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. / Preeclampsia is a common disease of pregnancy characterized by de novo appearance of hypertension and proteinuria from the 20th week of gestation. These symptoms worsen during pregnancy, possibly leading to maternal death in the absence of medical management. The only final treatment is the extraction of placenta and so fetus, which is responsible to a significant iatrogenic prematurity. The causes remain unclear, but it is well accepted that abnormalities in the development of the placenta are at the heart of its pathophysiology. A lack of trophoblastic invasion of the uterine spiral arteries seems to be a constant of the disease. Epidemiological data show that there is a strong genetic component in preeclampsia, and in 2005, a positional cloning in Dutch families led to the identification of STOX1 as the first gene linked to the disease. STOX1 encode a transcription factor involved in the control of proliferation and invasion of trophoblasts. In our laboratory, the study of STOX1 was initiated by its overexpression in human choriocarcinoma cells (trophoblast model) followed by transcriptome analysis. This revealed that the gene expression changes observed after STOX1 overexpression were significantly correlated with those found in preeclamptic placentas. The creation of transgenic mice expressing the human version of STOX1 under the control of a ubiquitous promoter was then initiated. My work during this thesis consisted primarily to characterize the phenotype of these mice. We decided to cross transgenic males with wild-type mice to limit transgene expression in fetal-placental unit. These wild mice develop during gestation severe hypertension and proteinuria. They therefore constitute a new model of preeclampsia. In addition, we observed anomalies that are also found in patients: renal fibrosis, elevated serum levels of pro-angiogenic factors (soluble VEGF receptor and soluble endoglin). These mice also have markers of cardiac hypertrophy, attesting for the severe impact of hypertension. To better understand how STOX1 can induce the syndrome, we studied its impact on the cell model overexpressing STOX1 and we showed a change in the management of oxidative stress and mitochondrial function. In conclusion, we have obtained and characterized a model of severe preeclampsia, the only existing one showing a very strong and very early hypertensive phenotype. This model is a powerful tool for discovering new pathways involved in the pathophysiology of preeclampsia, for searching potential early diagnostic markers, for testing innovative therapeutic approaches and for exploring the mechanisms responsible for the long-term consequences of preeclampsia.

La prééclampsie est une maladie humaine qui affecte 3-8 % des grossesses dans le monde, cliniquement définie par l’apparition de novo d’une hypertension et d’une protéinurie. La cause initiale de la maladie semble être liée à un défaut de vascularisation placentaire, ce qui entraine des cycles d'hypoxie – ré-oxygénation, une ischémie placentaire et la libération de débris placentaires dans la circulation maternelle. Ces derniers sont responsables d'une activation endothéliale généralisée, exacerbée par un état pro-coagulant et pro-inflammatoire. Pour mieux caractériser la réponse des cellules endothéliales aux facteurs plasmatiques présent dans la circulation maternelle des femmes prééclamptiques , nous avons choisi une approche à l’échelle du génome entier pour évaluer le profil d'expression génique (grâce à des puces d’expression) de la lignée de cellules endothéliales humaines de la veine ombilicale (HUVEC) cultivée avec du plasma prééclamptique, comparée au profil de cellules cultivées avec du plasma humain provenant de grossesses normales. Cette étude nous a permis d'identifier différents gènes modulés dont celui codant la protéine de dimérisation Jun 2 (JDP2, diminué près de trois fois) qui pourrait être responsable d'une partie des modifications transcriptomiques trouvées. De façon intéressante en effet, inhiber JDP2 par une approche de siRNA régule significativement à la baisse (entre autres) l'expression du VEGF, imitant ainsi les effets du plasma prééclamptique sur les HUVEC. Dans la dernière partie de mon projet, nous nous sommes particulièrement concentrés sur l'impact de l’inhibition de JDP2 sur des gènes induits par l'hypoxie. La tension partielle basse en oxygène modifie l'expression génique par l'intermédiaire de la stabilisation du facteur de transcription HIF- 1a. En fait, dans un état hypoxique, HIF- 1a échappe à la dégradation par le protéasome, il forme alors des hétérodimères avec ARNT (HIF- 1ß) et induit l'expression de gènes ayant un élément de réponse à l’hypoxie (HRE) dans leur promoteur. L'induction de l'expression du VEGF dans des conditions d’hypoxie constitue un des premiers modèles de l’effet de l’hypoxie sur l’expression génique et c’est également un des mieux caractérisés. Afin d'évaluer le rôle de JDP2 sur l'expression du VEGF, et plus généralement sur des gènes cible de l’hypoxie, nous avons cultivé des cellules HUVEC dans des conditions de normoxie et d’hypoxie. Les mêmes conditions ont été utilisées en association avec la transfection de siRNA contre JDP2. En conclusion, dans des conditions d’hypoxie, l’inhibition de JDP2 a un impact négatif sur l'expression du VEGF. De plus, JDP2 semble être un médiateur essentiel de l'expression génique induite par l'hypoxie, car il est nécessaire à une activité complète de promoteur contenant des HRE (démontré dans des essais luciférase). / Preeclamspia is a unique human disorder which affects 3-8% of pregnancies worldwide, clinically defined as the new onset of hypertension and proteinuria. The root cause of the disease seems to be linked to a defect of placental vascularization, which enhances cycles of hypoxia –reoxygenantion, placental ischemia and the release of placental debris into maternal circulation. The latter ones are responsible for a widespread endothelial activation, exacerbated pro-coagulable and pro-inflammatory state. To best characterize the response of endothelial cells to the plasma factors present in maternal circulation of preeclamptic women, we chose a genome –wide approach in order to evaluate the gene expression profile of Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC) line cultivated with preeclamptic plasma, compared to cells cultivated with human plasma coming from normal pregnancies. This study allows us to identify the gene Jun Dimerization Protein2 (JDP2) which could be responsible for part of transcriptomic modifications. Interestingly inhibiting JDP2 by the use of siRNA significantly down- regulates VEGF expression, thus mimicking the effects of preeclamptic plasma on HUVEC. In the last part of my project we focus specifically on the impact of JDP2 knock down on hypoxia- induced genes. Low oxygen tension modifies gene expression via the stabilization of the transcription factor HIF-1a. In fact under hypoxic condition, HIF-1a escapes from proteasomal degradation, it forms heterodimers with ARNT (HIF- 1ß) and induces the expression of genes having a Hypoxia Responsive Element (HRE) in their promoter. One of the first and best characterized models of the effect of hypoxia on gene expression is the induction of VEGF expression under hypoxic condition. In order to evaluate the contribution of JDP2 to VEGF expression, and more generally to hypoxia target genes, we cultivate HUVEC in normoxic and hypoxic condition. The same conditions were used in association with transfection of siRNA against JDP2. In conclusion, under hypoxic condition, JDP2 down- regulation has a negative impact on VEGF expression. Moreover, JDP2 seems to be an essential mediator of hypoxia –induced gene expression, since it is necessary for a full HRE promoter activity (demonstrated by Luciferase assays).

La prééclampsie du post-partum (PPPE) est une pathologie de grossesse qui se développe 48 heures à 6 semaines après l’accouchement, à la suite d’une grossesse d’apparence normale. Les symptômes cliniques de la maladie sont les mêmes que ceux de la prééclampsie (PE) antepartum, soit de l’hypertension et le dysfonctionnement d’au moins un organe. Lors d’une PE classique, le placenta joue un rôle prédominant dans le développement de la pathologie. Toutefois, le placenta ne peut expliquer l’étiologie post-partum de la maladie et, par conséquent, l’implication du système immunitaire maternel est potentiellement prédominant. Nous avons précédemment publié le profil immunitaire et inflammatoire spécifique dans une petite cohorte de patientes atteintes de PPPE. L’objectif de cette maîtrise était d'étendre ce travail et tenter de caractériser la modulation immunitaire et inflammatoire observée durant la pathologie, et ce par l’analyse des populations de cellules immunitaires, ainsi que par la mesure des médiateurs inflammatoires dans la circulation maternelle. Nous avons aussi analysé en détail le placenta pour déterminer la présence d’atteinte, ou non, et ainsi mieux comprendre la physiopathologie de la maladie. Dans ces travaux, nous avons démontré que les patientes atteintes de PPPE présentaient une incidence plus élevée d'antécédents d'hypertension et de prééclampsie, ainsi qu’un indice de masse corporelle avant grossesse élevé. Contrairement à nos travaux précédents, nous avons observé une diminution importante des monocytes en PPPE vs contrôle ainsi qu'une augmentation du pourcentage de cellules NK. De plus, l’analyse histologique des placentas a révélé des macrophages de type M2 élevés suggérant une initiation prénatale de la pathologie. En conclusion, les patientes atteintes de PPPE présentent des caractéristiques démographiques et un profil immunitaire distinct en comparaison aux femmes du groupe contrôle. Les résultats nous suggèrent qu'il s'agit d'une pathologie d’origine immunitaire, dans laquelle le placenta pourrait jouer un rôle dans la période prénatale bien que les signes cliniques ne deviennent apparents qu’après l'accouchement. / Postpartum preeclampsia (PPPE) is a pregnancy related pathology that develops 48 hours to 6 weeks after delivery, following a seemingly normal pregnancy. The clinical symptoms are the same as those of antepartum preeclampsia (PE), namely hypertension and end organ damage. In classic PE, the placenta plays a predominant role in the development of the pathology. However, unlike PE, the placenta cannot explain the postpartum etiology of the disease and, therefore, the involvement of the maternal immune system is potentially predominant. We have previously published a specific immune and inflammatory profile in a small cohort of patients with PPPE. The objective of this master’s degree was to extend this work and attempt to characterize the immune modulation observed during the pathology, by analyzing the populations of immune cells, as well as measuring inflammatory mediators in the maternal circulation. We also analyzed the placenta in depth to determine the presence or absence of damage, and thus better understand the pathophysiology of the disease. In this work, we demonstrated that patients with PPPE had a higher history of hypertension and preeclampsia, as well as a higher pre-pregnancy body mass index. Contrary to our previous work, we observed a significant decrease in monocytes in PPPE vs Ctrl as well as an increase in the percentage of NK cells. In addition, histological analysis of the placentas revealed elevated M2- type macrophages suggesting prenatal initiation of the pathology. In conclusion, patients with postpartum preeclampsia have distinct demographic characteristics and immune profile compared to women in the control group. The results suggest an immune involvement in the pathology, and a possible role of the placenta and a prenatal initiation of the disease, although the clinical symptoms only become detectable after delivery.

OBJECTIF: Évaluer le rôle de l’endostatine, un nouveau marqueur anti-angiogénique, pour prédire le risque de prééclampsie (PE). METHODES: Il s’agit d’une étude cas témoins nichée dans deux cohortes prospectives. Les échantillons sanguins étaient collectés entre 11 et 17 semaines puis entre 18 et 26 semaines d’aménorrhée. L’hypertension gestationnelle était définie par une tension artérielle supérieure ou égale à 140/90mmHg à 2 reprises. Les cas de prééclampsie étaient définis par une hypertension gestationnelle associée à une protéinurie supérieure ou égale à 0.3 g /24h après 20 semaines de grossesse. La concentration d’endostatine était mesurée par une technique d’ELISA. Les résultats étaient exprimés en multiples de la médiane (MoM) et ajustés pour l’âge maternel, l’âge gestationnel, l’ethnie, et la cohorte d’origine. Une régression logistique était utilisée pour calculer des odds ratios (OR) ajustés et prédire le risque de PE. RESULTATS: Au total nous avons étudié 77 PE et 150 témoins chez des grossesses uniques. Parmi les PE 21 étaient de survenue précoce, avec un diagnostic avant 34 semaines et 41 étaient des PE sévères. Les cas avaient un IMC plus élevé que les témoins et étaient plus souvent Africaines. Les taux médians d’endostatine étaient significativement plus élevés chez les PE que chez les témoins au 1er trimestre (94.2 versus 90.7 ng/ml, p=0.004) et 2ème trimestre (105.8 versus 99.3 ng/ml p=0.002). Le taux d’endostatine entre 18 et 26 semaines était même plus élevé chez les patientes qui développaient une PE précoce. Lorsque l’endostatine était supérieure au 75èmepercentile (exprimée en MoM), le OR ajusté était de 1.33 95IC [0.68-2.58] à 11-17 semaines et 1.77 [0.94-3.34] à 18-26 semaines. L’OR ajusté pour les PE précoces était 3.51 [1.18-10.43] entre 11-17 semaines et 2.17 [0.67-7.06] entre 18-26 semaines. CONCLUSIONS: Un taux élevé d’endostatine dès le 1er trimestre est associé à une augmentation du risque de PE et surtout d’un risque de prééclampsie précoce. Toutefois l’endostatine seule a une trop faible valeur prédictive pour avoir une utilité clinique. / OBJECTIVE: To evaluate a new anti-angiogenic factor, endostatin, in relation to the risk of preeclampsia (PE). STUDY DESIGN: We performed a case control study nested in two separate prospective cohorts. Serum samples were collected at 11-17 weeks and 18-26 weeks of gestation. Maternal endostatin levels were measured by ELISA. Results were expressed as multiples of the median (MoM) adjusted for maternal age, gestational age, ethnicity, and cohort of origin. Logistic regression was used to calculate adjusted odds ratios (aORs) of PE. RESULTS: A total of 77 PE and 150 controls of singleton pregnancies were studied, including 21 early-onset PE (diagnosis before 34 weeks) and 41 severe PE. Cases had a higher pre-pregnancy BMI and were more likely of African ethnicity than controls. Endostatin levels were significantly higher in women with PE compared to controls at both the first and second trimester (median 94.2 vs. 90.7 ng/ml p=0.004 and 105.8 vs. 99.3 ng/ml p= 0.002 respectively). Endostatin levels were even higher in women with early-onset PE. At a cut-off level of 75th percentile of endostatin MoMs, the adjusted ORs for PE were 1.33, 95CI [0.68-2.58] at 11-17 weeks and 1.77 [0.94-3.34] at 18-26 weeks. The aORs for early-onset PE were 3.51 [1.18-10.43] at 11-17 weeks and 2.17 [0.67-7.06] at 18-26 weeks, respectively. CONCLUSION: Higher endostatin levels as early as in the first trimester may indicate an increased risk of subsequent PE, especially early onset PE. However endostatin alone has a poor predictive value for clinical usefulness.

La prééclampsie est un syndrome pathologique défini chez la femme par l’apparition de novo d’une hypertension artérielle (pression artérielle systolique supérieure à 140 mmHg) et d’une protéinurie (supérieure à 300 mg par jour) au cours de la grossesse. Il s’agit de la deuxième cause de mortalité maternelle en France. Les mécanismes physiopathologiques de ce syndrome, encore mal connus, semblent faire intervenir une dysfonction placentaire à l’origine d’une activation systémique de l’endothélium maternel. Pour améliorer la prise en charge de la prééclampsie et prévenir les complications à court et à long terme, la clé serait d’associer la mise en place d’un dépistage précoce à de nouveaux traitements capables de renverser l’aggravation des symptômes qui, semblerait-il, est inévitable. Notre équipe travaille sur le gène STOX1, exprimé dans les cellules placentaires. Ce gène coderait un facteur de transcription dont jusqu’à présent aucun élément de réponse sur l’ADN n’a été trouvé. Des variants de ce gène ont été identifiés en 2005 chez des patientes atteintes de prééclampsie, et des études cellulaires ont montré que ce facteur est associé au syndrome prééclamptique. Deux modèles d’étude établis et caractérisés au laboratoire ont confirmé l’implication de ce gène dans le syndrome. Notre modèle cellulaire est une lignée de choriocarcinomes surexprimant STOX1. L’équipe a montré en 2008 que les altérations transcriptomiques dues à la surexpression de STOX1 dans cette lignée cellulaire sont corrélées à celles observées dans les placentas de patientes prééclamptiques. Notre modèle murin a été obtenu par transgénèse additive du gène STOX1 humain. Bien que la prééclampsie ne se développe pas spontanément chez les rongeurs, il a été montré en 2013 que des souris femelles sauvages croisées avec des mâles transgéniques développent un phénotype prééclamptique sévère comprenant une hypertension et une protéinurie. Dans le but de mieux comprendre le lien entre la surexpression de STOX1 et l’apparition d’une prééclampsie, nous avons exploré la production in vitro et in vivo de radicaux libres de l’oxygène et de l’azote, molécules constituant de bons candidats pour jouer un rôle pivot dans l’origine des symptômes. Nous avons pu montrer que STOX1 était capable, in vitro et in vivo, de moduler le stress oxydatif, la fonction mitochondriale et la balance des radicaux libres dérivés de l’oxygène et de l’azote. De plus, nous avons étudié dans le modèle murin l’effet de la surexpression de STOX1 dans le placenta sur les organes du système cardiovasculaires. Nous avons pu montrer que des souris femelles sauvages portant des foetus transgéniques subissaient une dysfonction endothéliale associée à une hypertrophie cardiaque pathologique. Enfin, des études en cours de biologie moléculaire in vitro et in silico tentent d’explorer plus finement les fonctions moléculaires et cellulaires de la protéine STOX1, afin de résoudre son rôle dans la prééclampsie, ou dans d’autres domaines de biologie cellulaire. Une partie de ces travaux a notamment permis d’identifier une séquence d’ADN physiquement reconnue par la protéine STOX1. Le travail réalisé au cours de cette thèse permettra d’une part de mieux comprendre la fonction d’une protéine impliquée dans des maladies complexes comme la prééclampsie et la maladie d’Alzheimer, et d’autre part d’aborder de façon plus ciblée la recherche de nouveaux marqueurs ou de nouvelles thérapeutiques pour la prééclampsie grâce au modèle murin. / Preeclampsia is a disease syndrome defined in women by the apparition of a de novo hypertension (systolic blood pressure above 140 mmHg) and proteinuria (greater than 300 mg per day) during pregnancy. This is the second cause of maternal mortality in France. The pathophysiology of this syndrome, still poorly understood, seem to involve placental dysfunction and a systemic activation of the maternal endothelium. To improve the management of preeclampsia and prevent short and long term complications, the key would be to combine the development of early screening and new treatments to reverse the worsening of symptoms which seem inevitable. Our team works on STOX1 gene, expressed in placental cells. This gene would encode a transcription factor for which no responsive element on the DNA has been found so far. Variants of this gene have been identified in 2005 among patients with preeclampsia, and cellular studies have shown that this factor is associated with preeclampsia syndrome. Two study models, established and characterized in the laboratory, confirmed the involvement of this gene in the syndrome. Our cell model is a line of choriocarcinoma overexpressing STOX1. The team showed in 2008 that the transcriptome alterations by STOX1 overexpression in this cell line are correlated with those observed in placentas of preeclamptic patients. Our murine model was obtained by additive transgenesis of the human STOX1 gene. Although preeclampsia does not develop spontaneously in rodents, it was shown in 2013 that wild type female mice mated with transgenic males develop a severe preeclamptic phenotype including hypertension and proteinuria. In order to better understand the link between the overexpression of STOX1 and the onset of preeclampsia, we explored the in vitro and in vivo production of oxygen- and nitrogen-derived free radicals, which are good candidates to play a pivotal role in causing symptoms. We showed that, in vitro and in vivo, STOX1 was able to modulate oxidative stress, mitochondrial function and free radicals balance. In addition, we studied in the mouse model the effect of an overexpression of STOX1 in the placenta on the cardiovascular system. We showed that wild female mice with transgenic fetus underwent an endothelial dysfunction associated with a pathological cardiac hypertrophy. Finally, molecular in vitro and in silico ongoing studies try to explore more precisely the molecular and cellular functions of STOX1 protein to resolve its role in preeclampsia, or in other areas of cell biology. Part of this work enabled the identification of a DNA sequence that is physically recognized by STOX1 protein. The work done during this thesis will help better understand the function of a protein involved in complex diseases such as preeclampsia and Alzheimer's disease. It will also help search for new markers or new treatments for preeclampsia thanks to the mouse model.

Retard de croissance intra-utérin (RCIU) et prééclampsie (PE) sont des complications majeures de la grossesse humaine et sont le plus souvent due à une insuffisance de vascularisation utéro-placentaire. Notre objectif était d'évaluer l’angiographie Doppler énergie tridimensionnelle (PDA) comme nouvel outil de dépistage de la PE et du RCIU et d’étude de la fonction placentaire et du RCIU sur modèles animaux. La corrélation entre les indices Doppler 3D et l'écoulement de sang réel au sein de l'unité utéro-placentaires a d'abord été évaluée sur modèle de brebis gravide, ainsi que l'impact des réglages de la machine. Un degré de corrélation plus élevé a été observé pour VI et VFI (r = 0,86 et 0,82 respectivement, p <0,0001) que pour FI (r = 0,64, p <0,0001).L'intérêt de la technique a été ensuite démontré dans un modèle de RCIU chez le lapin (femelles traitées par du L-NAME).Troisièmement, la valeur prédictive du PDA comme test de dépistage du RCIU et de la PE a été démontrée par la réalisation d'une étude prospective multicentrique chez 70 femmes enceintes à bas risque (AUC 0,95, 100% VAN avec une spécificité de 85% pour un seuil de 36.784 FI placentaire). / Intra-uterine growth retardation (IUGR) and preeclampsia (PE) are major complications of human pregnancy & are most often due to an insufficient utero-placental vascularization. Our aim was to evaluate the three-dimensional power Doppler angiography (PDA) as a new tool for the screening IUGR & PE & for the study placental function and IUGR in animal models. The correlation between 3D Doppler indices and the real blood flow within the utero-placental unit was first evaluated in the pregnant sheep model, as well as the impact of machine settings. A higher correlation degree was observed for VI and VFI (r = 0.86 and 0.82 respectively p<0.0001) than for FI (r = 0.64; p<0.0001).The interest of the technique was secondly demonstrated in a rabbit IUGR model (females treated with L-NAME).Thirdly, the predictive value of PDA as a screening test for IUGR & PE was demonstrated by conducting a prospective multicentric study in 70 low risk pregnant women (AUC 0.95, 100% NPV with a specificity of 85% for a 36.784 placental FI threshold).

OBJECTIF: Évaluer le rôle de l’endostatine, un nouveau marqueur anti-angiogénique, pour prédire le risque de prééclampsie (PE). METHODES: Il s’agit d’une étude cas témoins nichée dans deux cohortes prospectives. Les échantillons sanguins étaient collectés entre 11 et 17 semaines puis entre 18 et 26 semaines d’aménorrhée. L’hypertension gestationnelle était définie par une tension artérielle supérieure ou égale à 140/90mmHg à 2 reprises. Les cas de prééclampsie étaient définis par une hypertension gestationnelle associée à une protéinurie supérieure ou égale à 0.3 g /24h après 20 semaines de grossesse. La concentration d’endostatine était mesurée par une technique d’ELISA. Les résultats étaient exprimés en multiples de la médiane (MoM) et ajustés pour l’âge maternel, l’âge gestationnel, l’ethnie, et la cohorte d’origine. Une régression logistique était utilisée pour calculer des odds ratios (OR) ajustés et prédire le risque de PE. RESULTATS: Au total nous avons étudié 77 PE et 150 témoins chez des grossesses uniques. Parmi les PE 21 étaient de survenue précoce, avec un diagnostic avant 34 semaines et 41 étaient des PE sévères. Les cas avaient un IMC plus élevé que les témoins et étaient plus souvent Africaines. Les taux médians d’endostatine étaient significativement plus élevés chez les PE que chez les témoins au 1er trimestre (94.2 versus 90.7 ng/ml, p=0.004) et 2ème trimestre (105.8 versus 99.3 ng/ml p=0.002). Le taux d’endostatine entre 18 et 26 semaines était même plus élevé chez les patientes qui développaient une PE précoce. Lorsque l’endostatine était supérieure au 75èmepercentile (exprimée en MoM), le OR ajusté était de 1.33 95IC [0.68-2.58] à 11-17 semaines et 1.77 [0.94-3.34] à 18-26 semaines. L’OR ajusté pour les PE précoces était 3.51 [1.18-10.43] entre 11-17 semaines et 2.17 [0.67-7.06] entre 18-26 semaines. CONCLUSIONS: Un taux élevé d’endostatine dès le 1er trimestre est associé à une augmentation du risque de PE et surtout d’un risque de prééclampsie précoce. Toutefois l’endostatine seule a une trop faible valeur prédictive pour avoir une utilité clinique. / OBJECTIVE: To evaluate a new anti-angiogenic factor, endostatin, in relation to the risk of preeclampsia (PE). STUDY DESIGN: We performed a case control study nested in two separate prospective cohorts. Serum samples were collected at 11-17 weeks and 18-26 weeks of gestation. Maternal endostatin levels were measured by ELISA. Results were expressed as multiples of the median (MoM) adjusted for maternal age, gestational age, ethnicity, and cohort of origin. Logistic regression was used to calculate adjusted odds ratios (aORs) of PE. RESULTS: A total of 77 PE and 150 controls of singleton pregnancies were studied, including 21 early-onset PE (diagnosis before 34 weeks) and 41 severe PE. Cases had a higher pre-pregnancy BMI and were more likely of African ethnicity than controls. Endostatin levels were significantly higher in women with PE compared to controls at both the first and second trimester (median 94.2 vs. 90.7 ng/ml p=0.004 and 105.8 vs. 99.3 ng/ml p= 0.002 respectively). Endostatin levels were even higher in women with early-onset PE. At a cut-off level of 75th percentile of endostatin MoMs, the adjusted ORs for PE were 1.33, 95CI [0.68-2.58] at 11-17 weeks and 1.77 [0.94-3.34] at 18-26 weeks. The aORs for early-onset PE were 3.51 [1.18-10.43] at 11-17 weeks and 2.17 [0.67-7.06] at 18-26 weeks, respectively. CONCLUSION: Higher endostatin levels as early as in the first trimester may indicate an increased risk of subsequent PE, especially early onset PE. However endostatin alone has a poor predictive value for clinical usefulness.

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.

Retard de croissance intra-utérin (RCIU) et prééclampsie (PE) sont des complications majeures de la grossesse humaine et sont le plus souvent due à une insuffisance de vascularisation utéro-placentaire. Notre objectif était d'évaluer l'angiographie Doppler énergie tridimensionnelle (PDA) comme nouvel outil de dépistage de la PE et du RCIU et d'étude de la fonction placentaire et du RCIU sur modèles animaux. La corrélation entre les indices Doppler 3D et l'écoulement de sang réel au sein de l'unité utéro-placentaires a d'abord été évaluée sur modèle de brebis gravide, ainsi que l'impact des réglages de la machine. Un degré de corrélation plus élevé a été observé pour VI et VFI (r = 0,86 et 0,82 respectivement, p <0,0001) que pour FI (r = 0,64, p <0,0001).L'intérêt de la technique a été ensuite démontré dans un modèle de RCIU chez le lapin (femelles traitées par du L-NAME).Troisièmement, la valeur prédictive du PDA comme test de dépistage du RCIU et de la PE a été démontrée par la réalisation d'une étude prospective multicentrique chez 70 femmes enceintes à bas risque (AUC 0,95, 100% VAN avec une spécificité de 85% pour un seuil de 36.784 FI placentaire).

Le placenta est l'organe essentiel au succès de la grossesse et la différenciation des trophoblastes est fondamentale pour son bon fonctionnement. La présence d’une inflammation non contrôlée, habituellement induite par des médiateurs inflammatoires endogènes, est associée à plusieurs complications de la grossesse. High Mobility Group Box 1 (HMGB1), une protéine nucléaire qui peut avoir des actions inflammatoires lorsque secrétée dans le milieu extracellulaire, est un des médiateurs inflammatoires endogènes augmentés lors des grossesses pathologiques. Cependant, la manière dont HMGB1 agit à l’interface materno-foetale est encore inconnue. Ce travail de maîtrise a comme objectifs d’évaluer la concentration, la localisation subcellulaire et la sécrétion de HMGB1 lors de la différentiation des trophoblastes et d’étudier sa distribution dans le placenta de grossesses compliquées par une préeclampsie (PE). Dans ces travaux, nous avons démontré une augmentation de la concentration nucléaire de HMGB1 lors de la différenciation spontanée des trophoblastes. De plus, l’utilisation d’un inhibiteur d’histones déacétylases (c.-à-d. NaB) mène à une accumulation de HMGB1 dans le cytoplasme et favorise la différenciation, tandis que l’utilisation d’un inhibiteur de l’export nucléaire (c.-à-d. leptomycine) mène à une diminution de la différenciation. En ce qui concerne les grossesses compliquées par la PE, il y a une redistribution de HMGB1 avec une accumulation cytoplasmique. En conclusion, ces travaux démontrent l’association entre la modulation de HMGB1 et la différentiation des trophoblastes, bien que le lien causal reste à déterminer. / The placenta plays a crucial role during pregnancy and trophoblast differentiation is fundamental to its proper functioning. The absence of inflammation is also essential for the success of gestation, the presence of uncontrolled inflammation is associated with several pregnancy complications, such as preeclampsia (PE) and preterm delivery. High Mobility Group Box 1 (HMGB1), a nuclear protein that acts as a pro-inflammatory mediator when secreted into the extracellular media, is one of the endogenous inflammatory mediators increased during pathological pregnancies. However, the actions of HMGB1 at the materno-fetal interface are still unknown. The aim of this work was to evaluate the concentration, subcellular localization and secretion of HMGB1 during trophoblast differentiation and to evaluate the distribution of HMGB1 in the placenta from pregnancies complicated with PE. In my studies I have shown an increase of HMGB1’s nuclear concentration during the spontaneous differentiation of trophoblasts. Moreover, the use of a histone deacetylase inhibitor (i.e. NaB) leads to an accumulation of HMGB1 in the cytoplasm and promotes differentiation, while the use of a nuclear export inhibitor (i.e. leptomycin) leads to a decrease in differentiation. Concerning pregnancies complicated with PE, there is a redistribution of HMGB1 with cytoplasmic accumulation. In conclusion, this work demonstrates the association between the modulation of HMGB1 localisation with trophoblasts differentiation, although the causal link remains to be determined.