In order to test these hypotheses, we have determined the levels of CysLTs and PGE2 in human transplanted lung bronchoalveolar lavage fluid (BALf) samples and their clinical correlations. We have also determined the capacity of CysLT to induce the expression of EMT markers in vitro. We found high average levels of CysLT and PGE2 in the BAL of transplant patients. A predominant peak of CysLT over PGE2 was observed at 52 weeks post-transplantation and two risk factors for BO, CMV infections and Aspergillus were associated with CysLT/PGE2 ratio> 1. According to our experimental parameters, CysLT can induce the repression of epithelial markers but do not induce the expression of mesenchymal markers in vitro in small airway epithelial cells.

La transplantation hépatique est une technique chirurgicale maîtrisée, mais le devenir à long terme du greffon et de l’hôte doit encore être amélioré. L’étude pharmacogénétique des inhibiteurs de la calcineurine (CNI) devrait permettre de comprendre la variabilité de leurs effets thérapeutiques et toxiques. Dans un premier temps, nous avons réalisé une revue de la littérature concernant la pharmacogénétique des CNI en greffe d’organe et surtout hépatique en particulier les trois polymorphismes les plus impliqués dans la pharmacocinétique des CNI (CYP3A4*22, CYP3A5*3 et ABCB1 exons 12, 21, 26) et leurs éventuelles associations avec le devenir clinique du patient. L’état actuel des connaissances valide l’intérêt du génotype CYP3A5*3 pour adapter au mieux la posologie précoce de tacrolimus seulement en greffe rénale. Dans un second temps, nous avons mené une étude de cohorte rétrospective visant à étudier la pertinence et l’intérêt des génotypes du donneur et du receveur d’organe mentionnés précédemment, intervenant dans le métabolisme (CYP3A4*22, CYP3A5*3) et le transport membranaire (ABCB1 exons 12, 21 et 26) de la cyclosporine et du tacrolimus en transplantation hépatique. 170 patients avec un suivi de plus de 10 ans en moyenne ont été inclus. Les principaux résultats montrent que : l’allèle CYP3A5 *1 du receveur était associé significativement à un risque plus élevé de perte de greffon à long terme comparé à l’allèle CYP3A5 *3 ; l’allèle TT de l’exon 12 d’ABCB1 du receveur était associé à un risque moins élevé de rejet chronique ; et l’exposition à des doses élevées de CNI, la valeur initiale de la fonction rénale et l’âge du receveur étaient également indépendamment associés au risque d’altération de la fonction rénale. La caractérisation de ces marqueurs pharmacogénétiques en transplantation hépatique pourrait permettre d’adapter les traitements immunosuppresseurs pour chaque patient transplanté. D’autres voies de recherche (pharmacogénétique de la voie calcineurine, biomarqueurs précoces des lésions du greffon, ...) seront nécessaires pour identifier un profil personnalisé pour chaque greffé afin d’adapter au mieux la stratégie thérapeutique à long terme. / Liver transplantation is now a well mastered surgery with standardized procedures, but the long-term clinical outcomes of the graft and the patient remain uncertain. The pharmacogenetic study of the calcineurin inhibitors (CNI) cyclosporine and tacrolimus should help to understand the variability of their pharmacokinetics and therapeutic or side effects. In the first part of this work, we reviewed the main pharmacogenetic studies of CNI in liver transplantation, focusing on the three polymorphisms mostly involved in CNI pharmacokinetics (CYP3A4*22, CYP3A5*3 et ABCB1 exons 12, 21, 26) and their possible associations with clinical outcomes. To date, the only pharmacogenetic test consensually recommended in organ transplantation is the CYP3A5*3 variant for a better selection of the initial tacrolimus dose in kidney transplantation. The second part of this work was a retrospective cohort study in liver transplantation to investigate the influence of the above mentioned donor’s and recipient’s genotypes, involved in the metabolism (CYP3A4*22, CYP3A5*3) and the membrane transport (ABCB1 exons 12, 21 and 26) of cyclosporine and tacrolimus. 170 patients were enrolled in this study with a mean follow-up of more than ten years. Our main results are that: the recipient CYP3A5*1 allele was associated with a higher risk of graft loss than the CYP3A5*3 allele; the recipient ABCB1 exon 12 TT genotype was associated with a lower risk of chronic rejection than the CC genotype; overexposure to CNI, initial renal function and recipient age were associated with a higher risk of post-transplantation renal dysfunction. No genetic factor was associated with patient survival, acute rejection, liver function tests, recurrence of viral or other initial liver disease, or nephrotoxicity. Prospective characterization of both recipient and donor CYP3A4, CYP3A5 and ABCB1 polymorphisms could help to optimize immunosuppressive therapy for each candidate to liver transplantation. Further studies (pharmacogenetics of calcineurin pathway, early biomarkers of graft dysfunction, ...), should help to define a personalized profile for each transplant patient in order to best adapt the immunosuppressive strategy on the long term.

La transplantation pulmonaire pour les patients avec une maladie pulmonaire en phase terminale est leur seul espoir de survie. Malheureusement, certains greffés du poumon rencontrent des difficultés après la transplantation du poumon, dont l'un est le rejet chronique du greffon pulmonaire également connu histologiquement comme la bronchiolite oblitérante et cliniquement comme syndrome de bronchiolite oblitérante. L'étiologie exacte de la BO reste mal comprise. Certaines hypothèses suggèrent l'implication des cellules épithéliales dans le processus de remodelage des voies respiratoires, conduisant à l'obstruction des voies aériennes. Un des mécanismes proposés est un processus de transition, connue sous le nom de transition épithéliale-mésenchymateuse (TEM). Lors de ce processus, les cellules perdent leurs propriétés épithéliales, acquièrent un phénotype mésenchymateux et deviennent plus mobiles et envahissantes. Cette transformation leur permet de participer activement au processus de remodelage bronchique dans la bronchiolite oblitérante. L’induction de la TEM peut être due à certains facteurs tels que l'inflammation et l'apoptose. Le principal objectif de ce travail de maîtrise est de détecter in vivo la présence de la TEM dans des biopsies transbronchiques obtenues chez des greffés et de l’associer à leurs conditions cliniques. Le deuxième objectif est d'induire la TEM in vitro dans les cellules épithéliales des petites voies aériennes à l'aide de milieux conditionnés apoptotiques et non apoptotiques produits par les cellules endothéliales microvasculaires humaines du poumon. D’autre part, nous avons évalué si des médiateurs connus pour participer au processus de TEM tels que le facteur de croissance du tissu conjonctif (CTGF)et le facteur de croissance transformant bêta (TGF-beta) ainsi que le perlecan sont présents dans les milieux conditionnés utilisés. / For patients with end-stage lung disease, lung transplantation is their only hope for survival. Unfortunately, some of the lung transplant recipients (LTRs) might face obstacles following lung transplantation, one of which is chronic lung transplant rejection also known as bronchiolitis obliterans (BO) histologically and bronchiolitis obliterans syndrome (BOS) clinically. The exact etiology behind BO development remains poorly understood. Speculations have suggested the involvement of epithelial cells in the airway remodeling process leading to airway obstruction. One of the proposed mechanisms is a transitional process, known as epithelial-mesenchymal-transition (EMT). In this process epithelial cells lose their properties and acquire mesenchymal ones causing them to be more mobile and invasive which allow them to take part of the airway remodeling process in BO. Induction of EMT can be due to several factors such as inflammation, apoptosis. In our study we try to detect in vivo the presence of EMT in transbronchial biopsies (TBB) obtained from LTRs and associates it with their clinical conditions. We also try to manipulate and induce EMT in vitro in small airway epithelial cells (SAEC) using conditioned apoptotic (SSC4h) and non apoptotic (ZVAD) media produced from human microvascular endothelial cells (HMVEC) from lung. In addition, we worked on detecting possible mediators such as connective-tissue growth factor (CTGF), transforming growth factor-beta (TGF-β), and perlecan in produced media.

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La transplantation demeure le traitement de choix de l’insuffisance cardiaque (IC) et ce malgré les récents progrès des techniques de support d’assistance mécanique. Une amélioration considérable de la prévention et du traitement du rejet aigu a été réalisée ces 20 dernières années. Cependant, le succès à long terme des transplantations d’organes a été peu modifié : il est toujours compromis par la survenue d'une dysfonction chronique du greffon. Ainsi, l'avenir des transplantés cardiaques demeure sombre et représente un fardeau médical avec un impact socioéconomique important. Toutefois, la recherche a récemment mis en avant l'énorme potentiel de régénération des cellules souches (CS) et représenterait une nouvelle avenue thérapeutique pour les patients souffrant d’IC. Une meilleure compréhension des processus biologiques des CS et de leur interaction avec le cœur transplanté, permettrait d’exploiter pleinement leur potentiel de réparation cardiaque. Le but de cette thèse est d’explorer les différents aspects du traitement de l’IC en 2020. Les hypothèses proposées dans cette thèse sont les suivantes : (1) les excellents résultats obtenus (>20 ans de survie) chez près d’1/3 des patients greffés lors de la 1ère décade de notre expérience à ICM serait difficile à obtenir de nos jours à la vue de l’évolution d’une population plus malade et plus âgée; (2) le cœur artificiel total (CAT) temporaire Syncardia permet d’amener des patients en insuffisance cardiaque terminale à la greffe de façon satisfaisante; (3) la thérapie cellulaire, plus spécifiquement les CS d’origine adipeuse (ASC) sous forme sphéroïdes, permet de diminuer l’impact de la vasculopathie du greffon cardiaque; et (4) l’effet paracrine des ASC permet une diminution de l’inflammation dans un modèle expérimental de péritonite chez le rat. / Transplantation remains the preferred treatment for heart failure (HF) despite recent advances in mechanical support devices. A considerable improvement in the prevention and treatment of acute rejection has been achieved over the past 20 years. However, the long-term survival of organ transplants has not been changed: it is still compromised by the occurrence of chronic graft dysfunction. Thus, the future of cardiac transplant patients remains bleak and represents a medical burden with a significant socio-economic impact. However, research has recently highlighted the potential for regeneration of stem cells (SC) and would represent a new therapeutic avenue for patients with HF. A better understanding of the biological processes of SC and their interaction with the transplanted heart would allow them to fully exploit their cardiac repair potential. The aim of this thesis is to explore the various aspects of the treatment of HF in 2020. The hypotheses proposed in this thesis are as follows: (1) the excellent results obtained (> 20 years of survival) in almost 1/3 of the patients transplanted during the 1st decade of our experience at ICM would be difficult to obtain from our days at the sight of the evolution of a sicker and older population; (2) the temporary Syncardia total artificial heart (CAT) allows patients with end-stage heart failure to be transplanted satisfactorily; (3) cell therapy, more specifically CS of adipose origin (ASC) cultured as spheroid, reduce the impact of cardiac allograft vasculopathy (CAV); and (4) the paracrine effect of ASCs reduces inflammation in a rat experimental model of peritonitis.

Since its beginning, graft rejection remains the key problem of solid organ transplantation. This reaction of the recipient's immune system against mismatched antigens of the transplanted organ causes graft damage and consequently loss of its function. Rejection involves cellular (lymphocyte mediated) and humoral (antibody mediated) mechanisms. Among the genetic factors which may have a prognostic value in rejection risk evaluation are the Human Leukocyte Antigens (HLA) genotype, the Killer Immunoglobuline-like Receptor (KIR) gene repertoir, cytokine and other gene polymorphisms. These factors could be screened for before transplantation to find the best possible combination of genetic characteristics of the donor and recipient and to reveal patients with "risky" genotypes, who may need more intensive immunosuppression and more careful post-transplant follow-up. Molecular factors, such as HLA and non-HLA antibodies, soluble CD30 molecule (sCD30), Hepatocyte Growth Factor (HGF) and other cytokines, measured before and/or after transplantation in the recipient's blood may be helpful for rejection risk estimation and may also be used as post-transplant rejection onset markers. In our study, we focused on some of the above mentioned factors. We found that ethnicity plays a significant role in the...

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