Les yeux forment des avant-postes visuels importants du cerveau. Comme les autres organes, la rétine sensorielle des yeux est vulnérable aux effets nocifs des facteurs environnementaux, tels que la lumière et l'oxygène. Dans ce travail, nous nous sommes concentrés sur l’impact de l’exposition à une lumière constante et l’hyperoxie prolongée sur l'architecture et la fonction rétinienne. Dans la première partie de notre étude, nous avons montré qu’ une exposition de sept jours à une lumière constante perturbe la phagocytose des bâtonnets et cônes et régule négativement leur renouvellement dans la « rétine riche en cônes " d’Arvicanthis ansorgei. Notre étude donne un aperçu sur la physiopathologie des cônes, ce qui représente la principale source de handicap visuel dans une variété de pathologies rétiniennes, y compris la rétinite pigmentaire (RP) et la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA). Dans la deuxième partie de notre étude, nous avons montré qu’ une exposition de cinq jours à l’hyperoxie entraîne chez les souris néonatales une perte significative de cellules ganglionnaires dans les régions périphériques de la rétine, et de cellules à mélanopsine (ipRGC). L’exposition prolongée à l’hyperoxie perturbe également la capacité de photoentrainment des animaux probablement due à la perte des ipRGC et la perte de la rhodopsine dans les segments externes des bâtonnets chez les animaux traités. / Eyes form important visual outposts of the brain. Just like other organs, sensory retina in the eyes is also vulnerable to the injurious effects of environmental factors; such as light and oxygen. In this work, we have focused on the impacts of constant prolonged light and hyperoxia on the retinal architecture and function. In the first part of our study, we show that seven days of constant light disrupts rod and cone phagocytosis and downregulates their turnover in the “cone rich retina” of Arvicanthis ansorgei. The study gives an insight on the cone pathophysiology, which represents the major source of visual handicap in a variety of retinal pathologies, including retinitis pigmentosa (RP) and age-related macular degeneration (AMD). In the second part of our study, we show that five days of hyperoxia treatment in the neonatal mice results in the significant loss of retinal ganglion cells in the peripheral regions; the loss of melanopsin expressing retinal ganglion cells (ipRGC) was found to be significant. Hyperoxia also affects the photoentrainment capability of the animals probably because of the loss of ipRGC and the loss of rhodopsin in the outer segments of the photoreceptors in the treated animals.

L'augmentation de la survie des grands prématurés fait de la réduction des séquelles dans cette population un enjeu majeur. Alors qu'il influence leur devenir, le support nutritionnel des grands prématurés échoue souvent à prévenir le déficit protéino-énergétique, les carences nutritionnelles, et les ralentissements de croissance, aggravant leur pronostic. Nos recherches investiguaient plusieurs axes des stratégies nutritionnelles actuelles, leurs limites ainsi que les perspectives d'améliorations : I) parentérales, II) entérales, III) préventions des complications, IV) évaluation de la croissance. Il s'agissait d'un ensemble d'études cliniques, qui révélaient : I) Des variations significatives d'apports parentéraux à l'intérieur des centres, ainsi qu'une sous-utilisation des lipides, participant au déficit protéino-énergétique précoce. Un impact des lipides sur la croissance, le développement cérébral, voire l'incidence de complications était suggéré. II) Des avantages de l'utilisation de lait maternel frais dans la 1ère semaine de vie sur la poursuite de l'allaitement des nouveau-nés hospitalisés, ainsi que des variations importantes de sa composition. Une augmentation des taux d'allaitement sur les périodes d'études révélait un effet bénéfique de la recherche, même « observationnelle », sur l'allaitement. III) Une augmentation du risque d'hyperglycémie en cas de diminution de la phosphatémie. IV) Des répercussions modérées de la restriction de croissance intra-utérine sur le neuro-développement des prématurés, malgré des réserves auxologiques. Ces travaux permettaient donc d'identifier plusieurs barrières, et d'envisager différentes stratégies d'amélioration du soutien nutritionnel. Ils soulignent la complexité et l'importance des liens entre nutrition, croissance et développement neurologique des enfants à risques. Des efforts supplémentaires sont nécessaires pour optimiser les connaissances, les recommandations et les pratiques dans ce domaine / Facing to increasing survival of very preterm neonates, reducing sequelae in this population became a major public issue. Nutritional support of preterm neonates has a durable impact on their future. However, it often fails to prevent the protein-energetic imbalance, nutritional deficiencies, and post-natal growth restriction, which act as aggravating factors. Our researches evaluated different axes of current nutritional strategies, limitations and possible improvements: I) parenteral, II) enteral, III) prevention of complications, IV) growth assessment. Most relevant findings of these clinical studies were: I) Significant variations of parenteral intakes in the centres, as well as inadequate use of lipids, involved in early energetic-protein deficit. Impact of lipids on growth, brain development, and even the incidence of complications were suggested. II) Advantages in using fresh raw mother's own milk in the early days to enhance breastfeeding in hospitalized neonates, as well as important changes in mother's milk composition. An increase in breastfeeding rates over the periods of studies showed a beneficial effect of the research, although "observational", on breastfeeding. III) An increased risk of hyperglycemia in case of low phosphatemia. IV) A moderate impact of being small for gestational age on neuro-development in a preterm cohort, and related auxologic limitations. This work allowed to recognize some barriers of the nutritional support, and to consider different improvement strategies. It emphasizes the close and important links between nutrition, growth and neurological development of vulnerable infants. Further efforts are needed to optimize knowledge, recommendations and practices in this area

Les gènes et les protéines n’agissent pas de manière isolée dans les cellules, mais interagissent plutôt pour faire leurs fonctions dans les processus biologiques. Ces interactions peuvent être représentées sous forme de grands réseaux dans lesquels les nœuds sont des gènes ou des protéines et les arêtes représentent leurs interactions. Diverses approches basées sur la théorie des graphes ont été développées pour extraire la connaissance fonctionnelle contenue dans ces réseaux. Néanmoins, ces méthodes ont été principalement appliquées à des réseaux individuels, en ignorant la diversité des interactions biologiques. Nous déclarons que ces différents types d’interactions peuvent être représentés sous la forme de réseaux multiplexes, c’est-à-dire des ensembles de réseaux partageant les mêmes nœuds, ce qui permet une description plus précise des systèmes biologiques. Cette thèse est focalisée sur le développement de nouveaux algorithmes étendant aux réseaux multiplexes certaines méthodes populaires de la théorie des graphes en biologie computationnelle, ainsi que sur leur application à l’étude des maladies humaines. Du côté des applications, nous nous concentrons sur les maladies liées au vieillissement prématuré, un groupe de maladies génétiques ressemblant à certains aspects du vieillissement physiologique à un âge précoce. Nous avons appliqué nos algorithmes pour détecter les modules associés à plus de 70 syndromes annotés avec un phénotype lié au vieillissement prématuré. Les résultats ont révélé le paysage des processus moléculaires perturbés dans ces maladies, qui peuvent être mis en parallèle avec les caractéristiques du vieillissement physiologique. / Genes and proteins do not act isolated in cells but rather interact to perform their functions in signaling pathways, molecular complexes, or, more generally, biological processes. These interactions can be represented as large networks in which nodes are genes or proteins and edges represent their interactions. Various graph-theory based approaches have been developed to extract the functional knowledge contained in biological networks. Nevertheless, these methods have been mainly applied to individual networks, ignoring the diversity of biological interactions. We state here that these different types of interactions can be represented as multiplex networks, i.e. collections of networks sharing the same nodes, leading to a more accurate description of biological systems. This thesis focuses on the extension from individual to multiplex networks of some of the state-of-the-art guilt-by-association methods in computational biology, and on their application to the study of human diseases. On the application side, we concentrate on premature aging diseases, a group of rare genetic disorders that resemble some aspects of physiological aging at an early age. In this framework, we applied our algorithms to detect the modules associated to more than 70 disorders annotated with at least one premature aging related phenotype. The results revealed the landscape of perturbed molecular processes in premature aging diseases, which can be paralleled with the hallmarks of physiological aging to help identifying common and specific features.

INTRODUCTION : Le retard de croissance intra-utérin (RCIU), la prééclampsie (PE) et l’accouchement prématuré (AP) sont d’importantes pathologies de la grossesse fortement associées à un mauvais fonctionnement du placenta, organe central au développement du fœtus. Environ 5-12% de toutes les grossesses sont pathologiques et ces dernières sont associées avec un risque accru de désordres neurodéveloppementaux chez l’enfant. L'inflammation est un point central à toutes les complications de la grossesse et le lien causal entre l’inflammation et ces pathologies a été démontré à l’aide de plusieurs modèles animaux d’inflammation prénatale, menant à des dommages cérébraux chez les nouveau-nés. Cependant, la majorité des modèles utilisent des stimuli infectieux, bien que des pathogènes soient rarement détectés en clinique. Malgré l'absence d'infection détectable, des évidences d'inflammation, telles que des niveaux élevés de cytokines pro-inflammatoires et d’alarmines, sont présentes. Les alarmines sont des médiateurs endogènes et une autre cause d'inflammation de plus en plus associée aux pathologies de la grossesse. L’acide urique est une des alarmines les plus étudiées comme médiateur endogène d’inflammation, mais son effet sur la grossesse est peu connu. Ainsi, mon hypothèse était que l’exposition prénatale particulièrement à l’acide urique serait associée aux complications de la grossesse, serait une cause de dommage placentaire et subséquemment altèrerait le neurodéveloppement fœtal, menant à des dommages cérébraux à long terme chez l’enfant. Mon OBJECTIF général était de comprendre le lien entre inflammation prénatale non-pathogénique, les complications de la grossesse et les effets sur le placenta et le cerveau en développement. Spécifiquement, j’ai déterminé la présence d’inflammation dans les complications majeures de la grossesse puis je me suis concentré sur la PE et l’implication de l’activation immunitaire dans cette pathologie. En parallèle, j’ai établi le lien entre l’inflammation non-pathogénique, les dommages placentaires et le RCIU. Finalement, j’ai évalué le neurodéveloppement après l’exposition in-utero à une inflammation non-pathogénique et j’ai investigué le potentiel d’un nouveau traitement dans mon modèle préclinique. MÉTHODOLOGIES ET RÉSULTATS: J’ai analysé le profil inflammatoire de 200 femmes avec ou sans complications de la grossesse (Ctrl, PE, AP, RCIU) et j’ai démontré que chaque complication présente un profil inflammatoire circulant distinct, particulièrement présent chez les femmes avec PE. De plus, j’ai analysé plus en profondeur les femmes avec PE et observé une augmentation d’acide urique dans la circulation maternelle, en lien avec un profil immunitaire qui était altéré et des changements structuraux au niveau du placenta. Pour déterminer les effets directs de l'acide urique, nous avons utilisé des cultures de trophoblastes primaires, cellule principale du placenta, et des explants placentaires humains. Nous avons démontré que l’acide urique induisait un profil pro-inflammatoire augmentant particulièrement la sécrétion d’IL-1β et d’IL-6 et induisait aussi l'apoptose des trophoblastes. En parallèle, j’ai développé un nouveau modèle préclinique de rates gestantes qui ont été injectées par voie intrapéritonéale avec l’acide urique du temps de gestation 18 (G18) à G21. L’injection d'acide urique in vivo à la fin de la gestation chez le rat a entrainé l’augmentation de cytokines (IL-1β, TNF-α et IL-6) et l’infiltration de cellules immunitaires dans le placenta ainsi qu’un RCIU chez le fœtus qui persistait dans la période postnatale. De plus, les bébés exposés in-utero à l’acide urique avaient une altération neurodéveloppementale caractérisée par l’activation microgliale et astrogliale en plus d’une diminution des capacités motrices. Ces effets de l’acide urique étaient dépendants de l'IL-1β et bloqués par l’antagoniste spécifique du récepteur de l’IL-1 (IL-1Ra). CONCLUSIONS: L’inflammation est associée à toutes les complications de la grossesse, mais les profils diffèrent selon la pathologie étudiée. La PE est associée à des changements immunitaires importants. L'acide urique à l'interface materno-fœtale induit inflammation et altère les fonctions placentaires de façon IL-1-dépendante. Finalement, l’exposition à l’acide urique en fin de gestation chez le rat induit l’inflammation placentaire, le RCIU et altère le développement cérébral des bébés. Un traitement prénatal anti-inflammatoire permet de minimiser l’inflammation et ses effets négatifs sur le cerveau. / INTRODUCTION: Intra-uterine growth restriction (IUGR), preeclampsia (PE) and preterm birth (PTB) are important pathologies of pregnancy strongly associated with poor placental function, a central organ for fetal development. About 5-12% of all pregnancies are pathological and this increases the risk of neurodevelopmental disorders. Inflammation is central to all pregnancy complications and the causal link has been demonstrated with several animal models of prenatal inflammation leading to brain damage in newborns. However, these models use infectious stimuli although pathogens are rarely detected clinically. Despite the absence of detectable infection, evidence of inflammation, such as elevated levels of pro-inflammatory cytokines and alarmins, is observed. Alarmins are endogenous mediators, another cause of inflammation increasingly associated with pathological pregnancies. Uric acid is one of the most studied alarmins, however its effect on pregnancy is mostly unknown. Thus, my hypothesis was that prenatal exposure particularly to uric acid is associated with pregnancy complications and is a cause of placental damage which subsequently impairs fetal neurodevelopment, leading to long-term brain damage in the child. My general OBJECTIVE was to understand the link between non-pathogenic prenatal inflammation, pregnancy complications and its effect on the placenta and the developing brain. Specifically, I detected the presence of inflammation in major pregnancy complications and subsequently focused on PE and its immune activation. In parallel, I established the causal link between non-infectious inflammation, placental damage and IUGR. Finally, I evaluated brain development following in utero inflammation and investigated a therapeutic target in my preclinical model. METHODS AND RESULTS: I analyzed the inflammatory profile of 200 women with or without pregnancy complications (Ctrl, IUGR, PE, PTB) and demonstrated that each complication has a distinct circulating inflammatory profile, particularly in women with PE. In addition, I further analyzed women with PE and observed a uric acid increase in the maternal circulation, related to an altered immune profile and structural changes in the placenta. To determine the direct effects of uric acid, we used cultures of primary trophoblasts, the main cell of the placenta, and human placental explants. We have shown that uric acid induces a pro-inflammatory profile, particularly increasing the secretion of IL-1β and IL-6 and induces apoptosis of trophoblasts. In parallel, I developed a new preclinical model of pregnant rats that were injected intraperitoneally with uric acid from gestation time 18 (G18) to G21. The injection of uric acid at the end of gestation in the rat caused increase cytokines (IL-1β, TNF-α and IL-6), the infiltration of immune cells in the placenta as well as an IUGR in the fetus that persisted into the postnatal period. Additionally, babies exposed to uric acid in utero have neurodevelopmental impairment characterized by microglial and astroglial activation in addition to decreased motor function. These effects of uric acid was dependent on IL-1β and was blocked by the IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra). CONCLUSIONS: Inflammation is associated with all pregnancy complications, however, with different profiles depending on the pathology studied. PE is associated with significant immune changes. Uric acid at the maternal-fetal interface induced inflammation and altered placental functions in an IL-1-dependent manner. Ultimately, exposure to uric acid in late rat pregnancy induced placental inflammation, IUGR, and impaired brain development. Prenatal anti-inflammatory treatment helped minimize inflammation and these negative effects on the brain.

La rétinopathie du prématuré, modélisée par les modèles de rétinopathie induite par l’oxygène (OIR), est l’une des principales causes de cécité dans l’enfance. Elle est constituée d’une première phase de vaso-oblitération rétinienne et choroïdienne suivie d’une phase de néovascularisation post-ischmémique rétinienne. La phase de dégénérescence vasculaire est entre autres liée d’une part à une baisse de l’expression des facteurs pro-angiogéniques et d’autre part à une inflammation rétinienne excessive. Toutefois, les mécanismes post-transcriptionnels à l’origine de ces phénomènes demeurent peu connus. La dérégulation des microARNs (miRs), des ARNs non codants régulant négativement l'expression des gènes, est impliquée dans la modulation de multiples processus physiologiques et pathologiques dont l’angiogenèse et l'inflammation. Cependant, le rôle des miRs dans l’angiogenèse et l’inflammation au cours de l’OIR reste à explorer. Basé sur l’établissement préalable d’un profil de modulation de l’expression des miRs au cours de l’OIR, nous avons sélectionné et caractérisé dans cette thèse le rôle d’un miR sur la fonction angiogénique puis d’un miR sur la fonction inflammatoire dans l’OIR. Nous avons caractérisé dans un premier temps, le miR-96. L’expression du miR-96 était significativement diminuée in vivo dans la rétine et la choroïde lors de la phase de vaso-oblitération du modèle murin de l’OIR. In vitro, le miR-96 était régulé négativement par l’hyperoxie dans les cellules endothéliales rétiniennes. La supplémentation en miR-96 avait un effet pro-angiogénique sur les cellules endothéliales rétiniennes soumises à l’hyperoxie par la préservation de la signalisation de facteurs angiogéniques, tels que VEGF et Ang2, leur permettant de maintenir leur capacité de migration et de tubulogenèse. In vivo, la supplémentation intravitréenne en miR-96 exerçait également ces fonctions vaso-protectives et permettait de préserver la microvascularisation rétinienne et choroïdienne par le maintien du niveau d’expression physiologique de VEGF et Ang2. Dans un second temps, nous avons caractérisé le miR-125a. L’expression du miR-125a était significativement diminuée in vivo dans la rétine lors de la phase de vaso-oblitération du modèle murin de l’OIR, mais également in vitro dans les cellules microgliales soumises à l’inflammation par hyperoxie ou LPS, ce qui était inversement corrélé à une augmentation de cytokines pro-inflammatoires telles que TNF-a, IL-6 et IL-16. Le miR-125a a été caractérisé comme anti-inflammatoire et sa supplémentation dans les cellules microgliales activées diminuait significativement l’expression de ces marqueurs pro-inflammatoires. La modification du sécrétome des cellules microgliales permettait une récupération des capacités angiogéniques des cellules endothéliales rétiniennes avec amélioration de leur prolifération et de leur tubulogenèse. In vivo, la supplémentation intravitréenne en mir-125a permettait de maintenir une expression physiologique de TNF-a, IL-6 et IL-16, ce qui était associé à une diminution de la vaso-oblitération rétinienne. Collectivement, ces travaux ont permis d’identifier et de caractériser le rôle du miR-96 dans la dysfonction angiogénique et du miR-125a dans la dysfonction inflammatoire lors de l’OIR. Cette thèse démontre pour la première fois qu’une thérapie basée sur la modulation de miRs spécifiques permettait de prévenir la dégénérescence vasculaire de l’OIR. Ces résultats pourraient constituer la base de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement précoce des rétinopathies ischémiques comme la rétinopathie du prématuré. / Retinopathy of prematurity is one of the leading causes of blindness in childhood and is represented by oxygen-induced retinopathy (OIR) models. It’s characterized by a first phase of retinal and choroidal vasoobliteration followed by a retinal neovascularization. The vascular degeneration is partly linked to a decrease in the expression of pro-angiogenic factors and to an excessive retinal inflammation. However, the post-transcriptional mechanisms implicated remain poorly understood. microRNAs (miRs) are non-coding RNAs that negatively regulate gene expression. Dysregulation of miRs is involved in the modulation of multiple physiological and pathological processes including angiogenesis and inflammation. However, the role of miRs in angiogenesis and inflammation during OIR remains to be explored. Based on the prior establishment of the modulation profile of miRs expression during OIR, we selected and characterized in this thesis the role of a miR on the angiogenic function then another miR on the inflammatory function in OIR. We first characterized the miR-96. In vivo, miR-96 expression was significantly downregulated in the retina and choroid during the vaso-obliteration phase of OIR rat. In vitro, miR-96 was downregulated by hyperoxia in retinal endothelial cells. miR-96 overexpression had a pro-angiogenic effect on retinal endothelial cells subjected to hyperoxia by preserving the signaling of angiogenic factors including VEGF and Ang2. This allowed to maintain their capacity for migration and tubulogenesis. In vivo, intravitreal supplementation with miR-96 also exerted these vasoprotective functions and preserved retinal and choroidal microvasculature by maintaining the physiological expression level of VEGF and Ang2. Secondly, we characterized the miR-125a. In vivo, the expression of miR-125a was significantly reduced in the retina during the vaso-obliteration phase of the OIR rat. In vitro, miR-125a was downregulated in microglial cells subjected to inflammation by hyperoxia or LPS, which was inversely correlated with an increase in pro-inflammatory cytokines such as TNF-a, IL-6 and IL-16. miR-125a was characterized as anti-inflammatory and its overexpression in activated microglial cells significantly decreased the expression of these pro-inflammatory markers. The modification of the secretome of the microglial cells allowed a recovery of the angiogenic capacities of the retinal endothelial cells with improvement of their proliferation and their tubulogenesis. In vivo, intravitreal supplementation with mir-125a maintained a physiological expression of TNF-a, IL-6 and IL-16, which was associated with a decrease in retinal vaso-obliteration. Collectively, these tasks identified and characterized the role of miR-96 in angiogenic dysfunction and miR-125a in inflammatory dysfunction during OIR. This thesis demonstrates for the first time that a therapy based on the modulation of specific miRs can prevent the OIR vascular degeneration. These results could form the basis of new therapeutic strategies in the early treatment of ischemic retinopathies such as retinopathy of prematurity.

L’accouchement prématuré a été récemment associé à la persistance du virus du papillome humain de type 16 (VPH-16) en grossesse. Il demeure toutefois difficile de savoir si cette association est causale et d’en expliquer les mécanismes biologiques potentiels. Afin de mieux caractériser cette association, nous avons étudié l'association entre la charge virale du VPH-16 en grossesse et l’accouchement prématuré. Les données de 48 femmes enceintes qui étaient positives pour le VPH-16 dans la cohorte HERITAGE ont été analysées avec un modèle de régression logistique, où la confusion a été ajustée avec scores de propension et pondération par l’inverse de probabilité de traitement. La charge virale du VPH, mesurée avec test PCR en nombre de copies/cellule au 1er et 3ième trimestre de grossesse, a été analysée en continue et dichotomisée à l’aide de différents seuils (0,5, 1,0 et 2,0). La charge virale (en continue) au 1er trimestre de grossesse a été associée à l’accouchement prématuré avec un OR ajusté (aOR) de 1,13 [IC 95% 1,03-1,25]. Le aOR pour la charge virale catégorisée avec seuil de 1,0 copie/cellule au 1er trimestre était de 15,03 [IC 95 % 1,75- 129,26]. Les analyses avec des seuils différents et au 3ième trimestre de grossesse ont données des résultats similaires quoique les ORs n’étaient pas toujours statistiquement significatifs. Nos résultats suggèrent une forte association entre la charge virale du VPH-16 et l’accouchement prématuré. Cette étude contribue à une meilleure compréhension des mécanismes tout en supportant la causalité. / Preterm birth has recently been associated with the persistence of human papillomavirus 16 (HPV-16) during pregnancy. However, it remains difficult to determine whether this association is causal and to explain its potential biological mechanisms. To better characterize this association, we investigated the association between HPV-16 viral load during pregnancy and preterm birth. Data from 48 pregnant women positive with HPV-16 infection from the HERITAGE cohort were analyzed using a logistic regression model, where confounders were adjusted with propensity scores and inverse probability treatment weighting. HPV viral load, measured with a PCR test as copy numbers/cell during the 1st and 3rd trimester of pregnancy was analyzed continuously, and categorized using different cutoffs (0.5, 1.0 and 2.0). Continuous viral load at 1st trimester of pregnancy was associated with preterm birth with an adjusted OR (aOR) of 1.13 [95% CI: 1.03-1.25]. The aOR viral load categorized with cutoff 1 copy/cell at 1st trimester was 15.03 [1.75-129.26]. Analyses with different cutoffs in 3rd trimester of pregnancy gave similar results although the ORs were not always statistically significant. Our results suggest a strong association between HPV-16 viral load and preterm birth. This study contributes to a better understanding of the mechanisms and provides an additional argument on causality.

L'infection congénitale par le cytomégalovirus (CMV) est l'infection congénitale la plus courante, survenant chez 0,2 à 2,0 % des naissances vivantes. Elle représente la principale cause non génétique de surdité neurosensorielle chez les nourrissons. Cette infection entraîne des séquelles neurodéveloppementales permanentes telles que des problèmes de vision, un retard cognitif et, dans certains cas, elle peut même entraîner la mort. Avoir une meilleure compréhension des caractéristiques épidémiologiques de l'infection maternelle par le CMV peut contribuer à améliorer notre compréhension de la transmission de ce virus au fœtus et, par conséquent, à prévenir l'infection congénitale. Cette thèse vise à étudier les aspects épidémiologiques de l'infection maternelle par le CMV et de l'exposition professionnelle au CMV. Le premier objectif consiste à estimer la séroprévalence, l'incidence et les facteurs de risque de l'infection maternelle à CMV pendant la grossesse. Le deuxième objectif examine l'association entre l'infection maternelle à CMV et certaines complications de la grossesse, telles que la prééclampsie et l'accouchement prématuré. Le troisième objectif est une revue systématique et une méta-analyse visant à déterminer la prévalence, l'incidence de l'infection primaire, les risques relatifs et les facteurs de risque au sein de deux groupes exposés professionnellement au CMV, à savoir les travailleurs en service de garde et le personnel de santé. Les données de deux importantes cohortes au Québec, comprenant un total de 6048 participantes (Grossesse en santé et 3D), ainsi que leurs échantillons biologiques, ont été utilisées pour atteindre les objectifs 1 et 2. Dans le cadre de l'objectif 3, une recherche bibliographique a été réalisée en consultant six bases de données électroniques (PubMed [NLM], Ovid MEDLINE, Ovid All EBM Reviews, Ovid Embase, ISI Web of Science et EBSCO CINAHL Complete). Les résultats de l'objectif 1 (article 1), basés sur les données d'une des deux cohortes, révèlent une séroprévalence de 23,4 % (IC à 95 %, 22,1-24,7 %) chez les femmes enceintes, ainsi qu'une incidence d'infection primaire de 1,8 pour 100 années-personnes pendant la grossesse (IC à 95 %, 1,2-2,6). Les facteurs de risque associés à la séropositivité maternelle sont la multiparité (avoir un ou plusieurs enfants), une ethnie autre que caucasienne et un lieu de naissance autre que le Canada et les États-Unis. Les résultats de l'objectif 2 (article 2) ont révélé deux associations importantes : (1) une association entre la séropositivité maternelle au CMV et la prééclampsie, et (2) une association entre la séropositivité maternelle au CMV et l'accouchement prématuré. L'analyse de médiation, en prenant en compte la prééclampsie comme facteur médiateur de l'association entre l'infection maternelle au CMV et l'accouchement prématuré, a montré que la quasi-totalité (96,8 %) de l'effet total de la séropositivité maternelle au CMV agit directement sur l'accouchement prématuré, sans passer par la prééclampsie. La revue systématique et méta-analyse, qui correspond à l'objectif 3 (article 3), souligne l'importance de l'exposition professionnelle au CMV. Dans le groupe des travailleurs en service de garde, la séroprévalence du CMV et l'incidence de l'infection primaire pour 100 personnes-années sont élevées, atteignant respectivement 59,3 % (IC à 95 % : 49,8-68,6) et 7,4 (IC à 95 % : 3,9-11,8). De même, dans le groupe du personnel de santé, ces valeurs s'élèvent à 49,5 % (IC à 95 % : 40,3-58,7) et 3,1 (IC à 95 % : 1,3-5,6) respectivement. La séropositivité au CMV et l'infection primaire sont significativement plus fréquentes chez les travailleurs en service de garde par rapport aux groupes témoins sans exposition professionnelle, avec un RC (Rapport des cotes) de 1,6 (IC à 95 % : 1,2-2,3) et un RR (Rapport des Risques) de 3,4 (IC à 95 % : 1,3-8,8) respectivement. Cependant, aucune différence significative n'a été observée chez le personnel de santé (RC : 1,3 [IC à 95 % : 0,6-2,7] et RR : 0,9 [IC à 95 % : 0,6-1,2]). Dans les deux groupes, la séropositivité au CMV était associée à la multiparité, l'état civil, l'ethnicité et l'âge. En conclusion, cette étude démontre que la séroprévalence du CMV chez les femmes enceintes varie. La parité, l'ethnicité, le lieu de naissance et l'exposition professionnelle sont des facteurs à prendre en compte lors de l'élaboration de mesures préventives contre l'infection maternelle par le CMV. Les résultats de l'article 2 mettent en évidence que la séropositivité maternelle au CMV pourrait être un facteur de risque de prééclampsie et d'accouchement prématuré. Mots clés : cytomégalovirus, prévalence, incidence, séroconversion, grossesse, sérologie, prééclampsie, accouchement prématuré, exposition professionnelle, travailleur en service de garde, garderie, personnel de santé. / Cytomegalovirus infection is the most common congenital infection occurring in 0.2% to 2.0% of all live births. Congenital CMV infection is the most common non-genetic cause of sensorineural hearing loss. It results in permanent neurodevelopmental sequelae such as visual impairment, cognitive delay and in some cases, death. Knowing the epidemiological characteristics of maternal CMV infection could contribute to improve the understanding of the transmission of this virus to the fetus, and then, contribute to the prevention of congenital infection. The present thesis aims to study some epidemiological aspects of maternal CMV infection and occupational exposure to CMV. The first objective sought to estimate the seroprevalence, incidence, and risk factors of CMV infection during pregnancy. The second objective studied the association between maternal CMV infection and some adverse pregnancy outcomes, including preeclampsia and preterm delivery. The third objective was a systematic review and meta-analysis to determine the prevalence, incidence of primary infection, relative risks, and risk factors in the two groups occupationally exposed to CMV, namely childcare workers and healthcare workers. Data from two large Quebec cohorts with 6048 women (“Grossesse en santé” and “3D” cohorts), and their biobanks, were used to address objectives 1 and 2. For objective 3, a literature search was conducted in 6 electronic databases along with a meta-analysis (PubMed (NLM), Ovid MEDLINE, Ovid All EBM Reviews, Ovid Embase, ISI Web of Science, et EBSCO CINAHL complete). The results for objective 1 (article 1) on the data of one of the two cohorts show a seroprevalence of 23,4% among pregnant women (95% CI, 22.1–24.7%), an incidence of primary infection of 1,8 per 100 person-years during pregnancy (95% CI, 1.2–2.6). During the 5 years of the study, seroprevalence was stable and no seasonality was observed. Risk factors associated with maternal seropositivity were multiparity, i.e., having one or more children, non-Caucasian ethnicity, and place of birth other than Canada and the United States. The results for objective 2 (article 2) highlighted on the one hand the association between maternal CMV seropositivity and preterm birth, and on the other hand the association between maternal CMV seropositivity and preeclampsia. The mediation analysis considering preeclampsia as a mediating factor of the association between maternal CMV infection and preterm delivery showed that almost all the total effect of maternal CMV seropositivity i.e., 96,8%, acts directly on preterm delivery without passing through preeclampsia. The systematic review and meta-analysis (objective 3) noted the importance of occupational exposure to CMV. CMV seroprevalence and incidence of primary infection per 100 person-years remained high in the childcare worker group (59.3% [95% CI: 49.8-68.6] and 7.4 [95% CI: 3.9-11.8], respectively) and the healthcare worker group (49.5% [95% CI: 40.3-58.7] and 3.1 [95% CI: 1.3-5.6], respectively). CMV seropositivity and primary infection are significantly more prevalent among childcare workers compared to the comparison groups without occupational exposure. The Odds ratio (OR) for this difference is 1.6 (95% CI: 1.2-2.3), with a risk ratio (RR) of 3.4 (95% CI: 1.3-8.8). However, these differences are not observed in healthcare workers, where the OR is 1.3 (95% CI: 0.6-2.7) and the RR is 0.9 (95% CI: 0.6-1.2). In both groups, CMV seropositivity shows an association with factors such as multiparity, civil status, ethnicity, and age. In conclusion, this thesis shows that maternal CMV seroprevalence is variable. Parity, ethnicity, place of birth and occupational exposure would be the identified risk factors to consider when defining preventive measures for maternal CMV infection. The results of article 2 highlighted that maternal CMV seropositivity could be a risk factor for preeclampsia and preterm delivery. Keywords: cytomegalovirus, prevalence, incidence, seroconversion, pregnancy, serology, preeclampsia, preterm birth, occupational exposure, daycare worker, daycare center, healthcare workers.

L’asthme est connu comme l’une des maladies chroniques les plus fréquentes chez la femme enceinte avec une prévalence de 4 à 8%. La prévalence élevée de l’asthme fait en sorte qu’on se préoccupe de l’impact de la grossesse sur l’asthme et de l’impact de l’asthme sur les issus de la grossesse. La littérature présente des résultats conflictuels concernant l’impact de l’asthme maternel sur les issus périnatales comme les naissances prématurées, les bébés de petit poids et les bébés de petit poids pour l’âge gestationnel (PPGA). De plus, les données scientifiques sont rares concernant l’impact de la sévérité et de la maîtrise de l’asthme durant la grossesse sur les issus périnatales. Donc, nous avons mené cinq études pour réaliser les objectifs suivants: 1. Le développement et la validation de deux indexes pour mesurer la sévérité et la maîtrise de l’asthme. 2. L’évaluation de l’impact du sexe du fœtus sur le risque d’exacerbation de l’asthme maternel et l’utilisation de médicaments antiasthmatiques durant la grossesse; 3. L’évaluation de l’impact de l’asthme maternel sur les issus périnatales; 4. L’évaluation de l’impact de la sévérité de l’asthme maternel durant la grossesse sur les issus périnatales; 5. L’évaluation de l’impact de la maîtrise de l’asthme maternel durant la grossesse sur les issus périnatales. Pour réaliser ces projets de recherche, nous avons travaillé avec une large cohorte de grossesse reconstruite à partir du croisement de trois banques de données administratives du Québec recouvrant la période entre 1990 et 2002. Pour les trois dernières études, nous avons utilisé un devis de cohorte à deux phases d’échantillonnage pour obtenir, à l’aide d’un questionnaire postal, des informations complémentaires qui ne se trouvaient pas dans les banques de données, comme la consommation de cigarettes et d’alcool pendant la grossesse. Nous n’avons trouvé aucune différence significative entre les mères de fétus féminins et de fétus masculins pour les exacerbations de l’asthme pendant la grossesse (aRR=1.02; IC 95%: 0.92 to 1.14). Par contre, nous avons trouvé que le risque de bébé PPGA (OR: 1.27, IC 95%: 1.14-1.41), de bébé de petit poids (OR: 1.41, IC 95%:1.22-1.63) et de naissance prématurée (OR: 1.64, IC 95%:1.46-1.83) était significativement plus élevés chez les femmes asthmatiques que chez les femmes non asthmatiques. De plus, nous avons démontré que le risque d’un bébé PPAG était significativement plus élevé chez les femmes avec un asthme sévère (OR:1.48, IC 95%: 1.15-1.91) et modéré (OR: 1.30, IC 95%:1.10-1.55) que chez les femmes qui avaient un asthme léger. Nous avons aussi observé que les femmes qui avaient un asthme bien maîtrisé durant la grossesse étaient significativement plus à risque d’avoir un bébé PPAG (OR:1.28, IC 95%: 1.15-1.43), un bébé de petit poids (OR: 1.42, IC 95%:1.22-1.66), et un bébé prématuré (OR: 1.63, IC 95%:1.46-1.83) que les femmes non asthmatiques. D’après nos résultats, toutes les femmes asthmatiques même celles qui ont un asthme bien maîtrisé doivent être suivies de près durant la grossesse car elles courent un risque plus élevé d’avoir des issus de grossesses défavorables pour leur nouveau-né. / Asthma is known as one of the most frequent chronic diseases encountered during pregnancy with prevalence estimated between 4 and 8%. The high prevalence of asthma during pregnancy results in some concerns about the impact of pregnancy on maternal asthma and also the impact of maternal asthma on perinatal outcomes. The literature presents conflicting results concerning the impact of maternal asthma during pregnancy on perinatal outcomes, such as preterm birth, low-birth-weight (LBW) infant and small-for-gestational-age (SGA) infant. Also, scientific evidence is scarce regarding the impact of asthma severity and control during pregnancy on these perinatal outcomes. We thus conducted a research project composed of five studies to achieve the following objectives: 1. to develop and validate two database indexes, one to measure the control of asthma and the other to measure asthma severity; 2. to evaluate the effect of fetal gender on maternal asthma exacerbations and the use of asthma medications during pregnancy; 3. to evaluate the impact of maternal asthma on adverse perinatal outcomes; 4. to evaluate the impact of the severity of asthma during pregnancy on adverse perinatal outcomes; 5. to evaluate the impact of adequately controlled maternal asthma during pregnancy on adverse perinatal outcomes. A large population-based cohort was reconstructed through the linking of three of Quebec’s (Canada) administrative databases covering the period between 1990 and 2002. A two-stage sampling cohort design was used to collect additional information on the women’s life-style habits by way of a mailed questionnaire for the three last studies. We have observed no significant differences between mothers of a female and male fetus as to the occurrence of asthma exacerbations (aRR=1.02; 95% CI: 0.92 to 1.14). We have found that the risk of SGA (OR: 1.27, 95% CI: 1.14-1.41), LBW (OR: 1.41, 95% CI:1.22-1.63) and preterm delivery (OR: 1.64, 95%CI:1.46-1.83) was significantly higher among asthmatic than non-asthmatic women. Moreover, our results showed that the risk of SGA was significantly higher among severe (OR:1.48, 95%CI: 1.15-1.91) and moderate asthmatic women (OR: 1.30, 95%CI:1.10-1.55) than mild asthmatic women. Also, mothers with adequately controlled asthma during pregnancy were found to be at higher risk of adverse perinatal outcomes than non-asthmatic women (SGA (OR:1.28, 95%CI: 1.15-1.43), LBW (OR: 1.42, 95%CI:1.22-1.66), and preterm deliveries (OR: 1.63, 95%CI:1.46-1.83)). According to our results, all asthmatic women even those with adequately controlled asthma should be closely monitored during pregnancy because they are at increased risk of adverse perinatal outcomes.

La rétinopathie induite par l’oxygène (RIO) est un modèle animal semblable aux rétinopathies vue chez l’homme. Dans ce modèle, une destruction des microvaisseaux rétiniens est suivie d’une néovascularisation pathologique qui chez l’homme peut mener à un détachement de la rétine et subséquemment une perte de vision. Afin de remédier à cette revascularisation anarchique, un traitement de cellules souches (hématopoïétiques et mésenchymateuses) a été effectué chez des souris soumises à ce modèle. Les cellules injectées ont pu migrer à la rétine et induire une revascularisation saine (surtout les cellules souches mésenchymateuses). L’injection du milieu de culture de ces cellules induit aussi une revascularisation semblable à celle vue chez les souris traitées avec les cellules indiquant que l’effet thérapeutique des cellules semble être accompli par l’entremise de facteurs paracrines. Ces résultats suggèrent que ces cellules peuvent jouer un rôle au niveau de l’angiogénèse et indiquent un potentiel thérapeutique pour les rétinopathies. / Oxygen induced retinopathy (OIR) is an animal model that mimics the developing phases of retinopathies seen in humans such as diabetic retinopathy and retinopathy of prematurity. An initial destruction of retinal microvasculature is followed by pathological neovascularization that can lead to retinal detachment in humans and therefore blindness. Utilizing bone marrow derived stem cells (mesenchymal and hematopoietic), we aimed to repopulate the retina with normal vessels which are affected in the OIR model. Cells injected into the vitreous migrated to the retina and reduced both the area of vasoobliteration and neovascularization. Injection of conditioned cell medium also induced proper vascular repair similar to that seen in mice injected with cells indicating that the cells therapeutic effect is achieved through paracrine action. These results suggest that bone marrow stem cells play a role in angiogenesis and could be a potential therapeutic aid in treating retinopathies.

Dans les pays industrialisés, les rétinopathies ischémiques proliférantes telles que la rétinopathie diabétique et la rétinopathie du prématuré sont les principales causes de cécité chez les individus en âge de travailler et la population pédiatrique. Ces pathologies sont caractérisées par une dégénérescence microvasculaire initiale suivie d’une hyper-vascularisaton compensatoire disproportionnée et pathologique. Les sirtuines constituent une importante famille de protéines impliquées dans le métabolisme et la réponse au stress. Plus particulièrement, sirtuine 3 (SIRT3) est une déacétylase mitochondriale primordiale qui agit au cœur du métabolisme énergétique et de l’activation de nombreuses voies métaboliques oxydatives. Nos résultats démontrent pour la première fois qu’une déficience en SIRT3 diminue la sévérité des lésions vasculaires dans le modèle murin de rétinopathie induite par l’oxygène (OIR). En plus de stimuler l’angiogénèse, l’absence de SIRT3 est aussi associée à une augmentation de la glycolyse, possiblement en activant la famille de gènes 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase (PFKFB). Nous suggérons que le manque de SIRT3 est impliqué dans l’effet Warburg et procure ainsi un avantage prolifératif et protecteur dans l’OIR. La présente étude propose SIRT3 comme nouvelle cible thérapeutique potentielle dans la rétinopathie du prématuré, une maladie dont les complications désastreuses persistent tout au long de la vie. / Proliferative ischemic retinopathies such as proliferative diabetic retinopathy and retinopathy of prematurity (ROP) are the leading causes of blindness in working age and pediatric populations in industrialized countries. These pathologies are characterized by an initial microvascular degeneration followed by a disproportionate compensatory but pathological hyper-vascularization mounted by the hypoxic and energy deficient retina in an attempt to reinstate metabolic equilibrium. Sirtuins are an important family of protein involved in metabolism and stress response. Sirtuin 3 (SIRT3) in particular is a major mitochondrial deacetylase central to energy metabolism and the regulation of many oxidative pathways. For the first time, our results show that a lack of SIRT3 decreases the severity of vascular lesions in the oxygen-induced retinopathy (OIR) mouse model. Deficiency in SIRT3 not only stimulates angiogenesis, but also increases glycolysis, possibly through indirect activation of the gene family 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase (PFKFB). We suggest that a lack of SIRT3 is involved in the Warburg effect and therefore confers a proliferative advantage that is protective in OIR. The present study puts forward SIRT3 as a new potential therapeutic target for ROP, a disease leading to life-long vision complications.