Pas de résumé en français

Les analogues de nucléosides (AN), sont des agents importants dans le traitement d'hémopathies malignes et de certaines tumeurs solides. Le catabolisme rapide, la résistance cellulaire au traitement et le grand volume de distribution dans le corps limitent potentiellement l'efficacité thérapeutique des AN. Notre objectif est de concevoir un vecteur permettant un ciblage de ces molécules vers les tissus cancéreux, assurant son internalisation cellulaire et sa protection dans les milieux biologiques. Trois types de vecteurs de taille micronique, submicronique et moléculaire ont été élaborés et caractérisés : microparticules polymériques à base de poly(ε-caprolactone) (PCL), liposomes multilamellaires et complexes d'inclusion de la prodrogue de la cytarabine (Ara-C), qui est active sur certaines lignées cellulaires résistantes à l'Ara-C, l'AraC-SATE (bis(tbutyl-S-acyl-2-thioethyl)-cytidine monophosphate).Les microparticules ont été préparées par la méthode de " double émulsion - évaporation de solvant " en utilisant comme surfactants des copolymères amphiphiles composés de blocs biodégradables de PCL et de blocs bio-éliminables de polyéthylène glycol (PEG). Une série de copolymères mPEG-PCL avec des blocs PCL de différents poids moléculaires a été synthétisée et l'effet de la longueur de chaînes de PCL sur les caractéristiques physico-chimiques des particules a été étudié. Une efficacité d'encapsulation satisfaisante a pu être obtenue, qui a été dix fois plus importante que celle des microparticules à base de PCL seul. Les liposomes ont été préparés par la méthode d'injection d'éthanol. Une étude de formulation a été réalisée afin de sélectionner la formule permettant d'obtenir la meilleure efficacité d'encapsulation. Le test d'internalisation cellulaire et du comportement aérodynamique des liposomes nébulisés ont montré la pertinence des liposomes élaborés pour le ciblage des cellules pulmonaires qui pourrait être d'un grand intérêt pour le traitement des métastases au niveau des poumons.L'encapsulation moléculaire de l'AraC-SATE dans l'hydroxyporpyl-β-cyclodextrine a été réalisée pour augmenter la solubilité apparente de la prodrogue. L'évaluation des complexes sur des cultures de cellules leucémiques murines a montré une activité cytotoxique comparable à celle de la prodrogue indiquant que l'inclusion moléculaire ne modifie pas l'activité biologique de la prodrogue.

L’ischémie reperfusion pulmonaire et sa traduction clinique la dysfonction primaire du greffon sont responsables d’une morbi-mortalité importante en transplantation pulmonaire aussi bien à court terme qu’à long terme. Nous avons voulu faire la démonstration de la pertinence des microparticules comme marqueur de l’ischémie reperfusion pulmonaire. Nous avons reproduit et validé la stabilité d’un modèle de perfusion ventilation ex vivo de poumon de rat aussi bien en conditions normales (pas d’ischémie pulmonaire avant reperfusion) qu’en conditions extrêmes (1 h d’ischémie chaude avant reperfusion pulmonaire). Nous avons étudié la génération de microparticules par des poumons soumis à des conditions variables d’ischémie froide et d’ischémie chaude. Les poumons soumis à de fortes conditions d’ischémie froide (20h) produisent un pic précoce de microparticules d’origine épithéliale alvéolaire, leucocytaire et endothéliale. Nous en concluons que le modèle de perfusion ventilation ex vivo de poumons de rats est un modèle pertinent pour l’étude des réactions d’ischémie reperfusion. Les microparticules apparaissent comme un marqueur précoce des lésions d’ischémie reperfusion pulmonaires dans ce modèle. / Lung ischemia reperfusion and its clinical expression as primary graft dysfunction are provider of immediate and long term morbidity and mortality for patients. We aimed at demonstrating the usefulness and relevance of microparticles as biomarkers for lung ischemia reperfusion injury. We first reproduced an ex vivo rat lung perfusion and ventilation experimental model. Stability of the model was validated for normal conditions (no ischemia before reperfusion) as well as for extreme conditions (1 hour warm ischemia before reperfusion). The generation of microparticles was studied in that model for variable conditions of cold ischemia and for warm ischemia. Lung submitted to strong ischemic injury (20hours cold ischemia) generate an early pike of microparticles originated from leukocyes, endothelial cells, and epithelial alveolar cells. We may conclude the ex vivo model of rat lung perfusion and ventilation is relevant for the study of lung ischemia reperfusion injury. Microparticles are relevant markers of rat lung ischemia reperfusion injury in our model.

Les nanotubes de carbone (CNTs), intégrant à la fois la structure parfaite, la géométrie unique, et des propriétés exceptionnelles, sont d'une grande importance dans le domaine des nanotechnologies. Leur association avec d'autres matériaux produit de nouvelles propriétés remarquables, et étend par conséquent leurs domaines d'applications comme charges multifonctionnelles. Cette thèse vise à développer un nouveau matériau hybride avec une structure multi-échelle à base de CNTs et de particules micrométriques d'alumine (mAl2O3) par une méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Nos études démontrent que les structures CNTs-mAl2O3 ont une propriété exceptionnelle en matière de transport thermique dans les composites polymères. Celle-ci nous a amenée à explorer plus en profondeur les mécanismes de l’organisation des CNTs sur mAl2O3, et d’étudier la cinétique de réactions chimiques dans l’espace gazeux du réacteur CVD. Dans le premier chapitre, nous faisons une revue de l'état de l'art sur la structure, les propriétés et les applications des CNTs, ainsi que les mécanismes de croissance de CNTs par CVD. Une attention particulière est également accordée aux structures hybrides nano-micrometriques qui sont synthétisées par greffage in-situ des CNTs sur des substrats micrométriques. Dans le deuxième chapitre, nous présentons trois types de structures hybrides, qui sont classifiées selon différents modes d'organisation des CNTs sur les microsphères d'alumine. L'évolution des structures hybrides est démontrée en faisant varier le diamètre, la longueur et la densité numérique des CNTs sur mAl2O3. L’organisation specifique et la dispersion homogène des CNTs permettent de diminuer considérablement leurs résistances de contacts thermiques lorsque les matériaux hybrides CNTs-mAl2O3 sont utilisés comme charges dans les composites polymères. Une amélioration importante de la conductivité thermique des composites Epoxy/CNTs-mAl2O3, par rapport à celle des composites constitués de CNTs et de résine époxy, est obtenue à une fraction massique ultra-faible en CNTs. Dans le troisième chapitre, nous avons étudié en détail les rôles joués par les paramètres CVD et les microparticules sphériques d’alumine dans la construction de structures hybrides multiformes. En particulier, les fortes corrélations entre la température, les sources de carbone et les ratios d'hydrogène ont été discutées. Le lien entre les CNTs et les microparticules est mis en évidence, ainsi que la dynamique de croissance des CNTs. L’auto-organisation des CNTs sur mAl2O3 est expliquée par les deux mécanismes suivants. Dans un premier temps, la structure hétérogène de la surface des particules entraîne une distribution différente des particules du catalyseur, et leur arrangement cristallin spécifique détermine potentiellement l’orientation des CNTs. Dans un deuxième temps, l'auto-assemblage des CNTs est dû à l’interaction des forces faibles de Van der Waals entre CNTs voisins. Le calcul basé sur le modèle du nano-cantilever montre que l’auto-assemblage des CNTs dépend fortement de leur diamètre, de leur longueur et de leur densité numérique sur mAl2O3. Dans le quatrième chapitre, la cinétique chimique des réactions dans l’espace gazeux du réacteur CVD est numériquement analysée. Le processus non-équilibré de CVD qui contient plusieurs phénomènes physico-chimiques est simulé avec succès en combinant la cinétique des réactions chimiques avec les phénomènes de transport physique. Les champs des concentrations de chaque espèce est révélée aux températures utilisées par simulation des réactions chimiques. Les sources effectives de carbone et de fer pour la croissance des CNTs ont été éclaircies en comparant les résultats de simulation avec les observations expérimentales, y compris les mesures de spectrométrie de masse. Ces analyses sont nécessaires pour améliorer la production des hybrides avec des structures homogènes. / Carbon nanotubes (CNTs), integrating perfect structure, unique geometry, and exceptional properties, are of great significance in nanotechnology. Their hybridization with a variety of other materials generates huge amounts of attractive properties, and thus expands largely their application fields as multifunctional fillers. This thesis aims to develop a novel multi-scale hybrid material based on carbon nanotubes and micrometer alumina particles (mAl2O3) by an in-situ floating chemical vapor deposition (CVD) method. Our studies demonstrate that the CNTs-mAl2O3 structures have outstanding thermal transport properties in polymer composites. This greatly motivates us to further explore the organization mechanisms of CNTs on microparticles, and to investigate gas phase chemical reaction kinetics in CVD reactor. In the first chapter, we review the state of the art of research in CNT structure, properties and applications, as well as CNT growth mechanisms in CVD. Special attention is also paid to the nano-micro hybrid structures which are synthesized by in-situ grafting CNTs on micrometer substrates. In the second chapter, we present three types of hybrid structures which are classified according to distinct CNT organization patterns on alumina microspheres. The evolution of the hybrid structures is demonstrated by varying CNT diameter, length and number density on mAl2O3. The specific organization and homogeneous dispersion of CNTs could significantly reduce their thermal contact resistances when the CNTs-mAl2O3 hybrid materials are used as fillers in polymer composites. Enhanced thermal conductivities of the Epoxy/CNTs-mAl2O3 composites are obtained at ultra-low CNT weight fractions compared with that of the composites constituted of pristine CNTs and epoxy. In the third chapter, we investigate in detail the roles played by CVD parameters and alumina spherical microparticles in the construction of multiform hybrid structures. In particular, the strong correlations among the temperature, carbon sources and hydrogen ratios are discussed. The connection between the CNTs and the microparticles are demonstrated, along with the CNT growth dynamics on mAl2O3. The self-organization behavior of CNTs on mAl2O3 is explained by the following two mechanisms: first, heterogeneous surface structures of mAl2O3 generate varied nucleation of catalyst particles, and their specific crystal arrangement potentially determines CNT growth orientations; second, the self assembly of CNTs is due to weak Van der Waals interaction forces between neighboring nanotubes. The calculation based on the nano-cantilever model shows that the CNT self assembly is greatly dependent on their diameter, length and number density on mAl2O3. In the forth chapter, gas phase chemical reaction kinetics in CVD reactor is numerically analyzed. The non-equilibrium CVD processes which involve multi physical-chemical phenomena are successfully simulated by combining the chemical reaction kinetics with the physical transport phenomena. The space-dependent concentration distribution of each species is revealed by simulating the reacting fluid at the used temperatures. The effective carbon and iron precursors for CNT growth are illuminated by comparing simulation results with experimental observations including mass spectrometry measurements. These analyses of chemical reactions in CVD system are helpful to improve the production of the hybrids with homogeneous structures.

Ce travail de thèse est une contribution au projet national AMOCOPS, financé par l’ANR. Le thème central du projet est la diffusion de lumière par des particules de formes complexes et de grandes tailles (plusieurs dizaines de µm au moins), domaine où les méthodes de simulation numérique existantes trouvent leurs limites d’applicabilité. Nous abordons le problème par le biais des effets mécaniques de la lumière, autrement dit les forces et couples créés par la pression de radiation. Etant la conséquence du transfert d’impulsion entre l’onde et la matière, ces effets sont directement liés à la diffusion de lumière. La thèse comprend une partie expérimentale –majoritaire- concernant les réponses mécaniques de particules de polystyrène de forme ellipsoïdale et d’allongement variable sous illumination par un ou deux faisceaux laser. Les cas de faisceaux faiblement focalisés (lévitation optique) et d’un faisceau très fortement focalisé (pincette optique) sont examinés successivement. Nous caractérisons différents types d’équilibre statique, certains d’entre eux non décrits auparavant, obtenus dans les deux géométries. Par ailleurs nous confirmons l’existence de réponses purement dynamiques, où la particule oscille en permanence. Trois nouveaux modes sont observés, deux dans la géométrie lévitation optique et un autre sous pincette optique. Cette étude nous permet de distinguer les oscillations dites de Simpson-Hanna dans le régime linéaire de celles non linéaires mises en évidence avant nous par Mihiretie et al..Les résultats de nos expériences sont comparés à ceux obtenus par les simulations de J.C. Loudet, sur la base de la simple optique géométrique (OG) et limitées à 2 dimensions (2d). Nous montrons que ces simulations permettent de reproduire qualitativement et comprendre physiquement la plupart des comportements observés dans nos expériences. La principale limitation de ces calculs tient à ce que l’OG ignore le caractère ondulatoire de la lumière. Pour faire mieux et aller vers des simulations fiables quantitativement, il faut développer un modèle alliant optique géométrique et optique ondulatoire. C’est la fonction du modèle VCRM (Vectorial Complex Ray Model) développé récemment par K.F. Ren en 2d. Le but du projet Amocops est de mettre au point la version 3d de la méthode et de la valider sur la base d’expériences comme celles que nous avons conduites. La deuxième partie de la thèse est consacrée à la méthode VCRM. Nous en exposons les principes, et nous présentons quelques résultats des travaux en cours avec une version intermédiaire entre 2d et 3d, dite « 2d+ ». Quelques illustrations sont proposées sur des exemples impliquant des sphères et ellipsoïdes de grandes tailles. / This work is a contribution to the “AMOCOPS” project, funded by Agence Nationale de la Recherche. AMOCOPS is dedicated to the development of new computation schemes to simulate the light scattering patterns of large complexly shaped particles. Particle sizes are of the order of several 10s of micrometres, which is at the limit, or beyond the capabilities of currently available computation techniques.Our work indirectly deals with light scattering through the corresponding mechanical effects of light. Light scattering is the source of momentum transfer between light and matter, and therefore of the forces and torques acting on the exposed particles. The majority of Part A of this thesis is about the mechanical responses of ellipsoidal polystyrene particles of varying aspect ratios, under illumination by one or two laser beams. We investigate the case of weakly focused beams (optical levitation), and that of a single large aperture beam (optical tweezers). Different types of static equilibria, some of which are new, are observed and characterized in both geometries. We confirm the existence of dynamic states, whereby the particle permanently oscillates within the laser beam(s). Three new oscillation modes are observed, two of them in the conditions of optical levitation, and another one in the optical tweezer geometry. The study allows us to make a distinction between noise-driven oscillations in the linear regime, of the type predicted by Simpson and Hanna, and nonlinear oscillations such as those evidenced prior to this work, by Mihiretie et al..Results from our experiments are compared to simulations by J.C. Loudet, using simple ray-optics (RO) in two dimensions (2D). We show that results from 2D-RO qualitatively match most of our observations, and allow us to physically understand the main mechanisms at work in the observed phenomena. The simulations cannot be quantitatively exact, due to the 2D limitation, and because RO essentially ignores the wave nature of light. In Part B of the manuscript, we present the principles of the Vectorial Complex Ray Model (VCRM), which was recently developed by K.F. Ren in 2d. The goal of AMOCOPS is to develop a full 3D version of VCRM, able to simulate light scattering by particles of any shape with a smooth surface. We explain the basics of the model, as well as the “2D+” version, which is an extension of the basic 2D-VCRM. A few illustrative examples of light scattering patterns computed with 2d+-VCRM for large-sizes spheres and ellipsoids are presented

Cette thèse s’inscrit dans le contexte du développement des laboratoires sur puce (LOC, « Lab On a Chip », permettant de réaliser plusieurs opérations nécessaires à l’analyse d’un échantillon biologique à l'intérieur d'un seul microsystème. Dans ce type de dispositif, de nombreuses étapes sont nécessaires avant d’arriver au résultat d’une analyse donnée (introduction de l'échantillon, concentration, mélange, purification, séparation, etc.). L’équipe microsystèmes du laboratoire Ampère étudie depuis plusieurs années différentes techniques de manipulation sans contact de particules, pour le tri ou de manipulation de particules individuelles dans les laboratoires sur puce, telles que la diélectrophorèse ou la magnétophorèse. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la manipulation acoustique de micro particules. Cette technique se révèle notamment avantageuse pour la manipulation d’objets biologiques comme des bactéries, car elle permet de s’affranchir de certaines contraintes de marquage ou de changement de milieu. Notre choix s’est porté sur l’emploi des ondes acoustiques de surface (SAW, « Surface Acoustic Waves »), compatibles avec la filière PDMS très utilisée dans la communauté des LOC. Outre la possibilité de simplifier l’intégration microfluidique de la pince acoustique, la technologie SAW offre une alternative aux dispositifs à pièges acoustiques fixes existant dans la littérature en permettant un contrôle en temps réel des particules piégées. C’est ce que nous avons réalisé expérimentalement : en jouant sur le déphasage entre les signaux d’alimentation électriques des transducteurs électromécaniques, nous pouvons modifier la position des noeuds et des ventres de l’onde acoustique résultante. Ainsi, nous avons pu contrôler en temps réel la position d’une bille en latex de 3 μm ou encore d’un faisceau de bactéries E.coli. Par ailleurs, nous avons réalisé une simulation par éléments finis de la puce acoustofluidique dans son ensemble permettant une meilleure compréhension de tous les phénomènes en jeu et l’optimisation du transfert énergétique entre la source électrique et la particule manipulée. Cette simulation nous indique notamment que l’amplitude de l’onde acoustique stationnaire sur le substrat piézoélectrique varie environ d’un facteur deux en fonction du déphasage imposé entre les deux sources électriques. Cela impacte donc dans la même proportion la force acoustique résultante. Cette variation semble être validée par nos dernières expériences. / In lab-on-a-chip (LOC) technologies, many sample preparation steps are required before achieving a biological analysis on a single chip (sample introduction, concentration, mixing, purification, separation, etc.). The microsystem team of the Ampere Lab has studied for many years different contactless particle manipulation techniques, for sorting or manipulating bioparticles in LOC platforms, such as dielectrophoresis and magnetophoresis. In this thesis, we focus on acoustic manipulation of microparticles. This technique is advantageous for the manipulation of biological objects such as bacteria, because labelling and medium exchange can be avoided. We chose to work with surface acoustic waves (SAW), because this approach is consistent with the use of PDMS, widely used in microfluidics. Besides an easier microfluidic integration of the acoustic tweezers, the SAW technology provides an alternative to the existing devices with fixed acoustic traps, allowing a real time control of the trapped particles. This was experimentally achieved by playing on the phase shift between the two electrical signals driving the IDT, thereby modifying the position of nodes and antinodes of the resulting pressure wave. As a result, we could control in real time the position of a 3 μm latex bead or an E.coli bacteria alignment. We have also developed a finite-element model of the whole acoustofluidic chip allowing a better understanding of the physics and the optimization of the energy transfer between the electrical source and the trapped particle. Among different results, this model informs us that the magnitude of the acoustic radiation force varies by a factor of two with the phase shift between the electrical sources. This result seems to be validated by our last experiments.

Ce travail est consacré au rôle pléotropique des microparticules endothéliales dans la réponse et l'homéostasie vasculaire. Un modèle de sénescence réplicative a été caractérisé en utilisant des cellules endothéliales de coronaires de porc en culture primaire. Ce modèle a mis en évidence des changements drastiques du phénotype endothélial avec la production de ROS, la dépolarisation de la membrane mitochondriale et la surexpression de régulateurs clés du cycle cellulaire incluant p53, p21 et p16. La sénescence a transformé le phénotype endothélial vers un statut procoagulant indiqué par la libération de microparticules (MP). L'induction d'activité Facteur Tissulaire (FT) et une réduction drastique de l'inhibition de l'agrégation plaquettaire due à la sécrétion réduite de NO endothélial. Simultanément, une augmentation importante des protéines du système de l'angiotensine à la surface des cellules sénescentes et des MPs qu'elles émettent a été mesurée. D'autres résultats obtenus avec les MPs circulantes de patients transplantés ou atteints de syndrome coronarien suggèrent l'existence dune boucle d'amplification des effets délétères des MPs au travers de la signalisation Redox et l'altération des fonctions vasculaires résultant d'une sénescence exacerbée. En plus de ses qualités reconnues d'immunosuppresseur, la cyclosporine A (CsA) est un inhibiteur puissant de l'ouverture des pores mitochondriaux (mPTP). Certaines études ont présenté le traitement bref et contrôlé par CsA comme un moyen de limiter les dommages vasculaires de l'ischémie reperfusion.Nos données suggèrent une possible modulation de la sénescence endothéliale induite par les MPs grâce au préconditionnement avec des concentrations faibles de CsA. nos résultats suggèrent aussi que de faibles doses de Cs A peuvent avoir un effet bénéfique dans les pathologies cardiovasculaires lorsque la sénescence est exacerbée et contribue les fonctions vasculaires de l’endothélium. / This scientific work has tackled the issue of the pleitropic role mediated by endothelial microparticles function and homeostasis. A replicative model of senescence using coronary endothelial cells was set showing drastic phenotype changes characterized by ROS production, mitochondrial membrane depolarization and the up-regulation of key regulators of cell cycle arrest including p53, p21 and p16.Replicative senescence shifted the coronary endothelial phenotype toward a procoagulant status as evidenced by (i) procoagulant MP shedding (ii) enhanced tissue factor (TF) expression and (iii) a marked decrease in the endothelial NO-mediated inhibition of platelet aggregation. In parallel, a drastic up regulation of the angiotensin system could be evidenced at the surface of senescent cells or derived MP. Results obtained with MPs from patients with acute coronary artery syndrome and from grafted patients,suggested a feedback loop disseminating the deleterious effect of circulating MPs redox signaling and alteration of vascular function owing to exaggerated senescence. In addition to its well-known immunosuppressive properties, cyclosporine A (Cs A) is a potent inhibitor of the opening of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP), and several reports have indicated that a brief and timely administration of Cs A can limit ischemia-reperfusion injuries. Our data evidenced the possible pharmacological modulation of endothelial MP-mediated senescence by cell preconditioning with low concentrations of Cs A. our data are thus suggestive of a beneficial effect of CsA in cardiovascular disorders where senescence is altering the endothelial vascular functions.

L'objectif de ce travail est d’utiliser le bruit électrochimique comme technique alternative pour détecter et caractériser des particules (gouttelettes, bulles, cellules biologiques, …) circulant dans un système microfluidique. La présence ou le passage de particules entre deux électrodes immergées dans un milieu conducteur entraîne une variation de la résistance de la solution entre les deux électrodes. Cette variation de la résistance d'électrolyte, Re, qui est l’impédance en haute fréquence, s'explique par le fait que la présence des particules modifie le champ primaire de potentiel entre les deux électrodes. Elle dépend de la taille, de la forme, de la position et du nombre de particules. Pour étudier l’influence de ces différents paramètres, un modèle théorique appuyé par des simulations numériques a été réalisé pour deux configurations d'électrodes, l'une à une échelle millimétrique avec deux électrodes à disque de diamètre 5 mm positionnées face à face, l'autre avec deux électrodes carrées de côté 100 m positionnées côte à côte dans un canal microfluidique. Pour confirmer ces résultats, les variations temporelles de Re dues au passage de billes, de gouttelettes d'huile et de bulles d'air ont été mesurées en utilisant la technique du bruit électrochimique développée au LISE et étendue dans ce travail aux électrodes micrométriques. Le bon accord entre les résultats théoriques et expérimentaux permet de valider la technique de mesure employée pour caractériser ces entités de taille allant de plusieurs millimètres à des dizaines de micromètres. Cette étude a permis d'identifier la taille des particules détectables pour une configuration et dimension d'électrodes données. Le travail se poursuit pour diminuer la taille du canal microfluidique et des électrodes afin de pouvoir caractériser des objets de taille allant de quelques centaines de nanomètres à quelques micromètres comme les substances biologiques telles que des cellules ou des bactéries. / This work is aimed at assessing the possibility to use the electrochemical noise technique in miniaturized systems as an alternative technique to detect and characterize particles (droplets, bubbles, biological cells…). The presence or the passage of a particle between two electrodes immerged in a conductive solution, leads to a change in the electrolyte resistance, Re, measured between these electrodes, which represents the impedance of the system at high frequency. This variation is explained by the fact that the presence of the particle modifies the potential and current fields between the electrodes. It depends on the size, form, position and number of particles between the electrodes. Numerical simulations have been developed in this work to study the influence of these different parameters on the Re value in two different geometries, one with electrodes of millimetric size, the other with microelectrodes inserted in a microfluidic channel. The variations of Re in time due to the passages of spheres of millimetric size as well as oil droplets and air bubbles of micrometric size between the electrodes have been measured using a specific home-made electronic device. An excellent agreement was obtained between the experimental and calculated Re values at both scales. The future work will consist in the characterization of smaller objects (from 100 nm to 10 m) as biological substances or bacteria in smaller microfluidic devices.

Objectifs: Etude de l'influence des cellules du pancréas d'adénocarcinome (BXPC3) et des cellules de carcinome du sein humain (MCF7) sur l'efficacité antithrombotique de l'apixaban, du fondaparinux et de l'énoxaparine. Recherche des mécanismes procoagulants des BXPC3 et MCF7.Méthodes: Les cellules sont cultivées sur plaques 96 puits. Un plasma normal pauvre ou riche en plaquettes est surchargé par des anticoagulants. La génération de thrombine (GT) est réalisée dans différentes conditions par le test CAT. Le facteur tissulaire alternatif épissé (asTF), l'activité du FT (FTa) et le cancer procoagulant (CP) sont évalués. Les cellules HUVEC servent de contrôle normal.Résultats: La comparaison sur la base de l’IC50 a montré qu'en présence de BXPC3 ou de MCF7, l'efficacité de l'apixaban a été préservée. Le fondaparinux est plus vulnérable par la présence de cellules cancéreuses. Le FTa et l’asTF sont plus abondants pour les BXPC3 que les cellules MCF7. La GT est médiée plus fortement par le FVII pour les BXPC3 que les MCF7. Le facteur XII était plus important pour la GT médiée par les MCF7. La présence de MPs augmente considérablement la production de thrombine et cet effet est fonction du type de cellules et leur origine.Conclusion: Le type de cellules cancéreuses est déterminant pour l'efficacité anti-thrombotique des inhibiteurs spécifiques du facteur Xa. La GT par les BXPC3 est dominée par la voie du FT. Le rôle du FXII est plus impliqué pour les MCF7. L'hypercoagulabilité induite par les cellules cancéreuses est la résultante de la combinaison des propriétés procoagulantes des cellules cancéreuses elles-mêmes et des éléments procoagulants du microenvironnement. / Aims: study of influence of pancreas adenocarcinoma cells (BXPC3) and human breast carcinoma cells (MCF7) on the antithrombotic efficiency of apixaban, fondaparinux and enoxaparin. Dissection of procoagulant mechanisms of BXPC3 and MCF7.Methods: Cells were cultured and adhered in 96-well plates. Normal platelet poor or rich plasma were spiked whit apixaban, fondaparinux or enoxaparin. Thrombin generation (TG) was done with CAT¨ assay in different conditions. Alternatively spliced TF (asTF), TF activity (TFa) and cancer procoagulant (CP) were assessed. Primary human umbilical vein cells (HUVEC) were used as normal control.Results: Comparison on the basis of IC50 showed that in the presence of BXPC3 or MCF7 the efficiency of apixaban was preserved. Fondaparinux was more vulnerable to the presence of cancer cells. The TFa and asTF were found in abundant amounts in BXCP3 than MCF7 cells. TG enhancement by BXPC3 and MCF7 was mediated by FVII. Factor XII was more important for TG enhancement by MCF7.The presence of MPs drastically increases the generation of thrombin and this effect depending of the type of their original cells.Conclusion: The type of cancer cells is determinant for the antithrombotic efficiency of the specific factor Xa inhibitors. The mechanism of activation of blood coagulation by the BXPC3 is dominated by the TF pathway, MCF7 additionally imply also FXII activation. The hypercoagulability induced by cancer cells is the resultant of the combination of the procoagulant properties of cancer cells with procoagulant elements of the plasma microenvironment and highlight that circulating MVs are key players in the pathogenesis of cancer-associated thrombosis.

L’obésité représente un important facteur de risque prédisposant aux complications cardiovasculaires. Au niveau vasculaire, la dysfonction endothéliale est considérée comme l’une des altérations les plus précoces de ces complications, mais qui peut cependant être corrigé par l’exercice physique. Récemment, de nombreux travaux se sont intéressés aux microparticules circulantes (MPs) qui seraient impliquées dans de nombreux mécanismes cellulaires grâce à leur contenu en protéines et en microARNs. Nous nous sommes donc proposé dans le cadre de cette thèse de nous intéresser aux rôles que pourraient jouer ces MPs circulantes au niveau vasculaire dans un contexte d’obésité et suite à un exercice physique chronique. Notre travail a consisté dans un premier temps à évaluer l’intégrité vasculaire et notamment la fonction endothéliale chez des sujets obèses et normo-pondérés. Nous avons par la suite quantifié les MPs circulantes au niveau plasmatique et évalué leurs effets sur la fonction endothéliale d’aorte de rats ex vivo. Nous avons également étudié la composition de ces MPs circulantes en protéines impliquées dans la fonction endothéliale (eNOS et NADPH oxydase). Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à l’effet d’un programme d’exercice physique de 8 semaines au niveau vasculaire (fonction endothéliale, inflammation, stress oxydant) pour groupe de sujets sains et obèses. L’effet de l’exercice physique sur la concentration plasmatique et la composition de ces MPs en microARNs a également été évalué. Nos résultats nous ont permis de mettre en évidence une dysfonction endothéliale chez nos sujets obèses, un stress oxydant et une inflammation chronique. Les concentrations plasmatiques des MPs plasmatiques des sujets obèses étaient augmentées sans toutefois être corrélés avec les marqueurs de la dysfonction endothéliale. De plus, l’analyse fonctionnelle de ces MPs ex vivo et l’étude de leur composition nous a permis de conclure que, d’une part, ces MPs ne participaient à l’altération de la fonction endothéliale induite par l’obésité, et d’autre part, qu’elles reflétaient un mécanisme compensatoire au niveau vasculaire tendant à augmenter la biodisponibilité du NO et à contrebalancer les effets néfastes de la dysfonction endothéliale. Nous avons également pu observer que l’expression de nombreux micro-ARNs, qui seraient impliquées dans les mécanismes inflammatoires et athéroprotecteurs, étaient augmentées dans les MPs de sujets sains et obèses suite au programme d’exercice physique suggérant que ces MPs pourraient contribuer dans les effets bénéfiques de l’exercice observées au niveau vasculaire. / Obesity is a major risk factor predisposing to cardiovascular diseases. Endothelial dysfunction is considered as one of the earliest vascular alterations, but which could besides be restored by exercise. Recently, circulating microparticles (MPs) emerged as an important actor in many cellular mechanisms in the vasculature, through their protein and microRNA contain. In this thesis, we proposed to focus on these circulating MPs and their possible roles in the vasculature, in a context of obesity and in response to a chronic physical exercise. We previously evaluated vascular integrity, including endothelial function, in a population of obese and normal-weighted control group. Then, we quantified plasmatic circulating MPs and assessed their effects on endothelial function of rat aorta ex vivo. We also studied MPs composition on proteins implicated in endothelial function (eNOS and NADPH oxidase). In a second time, we interested on the effect of an 8 week training program on endothelial function and inflammatory and oxidative markers. The effect of exercise on plasmatic MPs level and their microRNAs-containing expression was also evaluated. Our results showed endothelial dysfunction, oxidative stress and inflammation in obese group. Moreover, MPs plasmatic level was enhanced for this group but were not correlated with endothelial dysfunction markers. In addition, functional analysis of obese MPs and their composition in eNOS and NADPH oxidase proteins allowed us to conclude that, firstly, these MPs are not implicated in obesity induced endothelial dysfunction and, secondly, they reflect a compensatory vascular mechanism which tends to increase nitric oxide bioavailability to offset endothelial dysfunction adverse effects. We also observed that microRNA expression, implicated in inflammatory and atheroprotective mechanisms, was enhanced in MPs of obese and normal-weighted subjects following the training program suggesting that these MPs could contribute in exercise beneficial effects.