La première partie de ce travail porte sur la description phénotypique du syndrome d’antidiurèse inappropriée néphrogénique associé à la mutation faux-sens R137C du gène (situé sur le chromosome X) codant pour le récepteur V2 à l’arginine vasopressine (AVPR2), conférant une activité constitutive au récepteur muté. Nous avons identifié deux familles porteuses de cette mutation R137C - AVPR2 et avons décrit de nouveaux aspects phénotypiques, en particulier le fait que la maladie puisse s’exprimer aussi bien chez les patients masculins hémizygotes que chez les patientes féminines hémizygotes. L’âge au diagnostic variait dans notre série de 23 jours à 74 ans. La seule patiente de notre série de 10 sujets ne présentant pas de défaut d’élimination de l’eau s’est avérée bénéficier d’un biais d’inactivation du chromosome X avec inactivation préférentielle de l’allèle muté. In vitro, le R137C - AVPR2 est résistant à son agoniste (AVP) et à un agoniste inverse du récepteur sauvage, le satavaptan. Nous avons étudié chez trois patients la sensibilité à un agoniste synthétique - la 1-déamino-8d-arginine vasopressine - du R137C - AVPR2 au niveau de ses sites physiologiques d’expression, les cellules principales du tube collecteur rénal et les cellules endothéliales vasculaires et avons ainsi pu confirmer in vivo la résistance à l’agoniste observée in vitro. La résistance aux vaptans s’est également confirmée chez le patient index de notre série. Le traitement par restriction hydrique associé ou non à une diurèse osmotique par administration d’urée était à la fois bien toléré et efficace, chez nos patients ainsi que dans les cas de la littérature.La deuxième partie du travail consiste en une contribution à l’étude de la morbidité-mortalité de l’hyponatrémie. Au sein d’une cohorte multicentrique de plus de 13 000 patients de Soins Intensifs (SI), nous avons montré que les dysnatrémies aux SI constituaient un facteur prédictif indépendant de mortalité hospitalière accrue, quel que soit le niveau d’hypo ou d’hypernatrémie et quel que soit le moment où cette dysnatrémie a été documentée (à l’admission ou pendant le séjour SI). La relation entre la sévérité de l’hyponatrémie - hypernatrémie et la mortalité hospitalière suit une courbe en U. L’hyponatrémie s’est également avérée être un facteur prédictif indépendant de mortalité hospitalière dans notre série monocentrique de patients du service des Urgences, dont l’originalité réside dans le design cas-contrôle. Outre la mortalité hospitalière, l’analyse multivariée révélait également que l’hyponatrémie était associée de façon indépendante avec les tumeurs solides. Par rapport à la controverse sur la réalité d’un lien causal dans l’association hyponatrémie - mortalité, l’impact neurologique au sens large du terme de l’hyponatrémie a suscité ces dernières années un intérêt dans la littérature, en particulier l’incidence des chutes. Dans ce cadre, nous avons abordé pour la première fois de façon prospective l’impact de l’hyponatrémie sur le système nerveux périphérique, en évaluant différents paramètres chez des patients hyponatrémiques - présentant pour la plupart un SIADH - avant et après la correction de la natrémie. L’hyponatrémie modérée n’a pas d’impact sur la force musculaire mais bien sur le timed up-and-go test, test corrélé à l’incidence des chutes chez les patients âgés. Enfin, l’hyponatrémie profonde a un impact sur les vitesses de conduction nerveuse et la latence de l’onde F. En termes de perspectives, ces observations renforcent le concept qu’une étude prospective interventionnelle est nécessaire dans l’étude de la relation hyponatrémie - mortalité. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Adaptation to osmotic imbalance is crucial for cell survival and many organisms have developed complex mechanisms to counteract the changes induced by aniosmolarity. In mammals, the central nervous system is one of the most vulnerable organs after sudden changes in osmolarity. This is best exemplified by two common clinical disorders, brain edema resulting from acute hyponatremia and brain dehydration after hypernatremia. In clinical practice, hyponatremia is the most common electrolyte disorder and carries a significant mortality and morbidity. However, correction of hyponatremia should be undertaken with great caution as failure to adapt to rapid changes in chronic hyponatremia will cause rapid and fatal demyelination of the central nervous system. This syndrome is called osmotic demyelination syndrome (ODS) or central pontine myelinolysis. In this work, we investigated the pathophysiology and new diagnostic and treatments tools for osmotic demyelination syndrome. Using a rat model, we demonstrated the efficacy of the neuroprotective agent minocycline in osmotic demyelination syndrome. We also compared treatment with dexamethasone and re-lowering of serum sodium after rapid correction of hyponatremia and we showed that re-lowering of serum sodium is better than administration of dexamethasone. We explored the mechanisms underlying brain demyelination in ODS and demonstrated that the rupture of the blood brain barrier is not necessary for demyelination and that activated microglia does not play a key role in brain demyelination but can potentiate the lesions induced by rapid correction of hyponatremia. We also investigated the role of astrocytes during the development of osmotic demyelination and demonstrated that astrocytes are a major component of the physiopathology of osmotic demyelination. We showed that early and massive astrocyte apoptosis delineates the regions of future myelin damage and found that astrocyte death induces severe upregulation of myelinolytic cytokines and destruction of astrocyte oligodendrocyte junctions with subsequent disruption of panglial syncitium. <p>Finally, as there are currently no markers of demyelination, we investigated the astroglial protein S100B in ODS and found a significant release of S100B during development of ODS, which correlated with astrocyte damage. We also showed that the increase in S100B is prevented by protective treatment of hyponatremia with urea and demonstrated that serum levels of S100B could be used as a prognosis factor in ODS .<p>All together, our work has revealed a central role of astrocytes in the pathophysiology of ODS and clarified the importance of blood barrier dysfunction and microglial activation. This work also proposes new diagnostic and treatment tools for ODS. <p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les chutes à domicile sont un signe précurseur de la perte d’autonomie et représentent un problème majeur de santé publique. La chute implique de multiples facteurs déterminant le risque de chute. Une meilleure connaissance des facteurs de risques de la chute est importante afin de prévenir les chutes ainsi que l’entrée en dépendance chez la personne âgée. Parmi ces facteurs de risques les facteurs biologiques sont peu étudiés. Mieux connaître ces facteurs biologiques permettrait de mieux orienter le diagnostic étiologique de la chute et donc de cibler les actions préventives personnalisées et de définir par des interventions environnementales (ex : l’activité physique, conseils nutritionnels) ou médicales, de prévenir le risque de chute et la perte d’autonomie qu’elle induit. L’hyponatrémie est le désordre électrolytique le plus fréquent rencontré en pratique gériatrique. Elle est définie par une concentration en Na dans le sérum inférieure à 136 mmol/L. L’hyponatrémie peut être divisée en 3 paliers : l’hyponatrémie chronique légère l’hyponatrémie modérée et l’hyponatrémie sévère. De récentes études ont montré que l’hyponatrémie chronique légère peut présenter chez les patients des signes cliniques significatifs et pourrait être associée à une altération des fonctions cognitives, à des troubles de la marche voire de fracture. Qu’elle est la prévalence de l’hyponatrémie chronique légère chez les patients admis à l’unité MUPA ? Qu’elle est l’association entre l’hyponatrémie chronique légère et la chute dans notre population ? La prévalence de l’hyponatrémie chronique légère est particulièrement élevée à l’unité MUPA. les patients admis à l’unité MUPA avec une hyponatrémie chronique légère à la prise de sang effectuée à l’arrivée dans l’unité ont un plus fort risque de chute grave. L’hyponatrémie chronique légère peut-être considérée comme un facteur de risque de la chute grave chez le sujet âgé. / Falls are a precursor to the loss of autonomy and represent a major public health problem. Falls involve multiple factors determining the risk of falling. A better knowledge of the risk factors of falls is important in order to prevent falls as well as loss of autonomy in the elderly. Among these risk factors, biological factors are poorly studied. Better knowing these biological factors would better guide the etiological diagnosis of the fall and therefore target personalized preventive actions and define environmental interventions (physical activity, nutritional counseling) or medical, to prevent the risk of falling and the loss of autonomy. Hyponatremia is the most common electrolyte disorder in geriatric practice. It is defined by a serum Na concentration of less than 136 mmol/L. Hyponatremia can be divided into 3 stages: mild chronic hyponatremia, moderate hyponatremia, and severe hyponatremia. Recent studies have shown that mild chronic hyponatremia may present significant clinical signs in patients and may be associated with impaired cognitive functions, gait disturbances and even fractures. What is the prevalence of mild chronic hyponatremia in patients admitted to MUPA unit? What is the association between mild chronic hyponatremia and falls in our population? Prevalence of mild chronic hyponatremia is particularly high at MUPA unit. Patients admitted to MUPA unit with mild chronic hyponatremia at the first blood test performed on arrival have a higher risk of serious falls. Mild chronic hyponatremia may be considered as a risk factor for serious falls in the elderly

Ces travaux de thèse s'articulent autour de deux projets : les études structure-fonction de l'aminopeptidase A, d'une part, et celles du récepteur de l'apéline, d'autre part. I/ L'aminopeptidase A (APA, EC 3.4.11.7) est une aminopeptidase monozinc membranaire qui, dans le cerveau, produit l'angiotensine (Ang) III à partir de l'Ang II. L'Ang III est l'un des principaux peptides effecteurs du système rénine-angiotensine cérébral qui exerce un effet stimulateur tonique sur le contrôle central de la pression artérielle chez le rat hypertendu. Ainsi le blocage de l'APA par un inhibiteur spécifique et sélectif, l'EC33 ou sa prodrogue, le RB150, normalise la pression artérielle dans deux modèles expérimentaux d'hypertension artérielle (HTA). L'APA constitue une cible thérapeutique potentielle pour le traitement de l'HTA qui justifie le développement de nouveaux inhibiteurs de cette enzyme plus puissants et plus sélectifs que l'EC33 et avec un profil pharmacodynamique et pharmacocinétique amélioré par rapport au RB150. Pour cela, nous avons construit un modèle tridimensionnel (3D) de l'APA sur la base de la structure cristallographique de l'APA humaine récemment publiée. Nous avons ensuite validé ce modèle par des études structure-fonction par modélisation moléculaire et mutagénèse dirigée en démontrant l'implication, d'un résidu du sous-site S1 dans la spécificité de substrat acide de l'APA et de deux résidus formant le sous-site S2' interagissant avec le résidu P2' acide d'inhibiteurs tripeptidiques précédemment développés dans le laboratoire.II/ L'apéline est le ligand naturel du récepteur orphelin humain APJ (ApélineR), un récepteur à sept domaines transmembranaires couplé aux protéines G. L'apéline et son récepteur sont impliqués dans le maintien de l'équilibre hydrique et des fonctions cardiovasculaires. L'ApélineR constitue une cible thérapeutique potentielle dans le traitement de l'insuffisance cardiaque et des rétentions hydriques. Etant donné que la demi-vie de l'apéline dans la circulation sanguine est de l'ordre de la minute, l'objectif est de développer des analogues de l'apéline métaboliquement stables. Pour développer de tels composés, nous avons entrepris de comprendre comment l'apéline se lie à son récepteur et comment elle l'active. Dans ce but, nous avons construit un modèle 3D de l'ApélineR basé sur la structure cristallographique du récepteur aux chimiokines, CXCR4. Nous avons validé ce modèle par des études structure-fonction par modélisation moléculaire et mutagénèse dirigée. Nous avons identifié à la surface du récepteur, les résidus acides des boucles extracellulaires qui interagissent avec les résidus basiques de l'apéline. Nous avons ensuite développé des analogues de l'apéline-17 (K17F) métaboliquement stables par deux stratégies différentes. Premièrement, nous avons substitué chacun des résidus de l'apéline par son énantiomère de la série D ou par un acide aminé synthétique. Deuxièmement, nous avons ajouté une chaîne fluoroalkyle à l'extrémité N-terminale de l'apéline. Ces deux stratégies ont permis d'obtenir plusieurs composés dont les plus actifs sont le P92 et le LIT01-196 qui conservent des propriétés pharmacologiques identiques à celles de K17F et qui présentent une demi-vie plasmatique largement supérieure à celle du peptide endogène. Ces deux analogues se sont révélés particulièrement actifs in vivo avec une capacité à diminuer la pression artérielle et à réduire la sécrétion de vasopressine dans le sang conduisant à une augmentation de la diurèse aqueuse. Les modèles 3D validés de l'APA et de l'ApélineR seront utilisés pour des campagnes de criblage in silico de chimiothèques virtuelles afin de découvrir de nouveaux inhibiteurs de l'APA et des agonistes de l'ApélineR qui pourraient conduire à terme à de nouveaux candidats-médicaments. Ces composés pourraient être utiles pour le traitement de l'HTA et de l'insuffisance cardiaque. / The doctoral work was divided in two parts, one on the structure-function studies of aminopeptidase A, and the second one, on those of the apelin receptor. I/ Aminopeptidase A (APA) is a membrane bound monozinc aminopeptidase which generates, in the brain, angiotensin (Ang) III from Ang II. Ang III is one of the main effector peptides of the brain renin-angiotensin system, which exerts a tonic stimulatory action on the control of blood pressure in hypertensive rats. Thus, the blockade of brain APA by a specific and selective inhibitor, EC33 or its prodrug, RB150, normalizes blood pressure in two animal models of arterial hypertension (HTA). APA constitutes a potential therapeutic target for the treatment of HTA that justifies the development of more potent and selective APA inhibitors than EC33, with enhanced pharmacodynamic and pharmacokinetic profiles when compared to RB150. With this aim, we built a three dimensional (3D) model of APA based on the recently published crystal structure of human APA. We validated this model by structure-function studies combining molecular modeling and site-directed mutagenesis demonstrating the crucial role of one residue in the S1 subsite responsible for substrate specificity of APA for N-terminal acidic amino-acid residues and two other residues constituting the S2' subsite of APA involved in the binding of the P2' acidic residue of tripeptidic inhibitors, previously developed in the laboratory. II/ Apelin is the endogenous ligand of the human orphan receptor named APJ (ApelinR), a G protein-coupled receptor. Apelin and ApelinR are involved in the control of body fluid homeostasis and cardiovascular functions. ApelinR constitutes a potential therapeutic target for the treatment of heart failure and water retentions. Given that apelin half-life in the blood circulation is in the minute range, we aimed to develop potent metabolically stable apelin analogs.. In this context, it is necessary to understand how apelin binds to ApelinR and how it is activated. To do so, we build a 3D model of ApelinR based on the crystal structure of the chemokine receptor, CXCR4. We validated this model by structure-function studies by molecular modeling and site-directed mutagenesis. We showed that apelin interacts with the receptor through interactions between the basic residues of the peptide and the acidic residues of the ApelinR, located in the extracellular loops. ,We then developed metabolically stable apelin-17 (K17F) analogs following two different strategies. First, we substituted each residue of K17F by its D-isomer or a synthetic amino-acid. Secondly, we added a fluoroalkyl chain at the N-terminal part of K17F. These two strategies allowed to significantly improve plasma half-life of the modified peptides for several hours without modifying their pharmacological properties as compared to K17F. Two apelin metabolically stable analogs, P92 and LIT01-196, were found to have significantly higher in vivo activity than K17F with a strong capacity to decrease blood pressure and to inhibit vasopressin release in the blood stream inducing an increased aqueous diuresis. These new validated 3D models will be now used to perform in silico screening of virtual chemical libraries to discover new APA inhibitors and ApelinR agonists that could ultimately lead to new drug candidates. These compounds could be useful for the treatment of HTA and heart failure.