Les voies métaboliques de l'acide arachidonique (AA) produisent divers dérivés qui sont impliqués dans le contrôle de la contraction et de la relaxation des muscles lisses.Les métabolites de l'AA sont produits soit par la voie des cyclooxygénases, des lipoxygénases ou celles des cytochromes P450 époxygénase et [oméga]-hydroxylase. À ce jour, aucune étude n'a analysé les effets des eicosanoïdes produits des cytochromes P450 sur le muscle lisse utérin en fin de grossesse. Le but de cette étude est de comparer les effets des différents sous-produits de l'acide arachidonique sur le myomètre gravide humain en situations physiologiques comme dans le cas du travail prématuré. Plus précisément, les objectifs spécifiques étaient de 1) démontrer l'effet des dérivés de l'AA sur l'activité contractile utérine in vitro à partir de tissus utérins de femmes enceintes et 2) d'explorer l'existence d'un équilibre entre les différentes voies métaboliques. Des biopsies utérines ont été réalisées chez des femmes consentantes bénéficiant d'une césarienne élective. Il s'agit d'une étude qui vise à quantifier les effets des eicosanoïdes exogènes sur le myomètre humain en utilisant un modèle in vitro et des mesures de tensions isométriques. Des effets tocolytiques partiels avec environ 40% d'inhibition ont été quantifiés lors de l'ajout des eicosanoïdes suivants: le 8,9-EET, le 14,15-EET et le 20-HETE.Les protéines du myomètre, des membranes foetales et du placenta ont été extraites et analysées par immunobuvardage.Les enzymes de la voie métabolique des EET sont présentes dans les tissus de la sphère utérine. Par la suite, les effets endogènes des EET et du 20-HETE ont été testés de même que ceux des inhibiteurs enzymatiques associés aux différentes voies métaboliques, seuls ou combinés. Par ailleurs, lors de l'utilisation d'inhibiteur, AUDA et DDMS, il a été possible d'observer des effets tocolytiques (20 à 30%) concordant avec un effet produit par les eicosanoïdes endogènes. Dans un second temps, en étudiant la combinaison des inhibiteurs de LOX et de COX favorisant ainsi un éventuel « shunt » métabolique, il a été possible de quantifier un effet tocolytique additif.Les isoformes des lipoxygénases sont présentes dans le tissu de la sphère utérine. Pour conclure, ces résultats innovateurs ont permis de révéler l'importance de la voie des eicosanoïdes dans l'utérus de femmes enceintes à terme.Les enzymes de la voie métabolique de l'acide arachidonique semblent donc être des cibles pharmacologiques intéressantes dans le traitement du travail préterme.

Résumé : Les anomalies de la contractilité utérine induisent des complications majeures. Il a été décrit que les facteurs inflammatoires et hormonaux déterminent la qualité des contractions utérines. FACTEURS INFLAMMATOIRES : Lors de prématurité spontanée, un statut inflammatoire est présent dans 60 % des cas où des médiateurs lipidiques inflammatoires (leucotriènes, prostaglandines) jouent un rôle majeur. Cette étude évalue l’effet du Montélukast, un antagoniste des récepteurs aux cys-leucotriènes, sur l’activité myométriale humaine in vitro. L’effet du Montélukast anténatal a été quantifié en condition inflammatoire sur l’activité contractile in vitro et sur la prolongation de la grossesse. Deux modèles sont utilisés. Le premier modèle est basé sur le prélèvement de biopsies utérines humaines, lors de césariennes. Le deuxième modèle est basé sur l’induction d’inflammation chez des rates gestantes suivie par des prélèvements utérins. En condition basale, les résultats montrent que le Montélukast a un effet tocolytique significatif sur l’activité contractile in vitro humaine et que son effet est additif à celui de la Nifédipine, le tocolytique de référence. Par ailleurs, l’effet du Montélukast est maximal en condition de prématurité spontanée. Lors de l'ajout d'agent pharmacologique bien caractérisé in vitro dans le modèle inflammatoire, la réactivité contractile à l'ocytocine des biopsies utérines des rates traitées au Montélukast est abolie alors que la sensibilité à la niféfipine était augmentée. Finalement, 3 des 9 rates traitées au Montélukast présentaient une prolongation anormale de la gestation. FACTEURS HORMONAUX : Lors d’une observation fortuite, une modification du patron de contractions utérines a été observée in vitro chez des femmes enceintes présentant une hypothyroïdie et traitées à la T[indice inférieur 4]. Des anomalies de contractilité peuvent conduire à des césariennes avec les risques chirurgicaux associés. Cette partie évalue si cette modification de la contractilité utérine est causée par l’hypothyroïdie sous-jacente ou l’administration de T[indice inférieur 4]. Par des biopsies utérines de rates, nous avons démontré que l’hypothyroïdie réduit la durée et augmente significativement la fréquence des contractions tandis qu’à forte dose de T[indice inférieur 4], une augmentation de la durée et une fréquence diminuée sont quantifiées. Ces résultats miment le patron anormal de contractions observé chez les femmes enceintes traitées à la T[indice inférieur 4]. Nos données suggèrent donc que la modification de la réactivité myométriale est due au traitement à la T[indice inférieur 4]. Cette approche originale montre que ces deux facteurs influencent la contractilité utérine et que des prises en charge plus personnalisées et mieux adaptées permettront de revenir à une contractilité utérine physiologique. / Abstract : Abnormalities of uterine contractility result in major complications. It has been described that inflammatory and hormonal factors determine the quality of uterine contractions. INFLAMMATION FACTORS: In spontaneous prematurity, inflammatory status is present in 60 % of preterm birth cases, where inflammatory lipid mediators (leukotrienes, prostaglandins) play a key role. This section aims to evaluate the effect of montelukast, a cysteinyl-leucotrienes receptor antagonist, on in vitro human myometrial activity. Then, the effect of antenatal montelukast on contractile activity will be quantified under an inflammatory condition in vitro and on the prolongation of the pregnancy. Two models have been used. The first model is based on human uterine biopsies recovered from c-sections. The second model is based on the induction of inflammation in pregnant rats, in which hysterectomies were performed. In the basal condition, montelukast has a tocolytic effect in vitro on human uterine contractile activity and its effect is additive to the effect of nifedipine, the reference tocolytic. Moreover, the effect of montelukast is maximal under spontaneous preterm birth. When adding in vitro pharmacological agent s well characterized to pregnant rats from the inflammatory model, uterine reactivity to oxytocin is abolished after antenatal montelukast treatment while the uterine sensitivity to nifedipine was increased. Finally, three of the nine rats treated with montelukast had an abnormal delay of gestation. HORMONAL FACTORS: After a fortuitous observation, an abnormal pattern of uterine contraction was observed in pregnant women with hypothyroidism and treated with T[subscript 4]. Contractile abnormalities can lead to c-sections with associated surgical risks. This section assesses whether this change in uterine contractility is caused by an underlying hypothyroid condition or the administration of T[subscript 4]. In uterine biopsies from a female rat hypothyroid model, we have demonstrated that hypothyroidism significantly shortens and increases the contractions, while with high doses of T[subscript 4] an increased duration and a decreased frequency were quantified. These results mimic the abnormal pattern of contractions observed in pregnant women treated with T[subscript 4]. Thus, our data suggest that this change in myomterial reactivity is due to T[subscript 4] treatment. This original approach shows that these two factors influence uterine contractility and that appropriate management will allow their uterine contractile activity to return to physiological values.

Cette thèse étudie l'origine de l'activité spontanée dans l'utérus. Cet organe n'a aucune activité jusqu'à la délivrance, où les contractions rapides et efficaces sont générés. Le but de ce travail est de fournir un aperçu de l'origine des oscillations spontanées et de la transition de l'activité asynchrone à synchronisé dans l'utérus gravide. Un aspect intéressant de l'utérus est l'absence de pacemaker. L'organe est composé de cellules musculaires, qui sont excitables, et conjonctives, dont le comportement est purement passif, aucune de ces cellules, pris isolément, oscillent spontanément. Nous développons une hypothèse basée sur l'augmentation grande du couplage électrique entre les cellules observée pendant la grossesse. L'étude est basée sur deux modèles des cellules excitables, couplé à l'autre sur un réseau régulier, et un nombre variable de cellules passives, en accord avec la structure connue de l'utérus. Les deux paramètres du modèle, le couplage entre les cellules excitables, et entre les cellules excitables et passive, croissent pendant la grossesse. En utilisant les deux modèles, nous démontrons que les oscillations peuvent apparaître spontanément lorsque l'on augmente les coefficients de couplage, conduisant finalement à des oscillations cohérentes sur l'ensemble du tissu. Nous étudions la transition vers un régime cohérent, à la fois numériquement et semi-analytique, en utilisant le modèle simple des cellules excitables. Enfin, nous montrons que le modèle réaliste reproduit irréguliers modes de la propagation d'action potentiels ainsi que le comportement de bursting, observé dans les expériences in vitro. / This thesis investigates the origin of spontaneous activity in the uterus. This organ does not show any activity until shortly before delivery, where fast and efficient contractions are generated. The aim of this work is to provide insight into the origin of spontaneous oscillations and into the transition from asynchronous to synchronized activity in the pregnant uterus. One intriguing aspect in the uterus is the absence of any pacemaker cell. The organ is composed of muscular cells, which are excitable, and connective cells, whose behavior is purely passive; None of these cells, taken in isolation, spontaneously oscillates. We develop an hypothesis based on the observed strong increase in the electrical coupling between cells in the last days of pregnancy. The study is based on a mathematical model of excitable cells, coupled to each other on a regular lattice, and to a fluctuating number of passive cells, consistent with the known structure of the uterus. The two parameters of the model, the coupling between excitable cells, and between excitable and passive cells, grow during pregnancy.Using both a model based on measured electrophysiological properties, and a generic model of excitable cell, we demonstrate that spontaneous oscillations can appear when increasing the coupling coefficients, ultimately leading to coherent oscillations over the entire tissue. We study the transition towards a coherent regime, both numerically and semi-analytically, using the simple model of excitable cells. Last, we demonstrate that, the realistic model reproduces irregular action potential propagation patterns as well as the bursting behavior, observed in the in-vitro experiments.