La forte prévalence des problèmes digestifs chez les lapins en croissance autour du sevrage, et le taux élevé de mortalité chez les lapines associé à une forte prévalence de femelles ayant un état corporel dégradé pourrait être le témoin d’une discordance entre les apports nutritionnels des animaux et leurs besoins. Nous avons visé, dans le cadre d’une alimentation séparée entre les lapines et leurs lapereaux avant le sevrage, de répondre à deux objectifs complémentaires : i) de mieux comprendre les relations entre les apports nutritionnels, la mise en place de l’ingestion d’aliment, la maturation de l’écosystème caecal, la santé et la croissance des jeunes lapereaux, et ii) d’explorer le lien entre la nature des nutriments apportés au cours du cycle de reproduction et les performances chez les lapines reproductrices. Nous avons observé que dans le cadre d’une stratégie de restriction alimentaire après le sevrage, la distribution, de 18 à 70 jours d’âge, d’un aliment plus riche en énergie (+7% ED), mais contenant un niveau de fibres suffisant, permet d’optimiser la croissance des lapereaux avant et après sevrage,sans pénaliser la santé des lapereaux(1,49% de mortalité). Nous avons aussi montré, que lors de l’application d’une restriction alimentaire après le sevrage, la distribution d’un aliment riche soit en amidon (166 vs 72 g/kg),soit en fibres (173 vs 220 g/kg d’ADF),avant le sevrage conditionne le poids des lapereaux non seulement au moment du sevrage (+7,7%) mais également jusqu’au moment de la vente (2522 vs 2584 g). Enfin, nous avons constaté que le niveau d’ingestion de l’aliment chez les lapereaux au moment de la mise en place de l’ingestion d’aliment solide influence la maturation de l’écosystème caecal. Chez les lapines, notre étude a apporté des résultats mitigés. Nous avons observé peu d’effet sur les performances de reproduction chez les lapines, mais nous avons observé des conséquences importantes sur le bilan énergétique des femelles (-4,94 vs -2,05 MJ), la quantité (3911 vs 3415 g)et la qualité du lait produit. Ce dernier élément a des effets sur la croissance des lapereaux et leur ingestion précoce d’aliment solide (7 vs 9 g/j entre 18 à 25 jours d’âge), ce qui en conséquence affecte leur santé après le sevrage (5,8 vs 1,7 % de mortalité).Cela a été le cas avec l’utilisation d’un aliment riche en lipides (49 g/kg de lipides brute) au début de la lactation.Toutefois, nous avons aussi montré que les coefficients d’utilisation digestive des nutriments sont très différents chez les lapereaux et chez les femelles à différents stades physiologiques. Par conséquent, en l’absence de mesures réelles de la valeur nutritionnelle des aliments sur les femelles elles-mêmes et au stade physiologique considéré, nos estimations des apports nutritionnels et donc l’estimation des bilans peuvent être erronés. Au final, nos résultats suggèrent que la stratégie qui consisterait à valoriser le système d’alimentation séparée pour n’utiliser qu’un seul aliment pour les lapines pendant toute leur vie reproductive pourrait être le meilleur compromis entre simplicité, efficacité et rentabilité. Celui-ci devrait être riche en énergie sous forme d’amidon pour favoriser le maintien de la fertilité et des réserves corporelles sur le long terme. Ce système d’alimentation séparée permettrait aussi chez les lapereaux de limiter les conséquences néfastes d’un changement d’aliment et d’optimiser le compromis entre performances de croissance et de santé par l’introduction d’un aliment plus riches en énergie et en protéine mais avec un niveau de fibres suffisant dans le cadre d’une restriction alimentaire après le sevrage. Mieux comprendre l’adaptation digestive et la gestion des priorités métaboliques au cours du cycle de reproduction chez la femelle ainsi que la relation entre ingestion précoce et maturation de l’écosystème caecal chez le jeune lapereau sont des perspectives de recherche intéressante à nos travaux. / The high prevalence of digestive problems in growing rabbits around weaning and the high rate of mortality in rabbit does associated with a high prevalence of does having a degraded body condition can contest to a mismatch between the nutritional intake of animals and their needs. This thesis aimed, through the use of a separate feeding system between rabbits does and their kits before weaning, to respond to two complementary objectives: i) to better understand the relationship between nutrient intake, the establishment of solid feed intake, the maturation of the cecal ecosystem, and the health and growth of young rabbits, and ii) to explore the relationship between the nature of nutrients provided throughout the reproduction cycle and performance in breeding does. We observed that in the context of a feed restriction strategy after weaning, the distribution, from 18 to 70 days of age, of a more energy-rich feed (+7% DE), but containing sufficient level of fiber, optimizes young rabbit growth before and after weaning, without compromising their health (1.49% mortality). We also showed that when a feed restriction plan is implemented after weaning, the nutritional strategy used before weaning, the distribution of a feed either rich in starch (166 vs 72 g/kg) or in fiber (173 vs 220 g/kg ADF), conditions the weight of growing rabbits not only at weaning (+7.7%) but also at the time of sale (2522 vs 2584 g). Finally, we found that the solid feed intake level of rabbit kits at the establishment of solid feed intake influences the maturation of the cecal ecosystem. In reproductive does, our study has produced mixed results. We observed little effect on reproductive performances in does, but observed a significant impact on their energy balance (-4.94 vs -2.05 MJ), and the quantity (3911 vs 3415 g) and quality of the milk produced. The latter had an effect on the growth of young rabbits and early ingestion of solid food (7 vs 9 g/day from 18 to 25 days of age), which consequently affects their health after weaning (5.8 vs 1.7% mortality).This was the case with the introduction of a feed rich in fat (49 g/kg crude fat) during early lactation. However, our latest work revealed that, in the absence of actual measurements of the nutritional value of feed using the females themselves and taking into consideration their physiological state, our estimation of nutrient intake, and therefore the estimation of the energy balance may be wrong. Finally, our results suggest that the strategy which introduces the separate feeding system in order to distribute only one type of feed for the rabbit does throughout their reproductive life might be the best compromise between simplicity, efficiency and profitability. The feed used should be rich in energy, in the form of starch, to help maintain fertility and body reserves of the does in the long term. This separate feeding system would also allow the rabbits to limit the negative consequences of a diet change and optimize the trade off between growth performance and health by introducing a richer food energy and protein but with a sufficient level of fiber as part of a feed restriction strategy after weaning. A better understanding of the digestive adaptation and management of metabolic priorities during the reproductive cycle in the female and the relationship between early maturation and ingestion of cecal ecosystem in young rabbit are interesting research perspectives to our work.

La pollution atmosphérique est un problème de santé publique majeur responsable en 2012 de 3,7 millions de décès prématurés dans le monde. La pollution de l’air, au même titre que les autres facteurs environnementaux (e.g., nutrition, stress) auxquels sont exposées les femmes enceintes, pourrait avoir un impact sur le développement foetal. L’objectif de ce travail était d’étudier les effets d’une exposition gestationnelle aux gaz d’échappement de moteur diesel, source majeure de la pollution atmosphérique, sur le développement foetoplacentaire en première (F1) et deuxième (F2) génération. Des lapines gestantes (F0) ont été exposées 2h/jour du 3e au 27e jour post-conception (jpc) à des niveaux de gaz d’échappement de moteur diesel mimant un pic de pollution aux particules fines de grandes villes européennes. L’exposition gestationnelle des lapines F0 entrainait des signes d’hypotrophie foetale (réduction de la longueur de la tête, de l’efficacité placentaire et hypoinsulinémie des foetus F1 à 28jpc) associés à un défaut de vascularisation placentaire et des dérégulations fonctionnelles du placenta identifiées par une analyse d’enrichissement de réseaux de gènes (GSEA) sur des données de transcriptomique (microarray dédié). Le transfert transplacentaire des nanoparticules inhalées a été démontré par microscopie électronique à transmission. En F2, la concentration plasmatique en triglycérides était réduite et la concentration plasmatique en cholestérol augmentée chez les foetus issus des lapines F1 exposées in utero. La biométrie foeto-placentaire et la structure du placenta n’ont pas été affectées. Les analyses GSEA du transcriptome placentaire F2 ont révélé des perturbations de réseaux de gènes impliqués dans la formation du protéasome et desexosomes et dans l’inflammation. Les modulations de profils en acides gras au niveau placentaire et fœtal suggèrent la mise en place de mécanismes adaptatifs anti-inflammatoires chez les F2. En conclusion, l’exposition gestationnelle chronique à des gaz d’échappement de moteur diesel induit des perturbations foeto-placentaires sur plusieurs générations. Ces données ont mis en évidence le risque lié aux nanoparticules émises par les moteurs diesel et qui ne sont soumises actuellement à aucune réglementation. / Atmospheric pollution is a major threat for human health, causing 3.7 million premature deaths worldwide in 2012. Air pollution, as well as other environmental factors (e.g., nutrition, stress) faced by pregnant women may affect fetal development. The objective of this work was to study the impact of gestational exposure to diesel engine exhaust (DE), a major source of air pollution, on the fetoplacental development in the first (F1) and second (F2) generation. Pregnant rabbits (F0) were exposed 2h/day from 3 to 27 days post-conception (dpc) at DE levels mimicking a pollution peak in major European cities. Gestational exposure of F0 females induced signs of fetal hypotrophia (reduced head length, placental efficiency and hypoinsulinemia in fetuses at 28 dpc) associated with placental vasculature failure and placental functional deregulations identified by gene set enrichment analysis (GSEA) on transcriptomic data (dedicated microarray). Transplacental transfer of inhaled nanoparticles was demonstrated by transmission electronic microscopy. In F2 generation, plasma triglyceride concentrations were reduced and plasma cholesterol concentration increased in fetuses of in utero exposed F1 rabbits. Placental biometry and structure were not affected. GSEA analysis of F2 placental transcriptome revealed disturbances in gene networks involved in formation of proteaome and exosome, in inflammation. Modulations of placental and fetal fatty acid profiles suggest anti-inflammatory adaptive mechanisms in F2 fetuses. In conclusion, chronic gestational exposure to diesel engine exhaust affects fetoplacental development over several generations. These data highlight health hazards caused by DE nanoparticles and currently not subject to regulation.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Il est important de connaître le métabolisme stéréosélectif du R,S-propranolol car le pouvoir b-bloquant de l'énantiomère S(-) est environ 100 fois plus puissant que celui de l'énantiomère R(+). La stéréosélectivité du métabolisme des énantiomères du propranolol semble dépendante de la voie d'administration. Ainsi, les surfaces sous la courbe des concentrations plasmatiques (SSCp) de l'énantiomère S(-) suivant l'administration orale et l'injection intraveineuse sont 1,48 et 1,17 fois supérieures à celles de l'énantiomère R(+). Deux hypothèses sont proposées dans le but de connaître les facteurs responsables des différences stéréosélectives dans le métabolisme des énantiomères du propranolol. La première hypothèse est basée sur la capacité des organes extrahépatiques à métaboliser les médicaments. Il a été démontré que les poumons, les reins et les cellules épithéliales de l'intestin contiennent des isoenzymes du cytochrome P-450. Suivant une administration orale, la contribution intestinale au premier passage du propranolol est de 43%, alors que son extraction systémique est de 23%. Nous postulons que le métabolisme préférentiel de l'énantiomère R(+) dans la paroi intestinale est, en grande partie, responsable de la stéréosélectivité suivant l'administration orale. La deuxième hypothèse repose sur le fait que la dose atteignant le foie influence la stéréosélectivité du métabolisme des énantiomères du propranolol. En effet, lorsque 0,1 mg/kg ou 5 mg de propranolol sont injectés par la voie intraveineuse, une quantité maximale de 2 à 3 mg atteint le foie. Par contre, lorsque 40 mg ou plus sont administrés par voie orale, le propranolol traverse les cellules épithéliales de l'intestin et, même en tenant compte de la capacité d'extraction de l'intestin, au moins 25 mg atteindront le foie. Afin de déterminer l'effet de la voie d'administration et de la dose sur la stéréosélectivité du métabolisme des énantiomères du propranolol, des lapins conscients ont reçu des doses variables de R,S-propranolol par voie orale (40, 80 et 120 mg/kg) et intraveineuse (0,5 et 10 mg/kg). Des expériences in vitro ont permis de déterminer la capacité des cellules épithéliales de l'intestin, du foie, des poumons et des reins à métaboliser le R,S-propranolol. L'incubation de chaque énantiomère individuellement a permis de déterminer si l'interaction entre les énantiomères ou la saturation du métabolisme d'un énantiomère pourrait influencer la stéréosélectivité du métabolisme. Suivant l'administration orale de 40 mg/kg et l'injection intraveineuse de 0,5 mg/kg, le métabolisme des énantiomères du propranolol n'est pas stéréosélectif. Les doses orales de 80 et 120 mg/kg génèrent une augmentation non-linéaire des SSCp des deux énantiomères et la SSCp du S(-)-propranolol augmente plus rapidement que celle du R(+)-propranolol, signifiant qu'une stéréosélectivité dans le métabolisme des énantiomères du propranolol apparaît lorsque la dose augmente. Suivant l'administration orale de 120 mg/kg, on observe des concentrations plasmatiques de S(-)-propranolol nettement supérieures à celles de son antipode (p < 0,05). L'injection intraveineuse de 10 mg/kg génère également une cinétique d'ordre zéro, mais dans ce cas, les SSCp du S(-)-propranolol sont inférieures à celles du R(+)-propranolol (p < 0,05). In vitro, seuls le foie et la muqueuse intestinale métabolisent le propranolol. Suivant l'incubation de 5,8 et 58 mM de R,S-propranolol dans les cellules épithéliales de l'intestin, les vitesses d'élimination du R(+)-propranolol sont plus rapides que celles du S(-)-propranolol. Aux concentrations de 5,8 mM dans les cellules hépatiques, un métabolisme rapide sans stéréosélectivité est observé. Par contre, suivant l'incubation de 58 mM de R,S-propranolol, une diminution des vitesses d'élimination des deux énantiomères du propranolol et l'apparition d'un métabolisme préférentiel de l'énantiomère R(+) sont notées. Ces résultats suggèrent que la stéréosélectivité de la cinétique des énantiomères du propranolol est dépendante de la dose dans les cellules hépatiques. Par rapport à ces derniers résultats, l'incubation de 2,9 et 29 mM de chaque énantiomère individuellement dans les cellules épithéliales de l'intestin montre que le métabolisme du S(-)-propranolol est saturé. À une concentration de 2,9 mM dans les cellules hépatiques, les vitesses d'élimination de chaque énantiomère sont le double par rapport au mélange racémique, ce qui signifie que les énantiomères d'un mélange racémique inhibent l'élimination de leur antipode. À une concentration de 29 mM, la saturation de l'élimination de l'énantiomère S(-) et l'apparition d'un métabolisme stéréosélectif sont observées. Nous concluons que l'intestin et le foie sont responsables du métabolisme stéréosélectif des énantiomères du propranolol. La stéréosélectivité dose-dépendante dans les cellules hépatiques est principalement responsable de l'élimination préférentielle du R(+)-propranolol observée in vivo chez le lapin. Finalement, ces résultats démontrent que la stéréosélectivité ne dépend pas d'une différence de clairance intrinsèque pour les deux énantiomères, mais de la saturation du métabolisme du S(-)-propranolol.

Les attentes sociétales s’orientent vers une consommation saine, et provenant de systèmes agricoles durables. En filière cunicole, la maîtrise des pathologies digestives nécessite le recours à l'antibiothérapie curative ou préventive. La recherche d’alternatives à l’utilisation d’antibiotiques en élevages cunicoles est donc primordiale pour augmenter la durabilité de cette production. Les stratégies de limitation de la quantité d’aliment ingérée sont une des solutions possibles à ce problème, puisqu'elles améliorent la résistance du jeune lapin aux troubles digestifs. Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier les mécanismes sous-jacents à cet effet favorable des stratégies de rationnement, et aussi d'analyser le comportement alimentaire du lapin restreint en relation avec son bien-être. Cet objectif se scinde en deux parties étudiées. La première partie a pour but de déterminer quelle caractéristique de la restriction alimentaire limite les troubles digestifs en engraissement. La seconde partie s’intéresse aux paramètres biologiques potentiellement influencés par cette stratégie d’alimentation. Les paramètres considérés sont reliés à plusieurs domaines de biologie : enzymologie, histométrie, écosystème bactérien cæcal. Une restriction de l'ingéré de -25% réduit la croissance mais améliore significativement l’efficacité digestive (de 4 à 6% entre 28 et environ 50 jours d'âge) des lapins en engraissement, qui peut s'expliquer par une plus forte digestibilité des fractions protéique (4,5%), énergétique (5,3%) et fibreuses (NDF : 8,9%, ADF : 9,7%, hémicelluloses: 7,9%, cellulose : 11,5%). Cependant, la structure, la diversité et la densité de la communauté bactérienne cæcale sont peu modifiées chez l'animal restreint sain. Des modifications du comportement alimentaire ont été soulignées au cours de ce travail. Ainsi, le rythme d’ingestion, fonction du rythme nycthéméral pour les lapins nourris à volonté, est dépendant du moment de distribution de l’aliment pour les animaux restreints. Après 18 jours de restriction, les lapins ingèrent un tiers de la quantité qui leur est distribuée en 2 heures, et la totalité en moins de 10 heures. Mais aucune agressivité ou compétition n’a été observée entre les animaux restreints. Plusieurs pistes peuvent expliquer l’efficacité de cette stratégie d’alimentation sur la santé digestive du lapereau. Ainsi, les résultats obtenus au cours de la reproduction d’une colibacillose (Escherichia coli O128:C6) suggèrent une stabilisation de l’écosystème iléal par la restriction alimentaire après l’infection. D'autre part, au niveau cæcal l'activité des communautés bactériennes serait modulée, même si pour ce modèle, l'effet d'une ingestion limitée semble faible sur le statut sanitaire. Enfin, l’alternance de périodes de satiété et de périodes de faim stimule la libération sanguine d’hormones (ghréline notamment) qui pourraient moduler la fonction immunitaire. En perspectives, il serait pertinent d'étudier plus précisément les fonctions liées au statut immunitaire ou endocrinologique. De plus, l'étude plus approfondie de la communauté bactérienne cæcale, en ciblant certaines espèces, pourrait apporter un complément d’informations sur les interactions entre ingestion et symbiote digestif et lors d'une approche comparée de 2 modèles pathogèniques : EPEC vs. EEL. / Societal expectations are moving towards healthy food from sustainable farming systems. In rabbit industry, control of digestive diseases requires the use of curative or preventive antibiotics. The search for alternatives to the use of antibiotics in rabbit breeding is thus crucial to improve sustainability of this production. Strategies for limiting the amount of feed ingested are one possible solution to this problem, since they improve the digestive resistance of young rabbits. This thesis aims to study the mechanisms underlying this positive effect of restriction strategies, and also to analyze the feeding behaviour of restricted rabbit in relation to their welfare. This objective is divided into two parts. The first part aims to determine which characteristic of feeding restriction limits the digestive disorders in fattening. The second part deals with the biological parameters potentially influenced by this feeding strategy. The parameters considered are related to several areas of biology: enzymology, histometry, digestive bacterial ecosystem A reduction of feed intake of -25% reduced growth, but significantly improved digestive efficiency (4 to 6% between 28 and 50 days old) of fattening rabbits which can be explained by a higher protein digestibility (4.5%), energy (5.3%) and fibres (NDF: 8.9%, ADF: 9.7%, hemicellulose 7.9%, cellulose: 11.5%). However, the structure, diversity and density of the caecal bacterial community are little changed in the healthy animal fed restricted. Changes in eating behaviour were highlighted during this work. Thus, the rhythm of intake, depending on the circadian rhythm in rabbits fed ad libitum, is function of the feed distribution time for restricted animals. After 18 days of restriction, rabbits ingest in 2 hours the third of the quantity supplied, and the entire amount within 10 hours. No aggression or competition was observed between animals. Several hypotheses could explain the effectiveness of this strategy on digestive health in young rabbit. Thus, the results obtained during the reproduction of colibacillosis (Escherichia coli O128: C6) suggest a stabilization of the ileal ecosystem after infection. On the other hand, the main activity of bacterial communities of caecum would be modulated, even if for this model a limited intake moderately modified the sanitary status. Finally, the alternation of periods of satiety and hunger may stimulate the release of hormones (e.g. ghrelin) that could modulate immune function. In perspective, it would be appropriate to study more precisely the functions related to immune or endocrine status.In addition, a deeper study of the caecal bacterial community by targeting some species could provide additional informations on the interactions between intake and digestive symbiote, and on a comparative approach of the two pathogenic models: EPEC vs. REE.

Le refroidissement in vivo du myocarde jusqu'à 32-34°C est une stratégie cardioprotectrice extrêmement puissante expérimentalement. La ventilation liquide totale (VLT) par des perfluorocarbones permet d'induire cette hypothermie très rapidement en utilisant le poumon comme bioéchangeur thermique, tout en maintenant des échanges gazeux normaux. L'objectif de notre travail de thèse a été d'étudier les effets de la VLT hypothermisante sur les lésions d'ischémie-reperfusion dans des modèles d'ischémie myocardique régionale et d'arrêt cardiorespiratoire chez le lapin. Dans une première étude, nous avons démontré que l'instauration per-ischémique d'un épisode de VLT hypothermisante permettait d'atteindre la température cible de 32-33°C en seulement 5 min chez des lapins chroniquement instrumentés soumis à 30 min d'occlusion coronaire. Cela permettait d'atténuer non seulement la taille d'infarctus mais également la dysfonction contractile post-infarctus. La taille d'infarctus était ainsi respectivement réduite de 89 et 71% lorsque la VLT était débutée à la 5ème ou à la 15ème min d'occlusion coronaire par rapport au groupe Témoin. Cette protection était associée à un effet bénéfique sur la fonction mitochondriale dont la capacité de rétention calcique était significativement accrue par l'hypothermie.Dans une seconde étude, nous avons montré que cet effet cardioprotecteur de la VLT hypothermisante n'était pas limité par un plateau de cardioprotection puisqu'il persistait lors d'ischémies prolongées (60 min) chez des lapins anesthésiés. Les tailles de l'infarctus et du no-reflow étaient en effet respectivement diminuées de 45 et 74% dans un groupe d'animaux soumis à une VLT hypothermisante à partir de la 5ème min d'occlusion coronaire par rapport au groupe Témoin. Lorsque la VLT était instaurée plus tardivement (20ème min d'occlusion coronaire), ces réductions restaient significatives (respectivement -30% et -60%) alors qu'un refroidissement conventionnel par application de couvertures froides n'induisait aucun bénéfice, même lorsqu'il était débuté dès la 5ème min d'occlusion coronaire.Grâce aux travaux précédents, nous avons obtenu la preuve de concept de l'effet cardioprotecteur de la VLT hypothermisante au cours d'une ischémie myocardique régionale. Cependant, la translation clinique de cette stratégie est probablement délicate dans la situation de l'infarctus du myocarde. Il nous a en revanche semblé qu'elle pourrait être également bénéfique au cours de la réanimation post-arrêt cardiaque. Pour étudier ce phénomène, nous avons mis au point un modèle expérimental d'arrêt cardiaque et de réanimation cardiopulmonaire chez des lapins soumis à un épisode de fibrillation ventriculaire. Nous avons ainsi montré que la VLT hypothermisante permettait d'augmenter significativement la survie et d'atténuer le syndrome post-arrêt cardiaque par rapport à une réanimation conventionnelle. Après 10 min d'arrêt cardiaque, la survie était par exemple respectivement de 7/10 vs 0/10 chez les animaux soumis à la VLT hypothermisante par rapport au groupe Témoin. Ces effets bénéfiques étaient directement liés à la rapidité d'induction de l'hypothermie par la VLT puisqu'une hypothermie conventionnelle par refroidissement externe et perfusion de fluides refroidis n'a pas permis d'induire de protection significative.En conclusion, la VLT hypothermisante est une approche puissamment protectrice lors d'ischémie myocardique régionale et au décours d'un arrêt cardiaque. L'évaluation plus approfondie de cette stratégie nécessite à présent le développement de dispositifs sécurisés pouvant être utilisés sur un modèle gros animal.MOTS-CLES : Ventilation liquide totale, perfluorocarbone, hypothermie, infarctus, no-reflow, arrêt cardiaque. LABORATOIRE D'ACCUEIL : Laboratoire de pharmacologie, INSERM U955 équipe 3, Ecole nationale vétérinaire d'Alfort, Faculté de médecine de Créteil, Université Paris-Est, Créteil. / Cooling the ischemic myocardium to 32-34 °C is known to be potently cardioprotective. Total liquid ventilation (TLV) with perfluorocarbons can induce such an hypothermia very fastly using the lung as a heat exchanger while maintaining normal gas exchanges. The aim of this thesis was to investigate its beneficial effects in experimental models of myocardial ischemia and cardiac arrest in rabbits.In our first study, we demonstrated that the institution of hypothermic TLV allowed achieving a cardiac temperature of 32-33°C within only 5 min in chronically instrumented rabbits subjected to 30 min of coronary artery occlusion. This was associated with a significant reduction in infarct size along with a dramatic attenuation of the post-ischemic myocardial contractile dysfunction. As example, infarct size was reduced by 89 and 71% when TLV was initiated at the 5th or 15th min of coronary artery occlusion, respectively. This protection was associated with an attenuation of the mitochondrial dysfunction, as shown by an increased calcium restrain capacity.In a second study, we demonstrated that the protective effect of hypothermic TLV was not limited by a ceiling of cardioprotection since infarct size reduction persisted following prolonged ischemia (60 min) in anesthetized rabbits. Infarct and no-reflow sizes were indeed reduced by 45 and 74% in animals subjected to hypothermic TLV from the 5th min of coronary occlusion as compared to corresponding Controls, respectively. In comparison, a conventional external cooling with cold blankets did not reduce infarct size even when instituted since the 5th of ischemia.Thanks to the previous works, we obtained the proof of concept that hypothermic TLV could offer a dramatic cardioprotection during regional myocardial ischemia. However, the clinical translation of this strategy might be challenging in the clinical scenario of ST-elevation myocardial infarction. This might conversely be less challenging and also beneficial to prevent the post-cardiac arrest syndrome in patients resuscitated from cardiac arrest. In order to investigate this phenomenon, we developed an experimental model of cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation in rabbits submitted to an episode of ventricular fibrillation. Accordingly, we have demonstrated in this model that hypothermic TLV significantly increased survival and attenuated the post-cardiac arrest syndrome as compared to conventional resuscitation. After 10 min of cardiac arrest, survival was for example 7/10 vs 0/10 in animals subjected to hypothermic TLV vs corresponding Controls, respectively. These beneficial effects were directly related to the rapidity at inducing hypothermia with TLV since conventional hypothermia using external cooling and infusion of cold fluids failed to induce a significant protection.In conclusion, hypothermic TLV can induce a dramatic protection during regional myocardial ischemia or following cardiac arrest and resuscitation. In order to further investigate this strategy, we are now requiring a secured device that can be used in large animals.KEYWORDS: total liquid ventilation, perfluorocarbon, hypothermia, infarct, no-reflow, cardiac arrest.Laboratory: Laboratory of Pharmacology, INSERM U955 équipe 3, Ecole nationale vétérinaire d'Alfort, Faculté de médecine de Créteil, Université Paris-Est, Créteil.

Abstract: Objective: To compare the long-term viability of percutaneously injected crushed auricular cartilage to surgically implanted cartilage in the rabbit. Methods: Auricular cartilage was harvested bilaterally in 10 New Zealand white rabbits. A 1 cm2 cartilage graft was harvested and implanted surgically on the upper nasal dorsum. The remaining cartilage was crushed and percutaneously injected on the lower nasal dorsum. Volume and mass of each graft were compared between pre-implantation and after 3 months of observation. A histological study was conducted to evaluate chondrocyte viability and degree of fibrosis on the grafts. Results: Mass and volume remained similar for surgically implanted cartilage grafts. Mass and volume diminished by an average of 47% and 40% respectively after 3 months for the injected crushed cartilage grafts. Chondrocyte viability was an average of 25% lower in the injected grafts. Conclusion: Cartilage injection is a promising technique that must be refined to increase long term chondrocyte viability. Developing an appropriate injection apparatus would improve this technique. / Résumé : Objectif: Comparer la viabilité à long-terme de cartilage auriculaire broyé injecté de façon percutanée au cartilage implanté chirurgicalement chez le lapin Méthodes: Prélèvement de cartilage auriculaire bilatéralement chez 10 lapins blancs « New Zealand ». Pour chaque lapin, une greffe de cartilage de 1 cm2 fut prélevée et implantée chirurgicalement au niveau du dorsum nasal supérieur. Le reste du cartilage fut broyé puis injecté de manière percutanée sur le dorsum nasal inférieur. La masse et le volume de chaque greffon furent mesurés lors de la chirurgie initiale et 3 mois plus tard. Une étude histologique a été entreprise afin de comparer la viabilité des greffons et le degré de fibrose. Résultats: La masse et le volume des greffons de cartilage entier sont demeurés semblables suite à l’implantation. La masse et le volume des greffons de cartilage injecté ont diminué en moyenne de 47% et 40% respectivement suite à l’implantation. L’analyse histologique a démontré une diminution moyenne de 25% de la viabilité chondrocytaire pour les greffons de cartilage injecté. Conclusion: L’injection de cartilage est une technique prometteuse devant être raffinée pour augmenter la viabilité chondrocytaire à long-terme. Le développement d’un instrument d’injection approprié faciliterait la technique.

L’écosystème digestif est sous l’influence de facteurs abiotiques et biotiques qui déterminent son équilibre et par conséquent influencent la santé digestive de l'hôte. Chez le lapin en croissance, un déséquilibre de l’écosystème caecal est associé aux entéropathies, responsables de mortalités importantes en élevage. La compréhension des interactions biotope – biocénose digestive permettra la mise en oeuvre de stratégies pour garantir l'équilibre de cet écosystème. Ainsi, le rôle des facteurs biotiques de stabilité l’écosystème digestif, tels que des microorganismes exogènes probiotiques, fait actuellement l’objet de nombreuses études, mais leur mode d’action sur la biocénose et le biotope reste encore peu clair. L’objectif de notre travail est de contribuer à la compréhension du fonctionnement de l'écosystème caecal chez le jeune lapin, soumis ou non à un stress nutritionnel et en présence ou non d'une flore exogène ajoutée. Il s'agit aussi, de faire une approche comparative des effets d'un même probiotique (S. cerevisiae) dans cet écosystème et dans le rumen de la vache, pour mieux décrire les mécanismes d'action d'une levure probiotique sur les relations biocénose-biotope. Dans ce but, nous avons mis au point et validé pour le caecum du lapin la mesure du potentiel redox (Eh), pour mieux juger de l'état d'anaérobiose du biotope caecal. Nous avons également validé un nouvel indicateur de l’inflammation générale (haptoglobine sérique) en réponse à l'application d'un stress nutritionnel ou d'un état sanitaire déficient. Comparé au rumen, le biotope caecal est un milieu très anaérobie, puisque son potentiel redox moyen est de -220 mV et ne varie pas avec l’âge (de 28 à 64 jours). La biodiversité de la biocénose bactérienne caecale, calculée à partir de leur empreinte moléculaire (CE-SSCP) est en moyenne de 5,0 (indice de Simpson). Chez l'animal touché par un dysfonctionnement digestif, nous observons une élévation du niveau général de l'inflammation (+70% du taux d’haptoglobine sérique), associée à une chute de l'activité fermentaire caecal (-50%) et une hausse du pH (+ 0,7), mais qui n'est pas associée à des variations d'Eh caecal ou de la diversité bactérienne. L'application d'un stress nutritionnel (déficience en fibres) entraîne chez le lapin une baisse de la concentration caecale en AGV totaux (-25%) et une hausse du pH (+0,1). Cependant, la déficience en fibres n’a pas d'effet marqué sur le Eh caecal, dont la moyenne est de -210 mV. De même, la diversité bactérienne n’est pas modifiée (5,3) par la réduction de la teneur en fibres de l’aliment et la similarité observée est de 76%. La teneur de fibres dans l’aliment n’influence pas non plus le niveau d'inflammation générale. L’apport de levures vivantes dans la ration du lapin tend à augmenter la diversité bactérienne (+10%), et peut élever le potentiel redox caecal de 25 mV caecal. Il n’affecte cependant pas la structure du microbiote bactérien caecal (similarité= 99%). Elle n’entraîne pas non plus de variation du taux d’haptoglobine. L'ingestion de levures vivantes a permis l’amélioration de la santé digestive par la réduction de la mortalité (jusqu'à -50%) pendant les périodes de forte mortalité où le taux d’haptoglobine sérique augmente d’environ 70%. L’effet de la levure observé ici dans le caecum du lapin diffère de celui observé dans le rumen de la vache, pour lequel on observe une baisse du potentiel redox et une hausse du pH, ce qui favoriserait l’activité des bactéries anaérobies strict transformant le lactate en propionate. La levure stabiliserait donc le biotope (pH, potentiel redox) qui favoriserait la croissance ou l’activité de certaines bactéries. Cette hypothèse reste encore à confirmer pour l'écosystème caecal du lapin, à l'aide méthode appropriées. / The digestive ecosystem is influenced by abiotics and biotics factors that determined its balance and consequently influenced the host digestive health. In the young rabbit, caecal ecosystem disorders are largely responsible for nonspecific enteropathies that cause livestock losses. Understanding biotope/biocenosis interrelationships would allow the development of new strategies that preserve the ecosystem balance. Thus, the role of biotic factors that stabilise the digestive ecosystem, such as probiotics is extensively studied, however their effects on biocenosis and biotope remain unclear. The aim of our work is to improve our understanding of the caecal ecosystem functioning, submitted or not to a nutritional stress and with or without addition of an exogenous flora. We also aimed to compare the effects of the same probiotic (S. cerevisiae) in the caecum and in the rumen (dairy cow), to improve our knowledge on the mechanisms of action of yeast probiotic on biocenosis and biotope. We have developed and validated the measure of redox potential in the caecum. We also validated for the growing rabbit, a new indicator of the general inflammation (haptoglobin) in response to the application of nutritional stress or under a deficient sanitary status. Compared to the rumen, the caecal biotope is very anaerobic, since its redox potential is meanly of -220mV, and do not vary with age (35-63d old). The biodiversity of the bacterial community in the caecum, calculated from fingerprint technique (SSCP), reached meanly 5.0 (Simpson index). In the rabbit having a digestive trouble, the seric haptoglobin concentration increased by 70%, while caecal fermentative activity dropped by 50%. In parallel, the caecal pH increased (+0,7 unit) whereas the redox potential and the bacterial diversity remain unaffected in the caecum. When the young rabbit is submitted to a nutritional stress (fibre deficiency), the caecal volatile fatty acids concentration dropped by 25%, while the pH increased by 0.1 unit. However, the fibre deficiency did not affect the caecal redox potential (meanly -210 mV). Similarly, the bacterial biodiversity in the caecum was not modified (5,3) according to dietary fibre intake, as well the bacterial community structure. Besides, the haptoglobin concentration remained similar with fibre intake. The live yeast added in the diet tended to increase the bacterial diversity (+10%), and could slightly increase the caecal Eh (+25 mV). Yeast have no effect on the structure of rabbit caecal microbiota (bacteria only), where the similarity is 99%. It does not change the serum haptoglobin level. In return, yeast addition improved the digestive health by reducing mortality rate by 50%, particularly during periods of high mortality, when the serum haptoglobin increased by 70%. The effect of yeast described in the rabbit caecum differed from that found for the cow rumen: yeast decreased the redox potential and increased the pH that favors the strict anaerobic bacterial activity. The live yeast thus would stabilise the biotope (pH, Eh) and would favor the growth and activity of specific bacteria. However, this hypothesis still remains to be confirmed for the rabbit caecal ecosystem, using pertinent methodology.

La santé digestive du lapin est difficile à maîtriser en élevage, notamment en période de sevrage où des troubles digestifs sont fréquents et peuvent entraîner des pertes importantes. Bien que l’utilisation d’antibiotiques diminue, afin d’éviter l’apparition de problèmes de résistance, des solutions alternatives doivent être trouvées. Nos principaux objectifs étaient : i) d’étudier l’influence de l’incorporation de fibres rapidement fermtentescibles (FRF) dans un aliment distribué précocement dès 15 jours d’âge, en comparaison d’un aliment avec antibiotiques (tiamuline et apramycine) utilisés pour lutter contre l’entéropathie épizootique du lapin ; ii) de déployer des méthodologies en génomique ciblant l’espèce lapin (amélioration et réannotation d’un microarray) et son microbiote digestif (pipeline d’analyse du gène de l’ARNr 16S), pour du phénotypage moléculaire. L’originalité de notre travail réside ainsi dans l’acquisition de données par trois approches complémentaires : phénotypique, transcriptomique, et métagénomique. Au niveau phénotypique, la stimulation de l’activité fermentaire par les FRF est vérifiée avec une hausse de la concentration caecale en AGV (+20%) et une plus forte acidité du biotope caecal. De plus, les FRF tendent à réduire la mortalité en post-sevrage et améliorent l’efficacité alimentaire. Au niveau transcriptomique, nous avons tout d’abord apporté de nouvelles connaissances sur l’immunité du lapin adulte avec la stimulation in vitro de cellules mononuclées du sang périphérique par du LPS et de la PMA-ionomycine. Cette étude confirme l’importance du lapin comme animal modèle pour la recherche biomédicale. Chez le jeune lapin, la nouvelle version du microarray nous a permis de montrer que les fonctions biologiques sont plus rapidement mises en place avec les FRF qu’avec un aliment standard, et que les antibiotiques nivellent l’expression génique. De plus, les FRF contribueraient à limiter l’inflammation intestinale. Au niveau métagénomique et en ciblant l’ARNr 16S, nous montrons qu’une augmentation de l’activité microbienne caecale n’est pas associée à une modification majeure de la composition du microbiote, à l’exception de la stabilisation de l’abondance des Campylobacteraceae, qui limiterait l’inflammation digestive. Nos travaux, encore préliminaires, n’ont pas permis d’identifier des corrélations significatives entre l’expression génique dans le sang et/ou l’iléon, et les profils taxonomiques (OTUs) majoritaires du microbiote digestif. L’ensemble de nos résultats suggère d’une part que les FRF peuvent être proposées comme une nouvelle stratégie nutritionnelle péri-sevrage, avec une amélioration de l’efficacité alimentaire et une protection accrue de la santé digestive, et d’autre part que des approches génomiques sont prometteuses pour qualifier finement les phénotypes d’intérêt chez le lapin. / Digestive health of rabbits is difficult to manage in breeding systems, especially around weaning where digestive problems are very common and can result in significant losses. The use of antibiotics decreases in order to avoid the emergence of problems with antibiotic resistance, but alternatives must be found. The objectives of this work were: i) to study effects of the incorporation of rapidly fermentable fiber (FRF) in diets fed to rabbits from 15 days of age, and compared to a feed with antibiotics (tiamulin and apramycin), used to fight against epizootic rabbit enteropathy; ii) to deploy genomics methodologies targeting the rabbit species (improvement and re-annotation of a microarray) and the digestive microbiota (pipeline analysis of 16S rRNA gene), for molecular phenotyping. An innovative approach was used in this work through the combination of three complementary approaches: phenotypic, transcriptomic, and metagenomic. At the phenotypic level, the stimulation of the fermentation activity by FRF is verified with higher cecal VFA concentrations (+ 20%) and higher cecal acidity. Moreover, the FRF tend to reduce mortality post-weaning and improve feed efficiency. At the transcriptomic level, we obtained new data on the immunity of the adult rabbit with in vitro stimulation of peripheral blood mononuclear cells with LPS and PMA-ionomycin. This study confirms the importance of the rabbit as an animal model for biomedical research. In young rabbits, the new version of the microarray allowed us to show that biological functions are more quickly implemented with FRF than a standard diet, and that antibiotics level out the gene expression. In addition, FRF help to limit intestinal inflammation. At the metagenomic level, the targeting of the 16S rRNA, we showed that an increase in cecal microbiota activity is not associated with major changes of microbiota composition, with the exception of the stabilization of the relative abundance of Campylobacteraceae, which limits gastrointestinal inflammation. Our preliminary results did not identify significant correlations between gene expression in blood and/or ileum, and principal taxonomic profiles of the digestive microbiota. Our results suggest that FRF can be proposed as a new nutrition strategy peri-weaning, with improved feed efficiency and increased protection of digestive health, and secondly that genomic approaches are promising to describe more precisely phenotypes of interest in rabbits.

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La dysfonction diastolique du ventricule gauche (DDVG) réfère à une rigidité ainsi qu’à des troubles de relaxation au niveau de ce ventricule pendant la phase de la diastole. Nos connaissances sur les mécanismes moléculaires sous-jacents de cette pathologie demeurent limités. Les analyses géniques sont indispensables afin de bien identifier les voies par lesquelles cette maladie progresse. Plusieurs techniques de quantification de l’expression génique sont disponibles, par contre la RT-qPCR demeure la méthode la plus populaire vu sa haute sensibilité et de ses coûts modérés. Puisque la normalisation occupe un aspect très important dans les expériences de RT-qPCR, nous avons décidé de sélectionner des gènes montrant une haute stabilité d’expression dans un modèle de DDVG de lapin. Nous avons alors exposé 18 lapins blancs soit à une diète normale (n=7) ou bien à une diète hypercholestérolémiante additionnée de vitamine D2 (n=11). La DDVG a été évaluée par des mesures échocardiographiques. L’expression de l’ARNm de dix gènes communément utilisés dans la littérature comme normalisateur (Gapdh, Hprt1, Ppia, Sdha, Rpl5, Actb, Eef1e1, Ywhaz, Pgk1, et G6pd) a été mesurée par RT-qPCR. L’évaluation de leur stabilité a été vérifiée par les algorithmes de geNorm et Normfinder. Sdha et Gapdh ont obtenu les meilleurs scores de stabilité (M<0.2) et ont été suggérés par le geNorm, comme meilleure combinaison. Par contre, l’utilisation de Normfinder mène à la sélection d’Hprt1 et Rpl5 comme meilleure combinaison de gènes de normalisation (0.042). En normalisant par ces deux combinaisons de gènes, l’expression de l’ARNm des peptides natriurétiques de type A et B (Anp et Bnp), de la protéine chimiotactique des monocytes-1 (Mcp-1) et de la sous unité Nox-2 de la NADPH oxydase ont montré des augmentations similaires chez le groupe hypercholestérolémique comparé au groupe contrôle (p<0.05). Cette augmentation d’expressions a été corrélée avec plusieurs paramètres échocardiographiques de DDVG. À notre connaissance, c’est la première étude par laquelle une sélection de gènes de référence a été réalisée dans un modèle de lapin développant une DDVG. / Left ventricular diastolic dysfunction (LVDD) is characterized by the diminution of ventricle’s performance, its incapacity to relax normally and an increase of blood filling pressure. LVDD is considered as a main cause of heart failure in approximately 50% of patients suffering from this disease. However, the molecular mechanisms underlying LVDD remain unclear. Real-time quantitative PCR (RT-qPCR) is widely used in gene-expression studies. In this study we attempt to establish normalization genes for gene expression analysis in a rabbit model of LVDD. Eighteen New-Zealand white rabbits were exposed to normal (n=7) or 0.5% hypercholesterolemic (n=11) diet supplied by vitamin D2; an LVDD animal model previously characterized in our Laboratory. LVDD was assessed by echocardiography. RT-qPCR was performed using cDNA from left ventricle samples and measuring the stability of 10 candidate genes as normalisers (Gapdh, Hprt1, Ppia, Sdha, Rpl5, Actb, Eef1e1, Ywhaz, Pgk1, and G6pd). We found that Sdha and Gapdh are the most stable genes using geNorm analysis with very high stability average M <0.2. By contrast, Hprt1 and Rpl5 were found to be the best combination for normalization with a stability value of 0.042 when using Normfinder. Comparison of both normalization strategies highlighted an increase of Anp, Bnp, Mcp-1 and Nox-2 mRNA expression in the hypercholesterolemic rabbits (p<0.05) compared to normal controls. This increase correlates with different DD parameters and validates the development of the disease in our model. To our knowledge, this is the first study highlighting stable reference genes for RT-qPCR normalization in a validated rabbit model of LVDD.