Le Syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une pathologie fréquente et grave. Son traitement fait appel à la ventilation mécanique qui est indispensable pour maintenir une oxygénation suffisante mais elle peut induire des lésions pulmonaires responsables d'une morbidité importante. Le volume pulmonaire est diminué au cours du SDRA ; sa mesure a longtemps été du domaine de la recherche clinique mais une technique de mesure au lit du patient a récemment été proposée : le lavage de l'azote. Ce travail avait pour but de tester la mesure du volume pulmonaire par la technique du lavage de l'azote dans des conditions d'utilisation comparables à celles du SDRA c'est à dire avec des niveaux de pression expiratoire positive (PEP) et de FiO2 élevés. Une fois cette étape préliminaire validée, nous avons utilisé la mesure du volume pulmonaire pour évaluer le recrutement induit par des réglages de PEP différents et lors de changements de position.Nous avons montré dans l'étude n°1 que les mesures étaient suffisamment précises et reproductibles pour une utilisation clinique. La PEP et le niveau d'oxygénation influençaient peu les mesures. Dans l'étude n°2, le recrutement induit par une PEP de type " recrutement maximal " réglée pour obtenir une pression de plateau (Pplat) entre 28 et 32 cmH2O, a été estimé à partir des mesures de volume pulmonaire comparées à l'augmentation minimale prédite du volume pulmonaire. Une bonne corrélation avec le recrutement mesuré par la technique des courbes pression - volume était trouvée sous réserve d'une élimination des mesures incohérentes.Parallèlement, la mesure du volume pulmonaire et l'oxygénation de patients en SDRA et Acute Lung Injury (ALI) ont été analysées lors de changements de position (Position demi-assise puis assise). Cette étude montre que le volume pulmonaire est augmenté lors de la verticalisation et particulièrement chez les patients augmentant leur oxygénation > 20%. Les patients ne répondant pas au positionnement avaient des volumes pulmonaires plus élevés et qui variaient peu.Les différents travaux réalisés ont permis de montrer la simplicité d'utilisation de la technique. Ceci offre des perspectives de recherche au lit du patient plus accessibles qu'avec les techniques de référence (scanner et dilution de l'hélium), et également des perspectives cliniques. Une approche de la déformation pulmonaire induite par la ventilation (strain) et potentiellement des lésions induites par la ventilation mécanique est rendue possible par la mise à disposition en clinique de cette technique.

La transformation des cellules normales de l'organisme en un phénotype malin est souvent accompagnée de changements dans leur antigénicité. L'antigène Tn (GalNac-O-Ser/Thréo) est un antigène (Ag) glycopeptidique spécifique des tumeurs et exprimé à la membrane plasmique des cellules cancéreuses dans la majorité des carcinomes humains ainsi que dans certaines tumeurs hématologiques, tandis qu'il n'est pas détecté dans les cellules normales. Il représente donc une cible potentielle très intéressante pour l'immunothérapie passive par anticorps, car il n'est pas détectable dans les cellules normales, mais est démasqué dans environ 90% des cancers épithéliaux du fait d'une dérégulation des processus de glycosylation. Les anticorps monoclonaux (AcM) spécifiques d'antigènes exprimés à la membrane des cellules tumorales ont une efficacité prouvée dans le traitement de certains cancers. Ces AcM thérapeutiques sont particulièrement intéressants pour le traitement des cancers du fait de leur forte spécificité pour les cellules tumorales et de leur faible toxicité pour les cellules normales, contrairement aux chimiothérapies conventionnelles, mais leur mécanisme d'action est encore mal connu. L'AcM Chi-Tn est un anticorps chimérique homme/souris capable de se fixer de façon spécifique à l'antigène tumoral Tn, alors qu'il ne se fixe pas sur les cellules normales. Cet AcM pourrait donc être envisagé comme agent thérapeutique dans le traitement des cancers épithéliaux par immunothérapie passive.Nous nous sommes intéressés à l'AcM Chi-Tn non couplé en vue d'analyser son mécanisme d'action et d'évaluer son efficacité thérapeutique in vivo. Nous avons montré que l'AcM Chi-Tn seul ne possède pas d'effet toxique direct sur les lignées de cellules tumorales Tn-positives in vitro. Cependant, en présence de macrophages, cet AcM est capable d'induire la lyse de ces cellules par un mécanisme d'ADCC. In vivo, l'AcM Chi-Tn, associé à la cyclophosphamide, induit le rejet d'une tumeur du sein dans plus de 80% des souris. Cette inhibition de la croissance tumorale est abolie chez les souris déficientes pour la chaine associée aux récepteurs RFc activateurs, suggérant in vivo un mécanisme d'ADCC. Par l'étude microscopique du microenvironnement tumoral, nous avons observé que les cellules tumorales forment in vivo des synapses avec des macrophages, des neutrophiles, mais aussi des lymphocytes B. Des expériences de survie in vivo chez des souris déficientes pour différentes populations cellulaires montrent que les lymphocytes T semblent nécessaires à la protection des souris par Chi-Tn contre la tumeur. Ainsi, ces résultats confirment le rôle des effecteurs exprimant des RFc activateurs, mais aussi le rôle indispensable de la réponse immune adaptative pour assurer l'effet thérapeutique des AcM.Nous nous sommes également intéressés à l'utilisation potentielle de l'AcM Chi-Tn comme vecteur d'agents cytotoxiques. In vivo, dans un modèle de tumeurs solides chez la souris, des expériences de biodistribution montrent que l'AcM Chi-Tn est capable de cibler spécifiquement les zones tumorales, ce qui en fait un anticorps potentiellement utilisable comme vecteur de molécules toxiques. L'internalisation du complexe anticorps/antigène cible est un pré-requis nécessaire à l'utilisation de l'anticorps conjugué. Nous avons montré in vitro que l'AcM Chi-Tn est internalisé dans les endosomes précoces et de recyclage pendant un temps relativement long, faisant de cet AcM un bon candidat pour être couplé à des agents cytotoxiques. Durant ma thèse, nous avons couplé l'AcM Chi-Tn à la toxine saporine ou à la molécule cytotoxique auristatine F, et nous avons montré in vitro que ces conjugués sont cytotoxiques sur des lignées cellulaires Tn-positives.

The cardiovascular diseases (CVDs), resulting from complications of atherosclerosis, remain the leading cause of morbidity and death worldwide. Atherosclerosis as a chronic inflammatory disease, involves both innate and adaptive arms of immunity in which macrophages play the orchestral role in modulating lesion initiation, progression, and potentially devastating thrombotic complications. Available evidences support the notion of a central role of oxidative stress, due mainly to the imbalance between antioxidants and reactive oxygen species (ROS) in CVDs. Furthermore, the pathology is frequently associated with dynamic changes in macrophage activation, with classically activated M1 cells implicated in initiating and sustaining inflammation and M2 or M2-like cells associated with resolution or smoldering chronic inflammation. Among endogenous antioxidants, the thiordoxine-1 (Trx1) plays a central role in several diseases including CVD. Thus, the ubiquitous Trx1 has been reported to exert a myriad of beneficial roles. Indeed, it regulates not only cellular redox homeostasis and acts as a principal antioxidant defense system, but it also affects energy metabolism, modulates the immunological and inflammatory responses, and controls cell growth and survival. In contrast, its truncated form (Trx-80), exerts an opposite effects. However, several studies reported the beneficial role of Trx system in CVDs but the detailed molecular mechanism is not addressed yet. Therefore, the present study aims to investigate the role of both Trx1 and Trx80 in the biology of atherosclerosis through the modulation of macrophage polarization and the implicated signaling pathways as well. Our in vitro major findings, using human macrophages and murine peritoneal macrophages, revealed that Trx1 on one hand promoted the polarization of anti-inflammatory M2 macrophages through downregulation of p16INK4a and suppressing nuclear translocation of activator protein-1 (AP-1) and Ref-1 as evidenced by the expression of the CD206 and IL-10 markers. On the other hand Trx1 also reduced the lipopolysaccharide (LPS)-induced differentiation of inflammatory M1 macrophages, as indicated by the decreased expression of the M1 cytokines, tumor necrosis factor-α (TNF-) and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP¨-1). By contrast, Trx80 treatment attenuated the polarization of anti-inflammatory M2 macrophages induced by IL-4 or IL-4/IL-13 even it potentiated LPS-induced M1 activation. To validate our obtained in vitro results, hyperlipoproteinemic C57Bl/6.ApoE2.ki mice and human atherosclerotic vessel specimens from patients undergoing vascular surgery were used. Consistently, Trx1 and Trx80 affected macrophage phenotype in thymus, liver and atherosclerotic lesions. As a consequence, Trx1 reduced whereas Trx80 increased the aortic lesion area in mice. Plasma levels of cholesterol and triglycerides did not changed by the treatment. To further explore our results, the implicated signaling pathways has been studied and it was found that both Trx1 and Trx80 activated Akt. Furthermore, Trx80 uses mTOR signaling pathway to exert its effect in polarizing macrophages toward M1 phenotype since it activated mTOR in a dose-dependent manner as demonstrated by the increased phosphorylation of P70S6K. Based on our results, Trx1 antagonizes whereas Trx80 potentiates atherosclerosis through changing M1/M2 phenotypes. Therefore, Trx1 represents a promising target for therapeutic interventions.

Le syndrome de Gougerot-Sjögren (SGS) est une maladie auto-immune systémique. Il se caractérise principalement par une infiltration lymphocytaire des glandes salivaires (GS) et lacrymales responsable d'une sécheresse buccale et oculaire. Par ailleurs,les Toll-like récepteurs (TLR) endosomaux - notamment le TLR9 qui reconnait l'acide désoxyribonucléique (ADN) microbien mais aussi, dans certaines conditions, l'ADN du soi -s'avèrent être importants pour l'activation des lymphocytes B (LB) lors du lupus, une maladie proche du SGS. Nos travaux montrent que la stimulation du TLR9 chez les LB transitionnels,des LB immatures fraichement émigrés de la moelle osseuse, favorise leur différenciation selon la voie des LB de la zone marginale, et entraine la sécrétion d'auto-anticorps. L'analyse des LB infiltrant les GS lors du SGS révèle que ce phénomène pourrait être impliqué dans la physiopathologie de cette maladie. De plus, nous montrons que LL37, un peptide produit dans les GS, pourrait participer à l'activation du TLR9 des LB transitionnels. Enfin, nous avons mis en évidence une inattendue expression du TLR9 à la surface des LB. Si l'étude des conséquences fonctionnelles de cette localisation reste à poursuivre, elle semble avoir un effet négatif sur la stimulation du TLR9 endosomal. En conclusion, ces résultats suggèrent que leTLR9 puisse être une nouvelle cible thérapeutique lors du SGS.

La prééclampsie est une maladie fréquente de la grossesse, caractérisée par l'apparition de novo d'une hypertension et d'une protéinurie à partir de la 20ème semaine d'aménorrhée. Ces symptômes s'aggravent au long de la grossesse, conduisant éventuellement à la mort maternelle en l'absence de prise en charge médicalisée. La thérapeutique définitive l'extraction du placenta, et donc du fœtus, ce qui induit une importante prématurité iatrogène. Les causes restent mal définies, mais il est bien admis que des anomalies au niveau de la mise en place du placenta sont au cœur de sa physiopathologie. Un défaut d'invasion trophoblastique des artères spiralées utérines semble être une constante de la maladie. Des données épidémiologiques démontrent qu'il existe une forte composante génétique dans la prééclampsie, et en 2005, un clonage positionnel dans des familles hollandaises, aboutit à l'identification de STOX1 comme le premier gène lié à cette maladie. STOX1 code un facteur de transcription intervenant dans le contrôle de la prolifération et de l'invasion des trophoblastes. Dans notre laboratoire, l'étude de STOX1 a été initiée par surexpression dans des cellules de choriocarcinome humain (modèle de trophoblastes) suivie d'une analyse transcriptomique. Celle-ci a révélé que les altérations d'expression génique observées suite à la surexpression de STOX1 étaient significativement corrélées à celles trouvées dans des placentas prééclamptiques. La création de souris transgéniques exprimant la version humaine de STOX1 sous le contrôle d'un promoteur ubiquitaire a alors été entreprise. Mes travaux de thèse ont principalement consisté à caractériser le phénotype de ces souris. Nous avons décidé de croiser des mâles transgéniques avec des souris sauvages afin de limiter l'expression du transgène à l'unité fœto-placentaire. Ces souris sauvages développent au cours de leur gestation une hypertension sévère, et une protéinurie. Elles constituent donc un nouveau modèle de prééclampsie. De plus, nous avons observé des anomalies que l'on trouve également chez les patientes : une fibrose rénale, une élévation des taux sériques de facteurs pro-angiogéniques (le récepteur soluble du VEGF et l'endogline soluble). Ces souris ont également des marqueurs d'hypertrophie cardiaque, attestant de l'impact sévère de l'hypertension. Pour mieux comprendre comment STOX1 peut induire ce syndrome, nous avons étudié son impact dans le modèle cellulaire surexprimant STOX1 et nous avons pu montré une altération de la gestion du stress oxydatif et de la fonction mitochondriale. En conclusion, nous avons obtenu et caractérisé un modèle de prééclampsie sévère, le seul existant montrant un phénotype hypertensif très marqué et très précoce. Ce modèle est un outil puissant pour découvrir de nouvelles voies impliquées dans la physiopathologie de la prééclampsie, pour rechercher de potentiels marqueurs diagnostiques précoces, tester des approches thérapeutiques innovantes et explorer les mécanismes responsables des conséquences à long terme de la prééclampsie.

Les liposomes d'ATP incluant des ligands hépatiques pourraient contribuer à améliorer le statut énergétique du greffon hépatique. Une première phase de développement a mis en évidence la nécessité de stabiliser la forme (i) et de valider un modèle cellulaire à statut énergétique altéré (ii) afin de pouvoir tester différentes formulations liposomales d'intérêt. Afin de résoudre la première problématique, différentes stratégies ont été mises en place lors de la lyophilisation de liposomes blancs ou chargés en ATP. Le saccharose et le tréhalose ont conduit à une stabilisation de la forme avant et après lyophilisation. Néanmoins, quel que soit le procédé, la lyophilisation s'est accompagnée d'une fuite en ATP. L'ajout d'un agent inhibant la cartinine palmitoyl transferase, l'Etomoxir, s'est révélé un modèle intéressant pour moduler le niveau énergétique des HepG2 en fonction de la température et de la concentration utilisée. En conclusion, ce travail contribue à mieux comprendre les facteurs critiques liés à la lyophilisation des liposomes (i) et décrit des modèles cellulaires hépatiques à statut énergétique altéré qui pourraient être mis à profit pour tester différents principes actifs ou formes galéniques innovantes.

L'érythropoïèse est le processus aboutissant à la production des hématies à partir d'une cellule souche hématopoïétique. La différenciation érythroïde implique des changements morphologiques en partie liés à la perte d'expression membranaire du récepteur à activité tyrosine kinase de classe III, c-Kit. En réponse à son ligand, le SCF, c-Kit est activé puis internalisé et dégradé par la voie du protéasome, via l'ubiquitine E3-ligase c-Cbl, ou par la voie lysosomale suite à une endocytose. Dans la première partie de ce travail, nous avons pu mettre en évidence qu'en absence de SCF et en réponse à un inhibiteur de tyrosine kinase, l'imatinib, les érythroblastes cultivés ex vivo perdent l'expression membranaire de c-Kit et accélèrent leur entrée en différenciation terminale. Au vu de ces observations, nous avons cherché à comprendre les mécanismes impliqués. Sur un modèle de cellules érytholeucémiques dépendantes de l'érythropoïétine, mais exprimant de manière endogène c-Kit, nous avons montré que l'imatinib induit une internalisation du récepteur ainsi que sa dégradation par la voie lysosomale et de manière indépendant de c-Cbl. De plus, nous avons montré que cet effet est réversible et que l'imatinib ne bloque pas la réexpression de c-Kit après son internalisation en réponse au SCF. Des marquages métaboliques ont permis de montrer que l'imatinib ne modifie ni la synthèse ni la maturation de c-Kit et que le profil phospho-tyrosine des cellules traitées à l'imatinib est globalement inchangé. Enfin, nous avons montré que la fixation de l'imatinib à la poche catalytique de c-Kit est indispensable à son internalisation, et par conséquent à sa dégradation. Il apparait donc que l'imatinib lève l'auto-inhibition de c-Kit, qui semble nécessaire pour son maintien à la membrane. Dans la seconde partie de ce travail, nous nous sommes intéressés aux changements morphologiques subis par les nucléoles, lieu de la biogenèse des ribosomes, au cours de différenciation des érythroblastes. L'étude de la taille et du potentiel prolifératif des cellules, ainsi que l'analyse morphologique des nucléoles, nous a permis de confirmer que la réduction de taille des cellules est contemporaine d'un ralentissement de leur prolifération ainsi que de la réduction du volume et de la surface du composé granulaire (CG), " matrice " du nucléole. En microscopie électronique, nous montrons la persistance des CG en fin de maturation. Enfin, nous avons également étudié l'évolution des nucléoles dans un contexte pathologique de syndromes myélodysplasiques de faible risque, qui se caractérisent par une hématopoïèse inefficace. Nous observons que les cellules pathologiques immatures ont des CG plus volumineux que les cellules normales immatures, et qu'au cours de la différenciation, la morphologie des nucléoles est identique entre les cellules normales et pathologiques. En conclusion, ce travail a permis de décrire 1) le mécanisme d'internalisation d'un récepteur à activité tyrosine kinase de classe III, c-Kit par l'imatinib et 2) la morphologie du nucléole au cours de la différenciation érythroïde normale et pathologique des syndromes myélodysplasiques de faible risque.

A l'origine de l'hématopoïèse se trouve les cellules souches hématopoïétiques (CSH). Elles constituent un pool de cellules rares présentes dans la moelle osseuse aux niveaux de zones particulières de l'os appelées niche. Les cellules de la niche produisent des cytokines, telles que la thrombopoïétine (TPO), qui régulent les CSH en contrôlant leur quiescence et leur auto-renouvellement. Peu de choses sont connues sur les mécanismes mis en place par la CSH et son environnement pour faire face aux dommages de l'ADN, notamment induits lors de radio- ou chimio-thérapies. Durant cette étude, nous avons mis en évidence un nouveau rôle de la TPO et de son récepteur Mpl dans la réparation de l'ADN des CSH en réponse à des stress génotoxiques. Les CSH déficientes ou haplo-insuffisantes pour Mpl, ou les CSH sauvages et cultivées en absence de TPO, présentent un défaut de réparation et une instabilité génomique. En réponse à l'irradiation, la TPO potentialise l'activation de la voie NF-kB qui permet l'induction du gène précoce Iex-1. La TPO est également l'activateur majeur de la voie ERK dans les CSH. IEX-1 et pERK forment un complexe tripartite avec DNA-PK, une protéine clé de la voie Non Homologous End Joining (NHEJ). La DNA-PK est fortement activée par la TPO, ce qui augmente la fidélité et l'efficacité de la voie NHEJ et permet d'améliorer l'intégrité génomique des CSH. Par ailleurs, nous montrons qu'une simple injection de TPO ou de son agoniste Romiplostim, avant irradiation ou injection de doxorubicine, limite la mutagénèse des CSH et leur perte de fonction associée. Cet effet est spécifique de la TPO, d'autres cytokines comme le SCF et le Flt3-L, n'ont aucun effet sur la réparation. Ces résultats montrent que la TPO contrôle directement les voies de signalisation aboutissant à la réparation de l'ADN des CSH. Ils ouvrent des perspectives nouvelles pour l'utilisation des agonistes de la TPO comme adjuvant protecteur avant radio- ou chimiothérapie pour minimiser les risques de développement de leucémies aigües myéloïdes secondaires. L'expression de Mpl étant haploinsuffisante pour la fonction de réparation de l'ADN, ces résultats suggèrent que Mpl pourrait être tumeur suppresseur en réponse aux traitements chimio-ou radio-thérapeutiques.

Les modifications physiopathologiques induites par l'obésité sont susceptibles de modifier la pharmacocinétique d'un grand nombre de médicaments. Toutes les étapes peuvent-être touchées : modification des compartiments de l'organisme, de la fonction rénale et de l'expression des protéines du métabolisme. L'intensité des variations induites reste difficile à anticiper en l'absence d'études spécifiques, ce qui pose également la question du choix du meilleur estimateur de poids dans l'expression du schéma posologique du médicament chez le sujet obèse. Nous avons évalué l'impact de différents descripteurs de poids sur les variabilités inter-individuelles de trois médicaments couramment utilisés en diabétologie, dans la douleur et en cancérologie. Une modélisation a été faite en pharmacocinétique de population (Monolix®) avec une évaluation des descripteurs de poids (poids de masse maigre, poids idéal, poids total, surface corporelle...). Pour la metformine (n=105 patients), molécule fortement hydrophile, CL/F et V/F augmentent avec le poids. Le poids de masse maigre est le meilleur descripteur de poids pour les deux paramètres et permet d'abaisser de manière importante la variabilité inter-individuelle. Dans le cas de la morphine (n=31), aucun descripteur n'est corrélé à CL/F ou V/F dans une population de sujets atteints d'obésité morbide. L'analyse de l'imatinib (n=54), de lipophilie plus importante, et de son métabolite actif montre que le poids idéal est la covariable la plus performante. Son impact n'explique cependant qu'une part minime de la variabilité de CL/F et ne remet pas en cause le principe d'une dose fixe. Les résultats confirment l'intérêt des méthodes de pharmacocinétique de population dans l'évaluation des covariables morphologiques, et indiquent qu'il n'existe pas de descripteur de poids universel. Ces résultats doivent nous encourager à évaluer systématiquement l'impact de l'obésité avec des modèles de population. Dans certains cas, des études de confirmation comparant différents schémas devraient-être mises en place.

La granulomatose avec polyangéite est une vascularite systémique associée à une réaction auto-immune dirigée contre la protéinase 3, une serine protéase du neutrophile. Cette protéine présente un profil particulier d'expression dans le neutrophile, caractérisé notamment par une expression membranaire au cours de l'apoptose. Cette capacité de la protéinase 3 à se lier aux membranes repose sur l'existence de quatre acides amines formant un patch hydrophobe. Cette expression membranaire au cours de l'apoptose, qui dépend de l'existence de ce patch hydrophobe, conduit la protéinase 3 à interagir avec la calréticuline qui est une molécule impliquée dans la reconnaissance des cellules apopotiques par les macrophages. Nous avons démontré que cette interaction conduit la protéinase 3 à modifier le phénotype pro-résolutif des macrophages consécutif à la phagocytose de cellules apoptotiques. Le phénotype pro-inflammatoire résultant de cette expression de la protéinase 3 dépend de la voie de signalisation MyD88 mimant un signal danger. Cette activation des macrophages conduit à la sécrétion de chimiokines (MCP-1, KC, MIP-1α et MIP-1β) impliquées dans le recrutement de cellules exprimant la protéinase 3 participant ainsi au maintient de l'inflammation. Ce microenvironnement induit par les macrophages modifie le rôle immuno-modulateur de la clairance des cellules apoptotiques, influençant notamment l'interaction des cellules T naïves avec les cellules dendritiques plasmacytoïdes. La polarisation T résultante présente une distribution déséquilibrée vers les lymphocytes Th2/Th9 et une diminution de la génération de lymphocytes T régulateurs. La protéinase 3, qui est encodée par un gène de réponse au G-CSF, est de plus capable d'induire le recrutement de cellules sur-exprimant cette protéase capable à son tour de stimuler la sécrétion de G-CSF. La protéinase 3 apparait donc, par sa capacité à corrompre les mécanismes de résolution de l'inflammation et d'amplifier sa propre expression dans les cellules recrutées sur le site inflammatoire, comme un élément clé de la physiopathologie de la granulomatose avec polyangéite.