Objectif De nombreux travaux ont souligné le rôle de la Cyclosporine A (CsA) dans la prévention des lésions d'ischémie-reperfusion (I/R) mais aucun n'a été effectué sur poumons isolés de grands mammifères. Notre objectif était de mesurer pour la première fois les effets de la CsA sur les lésions d'I/R dans un modèle de poumons porcins reperfusés ex vivo, en évaluant plusieurs doses de CsA pour différents temps d'ischémie. Méthodes L'expérimentation A a été conduite sur 4 groupes de 8 paires de poumons chacune : un groupe contrôle et 3 groupes recevant différentes concentrations de CsA (1, 10 ou 30 μM) au moment de l'ischémie et au début de la reperfusion, après 2 heures d'ischémie. L'expérimentation B a été conduite sur 3 groupes de 5 paires de poumons chacune. Les poumons de chaque paire étaient séparés juste après le début de l'ischémie. Les premiers poumons étaient évalués après une ischémie de 2 heures (jour 0), sans CsA. Les seconds poumons étaient évalués après une ischémie de 24 heures (jour 1), soit sans soit avec CsA (1 ou 5 μM), administrée le cas échéant au début de la reperfusion. Résultats La CsA augmentait le rapport PO2/FiO2 avec un effet dose mais augmentait également la pression artérielle pulmonaire, la pression capillaire et les résistances vasculaires pulmonaires, à 10 et 30 μM mais pas à 1 ni 5 μM. Les poumons qui recevaient 30 μM de CsA affichaient des concentrations élevées en cytokines pro-inflammatoires. La concentration en RAGE (receptor for advanced glycation endproducts) dans le lavage broncho-alvéolaire diminuait avec la CsA à J1 en comparaison à J0. Conclusions Lors de l'I/R pulmonaire, les bénéfices cellulaires des doses élevées de CsA sont contrebalancés par ses effets hémodynamiques sur la microvascularisation. A faibles doses, la CsA semble améliorer la fonction pulmonaire.

Les infections nosocomiales à bactéries multi-résistantes sont en constante augmentation en réanimation. Elles ont des conséquences individuelles et collectives majeures. La mortalité en réanimation et les prolongations des durées de séjour sont les deux principales conséquences individuelles connues à ce jour. Plusieurs facteurs confondants rendent l'interprétation des études difficiles, dont l'état sous jacent du patient, la virulence de la bactérie et l'adéquation thérapeutique. Mesurer la part de chacun de ces facteurs et préciser leur responsabilité respective est indispensable pour mobiliser les différents acteurs et améliorer le pronostic des patients en réanimation. Dans cette thèse nous avons souhaité approcher la réponse quant aux conséquences individuelles. A partir d'une base de données incluant des patients de réanimation, nous avons utilisé les méthodes statistiques les plus récentes et avons tenté de prendre en compte les différents facteurs confondants , pour répondre à trois questions précises que sont : la mortalité liée à une espèce bactérienne donnée, les facteurs associés à la mortalité des patients présentant un sepsis sévère ou choc septique en réanimation et les conséquences liées à l'isolement des patients infectés ou colonisés avec une bactérie multi-résistante. Nous montrons que (1) par l'intermédiaire d'une prolongation de la durée de séjour en réanimation, l'infection à Clostridium difficile augmente la pression de colonisation, sans pour autant avoir d'impact direct sur le décès. (2) que le pronostic des sepsis sévères et des chocs septiques dépend de l'adéquation de l'antibiothérapie et que les bactéries résistantes sont plus souvent traitées de manière inadéquate. (3) que l'isolement contact est associé non seulement à une augmentation attendue du risque de pneumonie nosocomiale a germe multi-résistants mais aussi à une augmentation du risque d'erreurs thérapeutiques et d'événements indésirables non infectieux. Cet impact délétère suggéré par des études en dehors de la réanimation doit être pris en compte lors de la mise en place des précautions contact en réanimation.

Dans le cadre des simulations pour l'entrainement, le planning, ou l'aide per-opératoire aux gestes médicaux-chirurgicaux, de nombreux modèles ont été développés pour décrire le comportement mécanique des tissus mous. La vérification, la validation et l'évaluation sont des étapes cruciales en vue de l'acceptation clinique des résultats de simulation. Ces tâches, souvent basées sur des comparaisons avec des données expérimentales ou d'autres simulations, sont rendues difficiles par le nombre de techniques de modélisation existantes, le nombre d'hypothèses à considérer et la difficulté de réaliser des expériences réelles utilisables. Nous proposons un environnement de comparaison basé sur une analyse du processus de modélisation et une description générique des éléments constitutifs d'une simulation (e.g. géométrie, chargements, critère de stabilité) ainsi que des résultats (expérimentaux ou provenant d'une simulation). La description générique des simulations permet d'effectuer des comparaisons avec diverses techniques de modélisation (e.g. masse-ressorts, éléments finis) implémentées sur diverses plateformes de simulation. Les comparaisons peuvent être faites avec des expériences réelles, d'autres résultats de simulation ou d'anciennes versions du modèle grâce à la description commune des résultats, et s'appuient sur un ensemble de métriques pour quantifier la précision et la vitesse de calcul. La description des résultats permet également de faciliter l'échange d'expériences de validation. La pertinence de la méthode est montrée sur différentes expériences de validation et de comparaison de modèles. L'environnement et ensuite utilisé pour étudier l'influence des hypothèses de modélisations et des paramètres d'un modèle d'aspiration de tissu utilisé par un dispositif de caractérisation des lois de comportement. Cette étude permet de donner des pistes pour l'amélioration des prédictions du dispositif.

La maladie d'Alzheimer est une pathologie neurodégénérative caractérisée par une perte progressive des fonctions cognitives. Cette perte des fonctions cognitives est directement liée à une atteinte neuronale et plus particulièrement synaptique. Deux caractéristiques histopathologiques en lien avec des dérégulations protéiques sont retrouvées chez les patients atteints de la MA : les plaques séniles extracellulaires composées de peptides β-amyloïdes (Aβ) fibrillaires et la dégénérescence neurofibrillaire constituée d'agrégats intracellulaires de protéines tau hyper et anormalement phosphorylées. Les formes agrégées de ces protéines ont longtemps été considérées comme neurotoxiques, cependant, il est maintenant avéré que les formes solubles de ces protéines dérégulées étaient à l'origine de la pathologie. Les synapses excitatrices situées au niveau des épines dendritiques sont les cibles du peptide Aβ sous forme soluble et oligomèrique (Aβo). Ce dernier en altère la fonction et induit leurs pertes. Récemment, il a été montré que cette action synaptotoxique de l'Aβo est dépendante de la protéine tau. De plus, dans un autre modèle de tauopathie, la démence fronto-temporale avec syndrome parkinsonien liée au chromosome 17 (FTDP-17), la synaptotoxicité de tau s'est révélée dépendante de son état de phosphorylation. Ainsi, il émerge le concept de tau synaptique dans un contexte pathologique. Cependant, des études plus récentes ont montré que, en condition physiologique, une petite portion de tau se retrouve au niveau de la synapse. Au regard de ces nouvelles données, il est possible que tau, en plus d'être une protéine axonale, nucléaire et membranaire, soit aussi synaptique. Dans ce contexte, les travaux présentés dans cette thèse visent à étudier l'implication de la protéine tau dans la fonction synaptique et les perturbations induites par la présence d'Aβo. Ces travaux ont été effectués sur un modèle cellulaire de cultures primaires de neurones corticaux et sur tranche d'hippocampe de souris par des méthodes biochimiques et d'analyse dynamique en microscopie confocale sur cellules vivantes. Afin d'étudier l'impact d'une activation synaptique sur un système de culture neuronal, l'utilisation combinée de la bicuculline, antagoniste des récepteurs gabaergique GABAa et de 4-amino pyridine, bloqueur de canaux potassique, permet d'établir une potentialisation à long terme sur les synapses. Grâce à un protocole d'extraction permettant d'isoler le compartiment post-synaptique (fraction contenant la densité post synaptique dont le marqueur protéique PSD-95), nous avons montré que l'activation synaptique enrichit la fraction PSD en protéine tau suggérant son implication dans les phénomènes de plasticité synaptique. L'étude du cytosquelette d'actine prépondérant au niveau synaptique a révélé que l'actine filamenteuse est un partenaire de tau. Dans un contexte pathologique, l'incubation d'Aβo induit le recrutement de tau à la synapse et perturbe l'organisation du cytosquelette d'actine. Ce changement structurel du cytosquelette d'actine pourrait être à l'origine des perturbations de la plasticité et du maintien synaptique induit par Aβo. En conclusion, l'ensemble des résultats de cette thèse suggère que tau exerce une fonction physiologique au sein de la synapse impliquant une interaction avec le cytosquelette d'actine et qu'en conditions pathologiques (induites par Aβo), on observe une altération fonctionnelle du rôle de tau à la synapse qui pourrait participer aux perturbations cognitives caractéristiques de la MA.

L'épithélium mammaire est organisé en bicouche : une couche de cellules luminales sécrétrices et une couche de cellules basales myoépithéliales. Des cellules souches multipotentes capables de régénérer l'épithélium mammaire après transplantation résident dans le compartiment basal tandis que les deux couches épithéliales mammaires contiennent des cellules souches/progénitrices à propriétés clonogéniques. De nombreuses études suggèrent que les cellules souches et progénitrices de la glande mammaire pourraient être les cibles d'une transformation oncogénique menant à des cancers du sein, justifiant l'attention particulière portée à ces populations cellulaires mineures.Pour étudier les rôles du proto-oncogène Myc, ou du suppresseur de tumeurs Trp53, dans le contrôle des fonctions des cellules souches et progénitrices, nous avons généré des souris transgéniques présentant une invalidation de Myc ou Trp53 dans la couche basale de l'épithélium mammaire. Les souris déficientes en Myc présentent des glandes hypoplasiques et les cellules basales dépourvues de Myc perdent complètement leur capacité régénérative. En revanche, la perte de p53 induit une augmentation des populations de cellules souches et progénitrices avec un potentiel d'autorenouvellement accru, suggérant que p53 restreint la propagation des cellules souches/progénitrices dans l'épithélium mammaire. Ces résultats montrent que Myc et p53 jouent un rôle essentiel dans le contrôle des fonctions des cellules souches et progénitrices mammaires.Les souris transgéniques K5Ncat générées précédemment dans notre laboratoire, développent des carcinomes mammaires de type basal avec des composants métaplastiques, induits par l'expression d'une forme activée de la -caténine dans la couche basale mammaire. Nous avons trouvé que la population de cellules souches fonctionnelles est augmentée dans l'épithélium pré-néoplasique des souris K5Ncat. Pour étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires du développement de ces tumeurs, les souris déficientes en Myc ou Trp53 ont été croisées avec des souris K5Ncat. Nous avons constaté une inhibition complète de la tumorigenèse induite par la -caténine en absence de Myc et une accélération de celle-ci en absence de p53. Nos résultats suggèrent que les cellules souches/progénitrices basales pourraient être à l'origine des tumeurs mammaires de type basal avec des caractéristiques métaplastiques et que les rôles joués par Myc et p53 dans la tumorigenèse sont liés à leurs fonctions régulatrices des cellules souches mammaires.

Les femmes porteuses d'une mutation du gène BRCA1 ou BRCA2 ont un risque de cancer du sein (CS) très élevé dont les estimations varient beaucoup d'une étude à l'autre. L'objectif principal de cette étude est de mieux estimer le risque de CS associé aux gènes BRCA1/2 en tenant compte de la variabilité des mutations et des facteurs " environnementaux/style de vie " et de leur éventuelle interaction. Nous avons analysé les données de la cohorte GENEPSO composée de femmes porteuses d'une mutation du gène BRCA1 ou BRCA2 à l'aide d'un modèle de Cox pondéré. L'analyse des facteurs de risque gynéco-obstétrique et de " style de vie " a permis de mettre en évidence une association entre le risque de CS et les radiations ionisantes, la consommation de tabac, l'indice de masse corporelle, l'âge aux premières règles, la parité, les interruptions de grossesse, la contraception orale, la ménopause et les traitements hormonaux substitutifs. Cette étude confirme l'existence d'une zone centrale à moindre risque de CS dans les gènes BRCA1/2 et de décrire une nouvelle région à haut risque située dans la région 3' du gène BRCA2. Cette étude montre également une interaction entre la localisation des mutations et la parité ainsi que la ménopause. Cette étude montre l'importance de la prise en compte simultanée des facteurs de risque " non génétiques " et de la localisation des mutations dans les gènes BRCA1/2 dans l'estimation des risques de CS. Si nos résultats sont confirmés sur de plus larges données, cette étude pourrait aider ces femmes dans le choix du type de stratégie de surveillance ou de prévention le mieux adapté à leur situation.

La démarche d'évaluation des risques sanitaires inclue dans ses étapes l'évaluation de l'exposition professionnelle. S'agissant de l'exposition par inhalation, différents modèles sont disponibles pour caractériser ou estimer les niveaux d'exposition. Les objectifs de cette thèse sont d'étudier et comparer les principales démarches existantes, voire d'en développer de nouvelles, afin de participer à leur validation et de définir leur places respectives en complément de la métrologie quantitative. Un premier chapitre présente les modèles existants et décrit leurs principes et applications. Une méthode qualitative est développée puis comparée à d'autres démarches similaires ainsi qu'à des modèles empiriques afin d'étudier leurs performances dans la caractérisation ou la prédiction des expositions aux solvants de laboratoire (chapitre 2). Nous suggérons l'utilisation en première intention des méthodes qualitatives afin de définir les situations d'exposition prioritaires vis-à-vis desquelles les modèles empiriques peuvent secondairement servir à estimer un niveau d'exposition. Les modèles statistiques de régression linéaire sont étudiés à travers une application dans le secteur du compostage des déchets, confirmant leur capacité à caractériser des déterminants spécifiques de l'exposition (chapitre 3). Les modèles physiques mécanistiques sont testés afin de reproduire des profils temporels de concentration, puis utilisés de façon probabiliste pour estimer la distribution des expositions et des risques sanitaires (chapitre 4). Ces modèles permettent d'approcher la variabilité spatio-temporelle des expositions et d'identifier les mécanismes à l'origine des expositions. Les forces et limites de ces différentes approches sont comparées et des préconisations d'utilisation sont définies, assorties de perspectives de travail (chapitre 5). Mots clefs : exposition, risques, modèles, déterminants, prédictions, variabilité, incertitude.

Staphylococcus aureus est une des espèces bactériennes les plus fréquemment responsable des cas d'endophtalmie et d'arthrite aiguës chez l'homme. Nous avons étudié la pharmacodynamie oculaire du linézolide et de la daptomycine, ainsi que leur toxicité, dans un modèle d'endophtalmie expérimentale chez le lapin. Il est apparu que seule une dose très élevée delinézolide administrée par voie intravitréenne (30mg/0,1mL) présentait une efficacité bactérioclinique. Aucune altération de la fonction visuelle n'a été mise en évidence. La dose intravitréenne efficace de daptomycine (1mg/0,1mL) était quant à elle responsable d'une altération significative de l'intégrité fonctionnelle de la rétine. Enfin, la pharmacodynamie de ces deux antibiotiques dans le compartiment oculaire présentait des différences significatives avec les autres sites tissulaires d'infection étudiés à ce jour. Dans la deuxième partie de nos travaux nous nous sommes intéressés à une nouvelle technique d'IRM, associée à des particules d'USPIOs (Ultrasmall SuperParamagnetic Iron Oxide). Nous avons montré que cette techniqued'imagerie permettait d'une part la mise en évidence de l'infiltration des macrophages dans la synoviale infectée, et, d'autre part, la visualisation de la guérison de l'articulation, contrairement à l'imagerie conventionnelle à base de chélates de gadolinium. Cette technique innovante offre donc une nouvelle dimension à l'imagerie ostéo-articulaire grâce à une mise en évidence in vivo plus spécifique des phénomènes pathologiques.

Après une déprivation sensorielle ou après une réhabilitation sensorielle périphérique, les aires sensori-motrices primaires du cerveau se réorganisent anatomiquement et fonctionnellement. Dans le cas du transfert tendineux, une réhabilitation des fonctions manuelles est opérée grâce à une inversion de certaines fonctions de flexion en extension. Chez les patients opérés, la commande centrale de ces mouvements élémentaires repose sur des processus de plasticité cérébrale, processus encore mal connus, lents qui se stabilisent en une année et qui présentent une co-occurrence avec la récupération manuelle. Nous faisons l'hypothèse que l'IRM fonctionnelle de haute résolution permet de détecter la plasticité cérébrale liée à cette récupération motrice. Cette thèse a pour but de mettre en place des méthodes de suivi longitudinal individuel à partir des images fonctionnelles cérébrales des patients pour étudier la plasticité cérébrale lors de la récupération fonctionnelle. On a d'abord cherché à obtenir des cartes de référence de la motricité fine de la main sur un groupe de sujets contrôles. Ces cartes sont ensuite utilisées pour évaluer, à partir des données obtenues lors du suivi longitudinal de patients, la plasticité cérébrale liée au transfert tendineux. Pour mieux comprendre la représentation des mouvements de flexion et d'extension de la main dans le cortex moteur primaire, nous avons mis en place une étude en IRM fonctionnelle de haute résolution à 3T sur un groupe de 13 sujets sains. Pour généraliser les résultats individuels obtenus pour chaque mouvement au niveau de la population, il faut pouvoir réaligner les cerveaux individuels dans un référentiel commun afin d'effectuer une analyse statistique sur le groupe. Or, la variabilité anatomique inter-individuelle des aires motrices primaires constituait un verrou scientifique car celles-ci ne se réalignaient pas correctement par les méthodes classiques. Dans un premier temps, nous avons donc évalué différentes méthodes de recalage non-linéaires au niveau du cortex moteur pour assurer un alignement inter-individuel robuste. Nous avons comparé une méthode locale, Demons qui permet des déformations locales très importantes des images, une méthode classique non-linéaire (SPM), qui permet un alignement global des images, et une méthode de recalage global difféomorphique (DARTEL) utilisant de nombreux degrés de liberté. De plus, nous avons appliqué une méthode récente basée sur l'alignement des sillons corticaux au préalable à l'utilisation de DARTEL (DISCO+DARTEL) en partenariat avec l'équipe du LSIS, (CNRS Marseille) qui ajoute un caractère local à la technique globale de recalage. Nous montrons que cette dernière méthode produit le meilleur alignement sur des critères à la fois anatomiques (distance de Hausdorff, superposition des masques de tissus, et caractéristiques du champ de déformations) et fonctionnels (précision de la localisation et robustesse statistique des activations détectées). Nous avons alors pu établir des cartes de référence en haute résolution des mouvements élémentaires de la main, selon la dominance manuelle, selon la direction du mouvement et selon le segment de la main. Ces cartes présentent de multiples foyers d'activation et un chevauchement important dans la région dite du " hand-knob ". Dans un deuxième temps, nous avons évalué la robustesse de nos résultats, en réalisant une deuxième série d'examens sur les mêmes sujets contrôles (test-retest). Deux patients ont été suivis longitudinalement: avant la chirurgie (M0), à 1 mois (M1), à 3 (M3), 6 (M6) et 12 mois (M12) après la chirurgie. On a observé le recrutement au cours de la récupération de la SMA, de M1 et S1 ipsilatéral, de S1 contralatéral et des lobules V et VI du cervelet. Par rapport aux sujets sains, les patients mettent en place une réorganisation compensatoire au cours de la récupération fonctionnelle.

La stimulation magnétique transcranienne (SMT) est une technique non invasive qui permet de stimuler le cerveau. Les SMT répétitives (SMTr), c'est-à-dire l'application de nombreuses impulsions magnétiques, sont capable d'induire des modifications de longue durée de l'excitabilité neuronale. La SMT s'est développée dans un but thérapeutique et scientifique. Les effets après la SMTr sur le cortex moteur sont bien documentés chez les individus sains, mais on en sait moins sur la stimulation du cortex préfrontal dorso-latéral (DLPFC).L'objectif de cette thèse était de comparer différents protocoles SMTr sur des sujets sains et de trouver des marqueurs électroencéphalograpiques (EEG) de la réponse ou pas à la thérapie SMTr dans la dépression majeure et bipolaire. La principale originalité de la méthode présentée est la comparaison intra-sujet d'effets entre-protocoles et le développement de techniques de localisation de sources.Nous avons étudié chez 20 sujets sains comment les oscillations corticales sont modulées suite à quatre protocoles SMTr actifs différents, et à un protocole sham utilisé comme contrôle, du DLPFC gauche et en comparant la puissance spectrale d'EEG avant et après SMTr de durée de 15 minutes. Le spectre EEG a été estimé grâce à la transformée de Fourier rapide (FFT) et partitionné en bandes de fréquence selon la classification commune.Nous avons trouvé pour chaque protocole actif une diminution significative de puissance delta et theta sur les électrodes préfrontales gauches, principalement localisées dans le DLPFC gauche. Dans des bandes de fréquences plus hautes, la diminution de puissance dans le DLPFC a été de plus observée dans le DLFPC controlatéral et dépend du protocole de stimulation. Parce que les activités delta et theta sont généralement associées à l'inhibition corticale, ces résultats suggérent que la SMTr du DLPFC diminue transitoirement l'inhibition corticale locale. Aussi, les oscillations d'EEG rapides sont associées à l'excitabilité corticale et on peut conclure que des diminutions observées non spécifiques dans l'activité rapide localisée dans le DLPFC suggérent également une réduction de l'excitabilité corticale.Dans la deuxième expérience, nous avons travaillé sur groupe de patients, souffrant de trouble dépressif majeur (MDD) et de trouble bipolaire (BP). Dans cette étude ouverte, nous avons cherché à déterminer s'il existe des différences d'EEG de repos dans l'activité cérébrale entre patients BP et MDD, et entre les répondeurs et non-répondeurs à la SMTr à 10 Hz en étudiant des biomarqueurs d'EEG. Le protocole SMTr à 10 Hz étaient le même entre patients MDD et BP. Les propriétés EEG dans les deux troubles dépressifs ont été étudiées, en comparant la puissance spectrale des enregistrements pré- et post-SMTr EEG au cours des sessions thérapeutiques chez les patients répondeurs et non-répondeurs.La conclusion est qu'il est possible de distinguer les répondeurs des non-répondeurs au traitement SMTr. Les répondeurs avaient une puissance en basse fréquence plus importante. Une augmentation de puissance alpha a aussi été observée au niveau du cortex cingulaire ventral dans les deux groupes. La comparaison des MDD et BP a révélé une activité significativement plus élevée dans la puissance des bandes thêta et bêta chez les patients BP, principalement localisée dans le cortex préfrontal.