Caenorhabditis elegans est un modèle animal de choix pour l'identification à partir d'animaux mutants des gènes intervenant dans différents comportements. En revanche, la caractérisation des mutants à l'échelle cellulaire a longtemps été limitée par la taille restreinte de l'animal. La mise au point de la dissection et l'application de la technique de patch-clamp et d'imagerie Ca2+ sur la cellule musculaire striée de C. elegans nous ont permis de caractériser pour la première fois les principales conductances ioniques de cette cellule. Nous avons montré le rôle crucial que jouaient les canaux Ca2+ EGL-19 dans le couplage excitation-contraction et mis en évidence les propriétés d'activation de canaux K+ voltage-dépendants et Ca2+-activés. Nous avons aussi démontré que le canal Na+ UNC-105, de la famille des dégénérines, n'était pas mécanosensible comme le supposaient les études génétiques, tandis qu'un autre membre de cette famille s'est avéré sensible à l'acidification extracellulaire

Les leucotriènes sont les métabolites de l'acide arachidonique formés via la voie de la 5-lipoxygénase. De par leurs propriétés pro-inflammatoires, vasoconstrictrices, chimiotactiques et prolifératives, ils sont impliqués en physiopathologie cardiovasculaire. Nous avons, dans cette thèse, mis en évidence la contribution des cystéinyl leucotriènes aux effets vasoconstricteurs de l'angiotensine II et de la noradrénaline sur l'aorte de plusieurs modèles de diabète et d'hypertension artérielle essentielle chez le rat. De plus, la 5-lipoxygenase a été localisée au niveau vasculaire. Enfin, nous avons constaté une activation de la voie de synthèse des leucotriènes dans ces conditions pathologiques, qui a été confirmée chez des patients diabétiques de type 1. L'ensemble de ces données suggère l'interêt potentiel de l'inhibition de la voie de la 5-lipoxygénase dans la prise en charge des pathologies cardiovasculaires.

Agir de façon optimale dans un environnement incertain nécessite d'évaluer et de comparer les coûts et bénéfices des différentes alternatives. Cela implique aussi de réguler et de contrôler le comportement de façon flexible pour optimiser les périodes de recherche de gains ou de ressources et les périodes d'exploitation des acquis. Une des hypothèses actuelles sur les mécanismes neurobiologiques impliqués, propose que cortex cingulaire antérieur (CCA), associé à l'évaluation de l'action, et cortex préfrontal dorsolatéral (CPFdl), associé au contrôle cognitif, interagiraient pour réguler le comportement. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis de préciser le rôle joué par le CCA dans la détection et l'évaluation des performances ainsi que ses interactions avec le CPFdl au sein d'une boucle du contrôle cognitif. Menés grâce à des enregistrements électrophysiologiques chez le singe en comportement, ils apportent des précisions sur la séquence d'activation du CCA et du CPFdl dans la bande de fréquences gamma lors de l'adaptation du comportement. L'étude des potentiels de champs locaux de ces deux régions amènent à poser des hypothèses sur les mécanismes oscillatoires sous-jacents et notamment sur le rôle des communications basses fréquences entre le CCA et le CPFdl et leur implication différentielle entre recherche et exploitation.

L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est définie par une pression artérielle moyenne >25 mmHg associée à une pression capillaire ≤ 15 mmHg. L'augmentation des résistances artérielles pulmonaires dans l'HTAP est associée à des phénomènes de vasoconstriction, de remodelage pariétal et de thrombose au niveau des artères pulmonaires de petit calibre. Plusieurs données expérimentales montrent que l'hypoxie est susceptible d'induire ces mêmes changements au niveau du lit artériel pulmonaire. De plus, d'après les petites cohortes étudiées dans la littérature, une hypoxémie nocturne (HN) serait fréquente dans l'HTAP pouvant se rencontrer chez presque 77% des malades. Les mécanismes de cette HN sont mal élucidés, en rapport avec une respiration périodique de type Cheyne Stokes (CS) pour certains auteurs, ou avec des apnées-hypopnées obstructives (AHO) du sommeil pour d'autres.Nous avons voulu ainsi explorer le sommeil des malades porteurs d'HTAP à la recherche de ces anomalies du sommeil et dans le but de déterminer leur prévalence et leurs mécanismes physiopathologiques. Quarante six malades hospitalisés dans le service de pneumologie de l'Hôpital Antoine Béclère, centre de référence national pour l'HTAP, ont bénéficié d'une nuit de polysomnographie (CIDELEC) avec une mesure de la capnographie transcutanée (TOSCA). Il s'agissait d'une population homogène comprenant 29 malades porteurs d'une HTAP idiopathique (HTAPI) et de 17 malades porteurs d'un coeur pulmonaire chronique postembolique (CPCPE), n'ayant pas d'anomalies fonctionnelles respiratoires sévères (VEMS etCPT ≥ 60 % de la théorique), ni d'obésité sévère (IMC < 35 Kg/m²), et stables depuis au moins 3mois, sous traitement spécifique optimal pour l'HTAP. Ces malades étaient pour la plupart en classe fonctionnelle II de la NYHA, parcouraient > 400m au test de marche de 6 minutes, etavaient un index cardiaque moyen mesuré sur le cathétérisme cardiaque droit dans les normes(3,2 ± 0,6 L/min/m²).La majorité (38/46 soit 82,6%) avaient une HN définie par un temps de sommeil passé avec uneSpO2 < 90%, > 60min et/ou un index de désaturation ≥ 20/h. Ces patients passaient 48.9 ± 35.9%de leur temps de sommeil avec une SpO2 < 90%. Le mécanisme le plus fréquemment rencontré(76% des malades désaturateurs) correspond à une hétérogénéité ventilation/perfusion (VA/Q)isolée ou associée à des AHO du sommeil. La prévalence des apnées-hypopnées (AH) était très élevée avec un index d'apnées-hypopnées (IAH) ≥ 5/h chez 89% des malades et un IAH moyende 24.9 ± 22.1/ h. La majorité de ces évènements était d'origine obstructive, seulement 4malades présentaient des AH de mécanisme central dont 3 avaient une respiration périodique de type CS. Un seul cas d'hypoventilation alvéolaire nocturne associé à un IAH obstructif modéré a été identifié, avec une désaturation nocturne prolongée concomitante d'une majoration significative de la capnie transcutanée de plus que 30 mmHg. Aucun facteur clinique ni hémodynamique n'a pu être identifié comme prédictif de la survenue de l'HN malgré certaines corrélations notées entre les paramètres de désaturation nocturne et la PaO2 diurne d'une part, et l'obstruction des petites voies aériennes d'autre part.Nous avons pu conclure que l'HN est fréquente dans l'HTAPI et dans le CPCPE, en rapport avec un déséquilibre VA/Q et/ou des AHO du sommeil. Reste à préciser dans des études ultérieures si la correction de cette HN aura des effets bénéfiques pour les patients en termes d'amélioration fonctionnelle, hémodynamique ou de réponse au traitement.

La télomérase est une ribonucléoprotéine, constituée d'un composant ARN (hTR) qui sert dematrice à l'addition des séquences télomériques aux extrémités des chromosomes et d'un composantprotéique catalytique à activité de transcriptase inverse (hTERT). La réactivation de la télomérasedans 90% des cancers compense le raccourcissement des télomères, permettant ainsil'immortalisation et la survie des cellules tumorales. Ce rôle canonique de la télomérase estaujourd'hui bien documenté. Cependant des travaux récents suggèrent que la télomérase pourraitavoir d'autres fonctions indépendantes de son rôle sur le maintien de la longueur des télomères dansla tumorigénèse et/ou la progression tumorale.Dans les neuroblastomes (NB), l'augmentation du niveau d'activité télomérase (AT) estassociée à un stade avancé de la maladie et à un mauvais pronostic. En effet, plusieurs études ontmontré que les neuroblastomes agressifs ont un niveau élevé d'AT alors que les tumeurs de bonpronostic, ont peu ou pas d'AT. En effet, les NB de stade 4S ayant la capacité de régresserspontanément ont un très faible niveau d'AT. Ces observations suggèrent que la télomérase peutjouer un rôle crucial dans le développement des NB.Afin de mieux comprendre l'implication de la télomérase dans le phénotype agressif desneuroblastes malins et dans la chimiorésistance, nous avons caractérisé les modificationsphénotypiques et génotypiques induites par l'inhibition de la télomérase via l'expression ectopiqued'un mutant dominant négatif catalytiquement inactif (DN-hTERT) dans la lignée IGR-N-91 induit unedifférenciation cellulaire de type stromale et une sensibilisation à l'apoptose en réponse à trois agentscytotoxiques (cisplatine, staurosporine, TRAIL). Cette chimiosensibilisation n'est pas la conséquenced'un raccourcissement des télomères mais probablement celui d'une modulation de l'expression decertains gènes impliqués dans la réponse apoptotique (ré-expression de la caspase 8 et de p53sauvage), suggérant une fonction non canonique de la télomérase. De plus, nous avons montréqu'hTERT régule activement l'expression de N-Myc. En effet, l'expression ectopique du mutanthTERT-DN entraîne une perte des copies surnuméraires de N-Myc conduisant à l'extinction del'expression de la protéine alors que la surexpression d'hTERT sauvage augmente au contraire lenombre de copies du gène. Cette élimination de la protéine N-Myc pourrait être le signe d'une pertedu caractère agressif des cellules tumorales comme en témoigne la diminution de l'expression de laNSE (marqueur de mauvais pronostique des NB) et l'induction du CD44 dans les cellules hTERT-DN.L'ensemble de nos résultats démontre donc un nouveau rôle majeur de la télomérase,indépendant de sa fonction canonique d'élongation des télomères, dans l'acquisition du phénotypemalin et dans la chimiorésistance des NB. Ces résultats sont importants en termes de connaissancede la biologie du NB et des possibilités thérapeutiques. En effet, ces résultats suggèrent quel'inhibition de la télomérase comme stratégie anti-cancéreuse est une approche qui présente un intérêttout particulier dans les cas de NB de stade 4 dans lesquels le taux de survie des patients reste trèsinsuffisant malgré les thérapeutiques les plus intensives.

Dans différents types de cancers, notamment dans le cancer du sein, il existe une population cellulaire à l'origine des mécanismes de rechute de la maladie plusieurs années après la fin des traitements initiaux, caractérisée par des propriétés de cellules souches et une chimiorésistance unique dont le mécanisme est inconnu. Pour ces raisons il est important de comprendre les mécanismes et de connaître les acteurs physiologiques impliqués à la fois dans la régulation des cellules souches normales et cancéreuses. Le CD10 est une endopeptidase zinc-dépendante capable d'inactiver un certain nombre de peptides impliqués, entre autre, dans le développement de la glande mammaire. Nos recherches ont permis de montrer que la population cellulaire exprimant le CD10 dans la glande mammaire était enrichie en cellules souches/progéniteurs communs précoces/cellules myoépithéliales. Nos résultats suggèrent que l'adhérence des cellules souches au stroma via l'intégrine β1 et le clivage de certains peptides par le CD10 sont des éléments clés du micro-environnement permettant le maintien du réservoir de cellules souches et de progéniteurs précoces dans la glande mammaire. Le tissu adipeux est également un des constituants majeur de l'environnement de la glande mammaire et joue un rôle dans la sécrétion de facteurs de croissances également impliqués dans l'homéostasie du tissu mammaire. Nos résultats ont suggéré qu'en plus de son rôle nourricier, le tissu adipeux pouvait constituer une source potentielle de cellules souches épithéliales luminales pouvant ainsi être considérée comme une nouvelle source cellulaire à l'origine de certains cancers du sein.

Histoire et suivi d'une cohorte multicentrique de 100 nouveau-nés à terme ayant eu un infarctus cérébral artériel (cohorte AVCnn). L'homogénéité de la population, le nombre d'inclus, la somme des données collectées et leur comparaison à des groupes témoins puis désormais la durée du suivi font de la cohorte AVCnn un outil de travail unique dans la littérature. Les premiers résultats ont permis de définir un profil obstétrico-néonatal clinique et biologique à risque (objectif principal de l'étude). Inversement d'autres facteurs de risque suspectés (comme les dysgravidies ou les mutations des facteurs II et V de la coagulation) n'ont pu être confirmés, probablement du fait de la sélectivité des critères d'inclusion; les études antérieures ayant en effet inclus des enfants avec divers types d'AVC périnatals. La cause de l'accident n'a été établie (objectif secondaire) que pour une minorité d'enfants. Il semble exister plusieurs mécanismes pathologiques, dont le poids de naissance et le sexe seraient des biomarqueurs. Des facteurs pronostiques (objectif secondaire) de l'évolution motrice, accessibles dès les premiers jours de vie à l'lRM, ont également été déterminés alors que les symptômes n'apparaîtront que plusieurs mois après. Ceci permet d'envisager qu'une prise en charge précoce et ciblée sur ces nouveau-nés serait d'autant plus efficace que l'enfant n'a pas encore de symptômes. L'évaluation de la qualité de vie et de l'autonomie à l'âge de 3,5 ans est terminée. L'évaluation développementale (profil moteur, neuropsychologique, langagier, comportemental, épileptique et réussite scolaire) et de la réorganisation fonctionnelle cérébrale par IRM à 7 ans viennent de débuter.

Le membre fantôme correspond à la persistance de perceptions sensitives et motrices attribuées au membre amputé. Des douleurs chroniques parfois invalidantes ainsi que des capacités d'évocation de mouvements dans le membre absent sont fréquemment rapportées. Très peu connue, cette motricité résiduelle est souvent considérée comme de l'imagerie motrice. Le premier objectif de cette thèse est de réinterroger le statut psychologique des mouvements de membre fantôme. Le second objectif est d'étudier le lien entre le contrôle moteur dans le membre fantôme et les réorganisations corticales dans le cortex moteur du sujet amputé. Au moyen de tests comportementaux et d'examens en Imagerie par Résonnance Magnétique fonctionnelle (IRMf), ces travaux de thèse ont permis de dissocier expérimentalement une forme de perceptions kinesthésiques associée à de l'imagerie motrice et une autre forme associée à de l'exécution motrice dans le membre fantôme. Cette distinction repose à la fois sur des différences de performances et sur le recrutement de régions cérébrales partiellement distinctes. Au-delà de cette distinction physiologique, les résultats obtenus suggèrent que les mouvements de membre fantôme s'apparentent à une forme d'exécution motrice plutôt qu'à de l'imagerie motrice. A travers le modèle du membre fantôme, ce travail aborde donc la question de la nature des informations menant à la perception d'un mouvement comme étant " exécuté ". Les altérations du fonctionnement cortical mises en évidence chez l'amputé peuvent représenter un modèle d'étude intéressant des différents mécanismes physiopathologiques relevés dans des situations de déficiences liées à une forme de plasticité " maladaptative ". Les observations cliniques et les examens en neuroimagerie menés au cours de cette thèse dressent en effet, un modèle relativement cohérent de l'organisation fonctionnelle du cortex après amputation. En particulier, l'existence d'un lien entre les réorganisations fonctionnelles au sein du cortex moteur et la qualité du contrôle moteur résiduel dans le membre fantôme permet de mieux comprendre les mécanismes sur lesquels reposent certaines thérapies antalgiques, comme les thérapies visuomotrices

Un applicateur ultrasonore interstitiel IRM compatible a été développé pour le traitement percutané du CHC sous contrôle de l'imagerie. Deux grands axes expérimentaux ont été abordés : 1) au cours d'une première expérimentation réalisée in vivo sur le foie de porc, des macro lésions correspondant à la fusion de lésions élémentaires par rotation du transducteur sur 360° ont pu être réalisées par voie percutanée sous contrôle échographique. Les macro lésions obtenues possédaient une taille voisine de celles obtenues en pratique clinique par la RF. De plus, les lésions élémentaires se montraient relativement indifférentes à l'effet de vol de chaleur ; 2) au cours d'une seconde expérimentation réalisée in vitro puis in vivo sur le foie de porc, un contrôle actif par IRM de température a pu être obtenu pour la création de lésions ultrasonores de taille et aspect similaires quelle que soit la direction du faisceau ultrasonore. Ce contrôle de température est apparu d'autant plus important que les puissances appliquées et du temps d'application pour l'obtention de lésions de taille similaire étaient extrêmement variables selon la direction du faisceau ultrasonore.

L'utilisation des modèles non linéaires à effets mixtes (MNLEM) ne cesse de croître dans l'étude et le développement des médicaments. Ce travail a permis d'exposer différents domaines d'applications des MNLEM et les avantages qu'ils apportent dans la recherche sur les médicaments antithrombotiques à partir de différentes études cliniques. Une première partie de ce travail présente l'intérêt des MNLEM dans l'estimation de la variabilité pharmacocinétique du fondaparinux au sein d'une population non sélectionnée de patients et d'une population de patients insuffisants rénaux. Une deuxième partie présente l'utilisation des MNLEM pour résumer un modèle de réponse complexe de relation pharmacocinétique - pharmacodynamique en prenant pour exemple la fluindione et l'acénocoumarol, associé à la prise en compte des sources de variabilités génétiques. Une dernière partie présente une application de ces mêmes modèles pour évaluer des interactions médicamenteuses à partir de deux études : l'interaction acénocoumarol-amoxicilline plus acide clavulanique et l'interaction clopidogrel-fluoxétine