Le glaucome est une maladie neurodégénérative qui se définit par une perte progressive en fibres nerveuses rétiniennes et un rétrécissement du champ visuel. Il s’agit de la première cause de cécité irréversible dans le monde et le principal facteur de risque est la pression intraoculaire (PIO). L’étude ALIENOR (Antioxydants, Lipides Essentiels, Nutrition et maladies OculaiRes) est une étude épidémiologique qui a pour but de déterminer l’incidence des différentes pathologies oculaires liées à l’âge avec les facteurs nutritionnels, démographiques ou environnementaux dans une population représentative de la région de Bordeaux. En 2009-2010, 624 sujets âgés de plus de 74 ans ont bénéficié d’un examen ophtalmologique complet incluant un examen du nerf optique en rétinophotographie et en tomographie à cohérence optique spectral-domain (SD-OCT), d’une mesure la PIO au tonomètre à air et d’une évaluation des propriétés biomécaniques de la cornée. Une mesure de l’accumulation cutanée de produits de glycation avancée a été réalisée par autofluorescence. Le diagnostic de glaucome a été réalisé en utilisant les critères de la classification ISGEO (International Society for Epidemiologic and Geographical Ophthalmology). Les paramètres biomécaniques de la cornée étaient modifiés avec l’âge et chez les sujets ayant une histoire résidentielle à des latitudes plus exposées aux ultraviolets ambiants. L’épaisseur de cornée était plus élevée chez les sujets anciennement fumeurs. L’autofluorescence cutanée ≥ 2.7 UA (Unité Arbitraire) était indépendamment associée au glaucome. Les paramètres d’épaisseur en fibres nerveuses rétiniennes du SD-OCT présentaient de bonnes performances diagnostiques pour discriminer les sujets glaucomateux des témoins et la base normative présentait de bonnes performances discriminatives lorsqu’au moins un des paramètres était considéré comme anormal. Notre étude apporte des résultats originaux en termes de facteurs de risque de glaucome ou de déterminants des facteurs de risque de glaucome. De plus les performances diagnostiques du SD-OCT pourraient fournir des informations utiles pour optimiser les stratégies de dépistage du glaucome dans une population générale âgée. / Glaucoma is a neurodegenerative disease defined by a progressive loss of optic nerve axons and retinal ganglion cells resulting in a characteristic enlargement of the optic nerve head cup and associated visual field defects. It remains the first cause of irreversible blindness worldwide and intraocular pressure (IOP) is the main risk factor. The ALIENOR (Antioxydants, Lipides Essentiels, Nutrition et maladies OculaiRes) study is a population-based study. It aims to assess the associations of age-related eye diseases with nutritional, demographic and environmental factors in a representative population of the Bordeaux area. In 2009-2010, 624 subjects, aged 74 years or more, underwent a complete eye examination, including an optic nerve head evaluation using retinophotography and a spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT), an IOP measurement using air-puff tonometry and an evaluation of biomechanical properties of the cornea. A measurement of skin accumulation of advanced glycation end-products was performed using an autofluorescence reader. Glaucoma diagnosis was made using ISGEO (International Society for Epidemiologic and Geographical Ophthalmology) criteria. Biomechanical properties of the cornea were modified by increasing age and in subjects having a higher lifetime ambient ultraviolet exposure. Central corneal thickness was thicker in former smokers. Skin autofluorescence values ≥ 2.7 AU (Arbitrary Unit) were independently associated with glaucoma. SD-OCT retinal nerve fiber layer thickness parameters had good diagnostic performances for discriminating glaucoma and control subjects and the normative database had good diagnostic performances if at least one parameter was considered abnormal by the machine. Our study provides new insights on glaucoma risk factors and determinants of glaucoma risk factors. Furthermore diagnostic performances of SD-OCT may provide valuable information in a screening strategy to optimize glaucoma detection in a general population of elderly people.

Dans un contexte de vieillissement de la population et d’accroissement des maladies chroniques liées à l’âge comme le diabète, de nouveaux biomarqueurs de l’état de santé à long terme doivent être étudiés. Les produits de glycation avancée (AGE) sont des molécules témoins de la charge métabolique accumulée au cours du temps, dénommée "mémoire métabolique". Les AGE jouent un rôle important dans les lésions à long terme dans le diabète et dans le déclin du métabolisme global lié au vieillissement. L’accumulation cutanée des AGE peut être mesurée par autofluorescence (AF) de manière instantanée et non invasive grâce à l’AGE-READER. Les objectifs de cette thèse étaient d’évaluer la valeur de l’AF cutanée des AGE en tant que marqueur de mémoire métabolique chez des personnes âgées de la cohorte des 3-Cités et parallèlement d’évaluer la valeur pronostique de l’AF pour les complications du diabète chez des patients porteurs de diabète de type 1. Chez les personnes âgées, nous avons montré que l’AF reflétait les statuts glycémique et rénal 10 ans avant la mesure. Chez les patients atteints de diabète de type 1, l’AF était associée à la présence d’une neuropathie 4 ans plus tard. De plus, dans cette même population, nous avons décrit l’évolution de l’AF sur 4 ans de suivi. Nous avons montré que les principaux déterminants de son évolution étaient la fonction rénale et le traitement par pompe à insuline. Enfin nous avons trouvé que l’augmentation de l’AF sur 4 ans de suivi était associée à la survenue de la maladie rénale. Ces travaux soulèvent de nouvelles perspectives de recherche quant à l’intérêt de l’AF à différents âges clés de la vie en tant que biomarqueur de pathologies qui évoluent sur des dizaines d’années. / In the context of the ageing of the population and the increase of age related diseases such as diabetes, new biomarquers of the long-term health status should be considered. Advanced glycation end products (AGE) are molecules indicators of the metabolic burden over time, called “metabolic memory”. AGE play an important role in long term diabetes injuries and in the global decline of the metabolism related to ageing. Skin accumulation of AGE can be measured by autofluorescence instantly and non-invasivly with a tool called AGE-READER. The objectives of my dissertation were to evaluate the value of the skin autofluorescence (sAF) of AGE as marker of metabolic memory in elderly people from the 3-City cohort and in parallel, in patients with type 1 diabetes, evaluate the prognostic value of sAF for diabetes complications. In the elderly population, we showed that sAF reflected glycemic and renal status of 10 years before. In patients with type 1 diabetes, sAF was associated to the presence of neuropathy 4 years later. Moreover, in this same population, we described the evolution of sAF in 4 years of follow-up and we showed that the principal determinants of the evolution of sAF were kidney function and insulin pump therapy. Finally, we also found that increase of sAF in 4 years was associated with the occurrence of kidney disease. This work rises new research opportunities about the interest of sAF at differents key ages as biomarker of pathologies which evolve in several decades.

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est caractérisé par des lésions alvéolaires diffuses menant à un œdème alvéolaire lésionnel et une insuffisance respiratoire aiguë hypoxémique. Malgré les progrès récents dans la prise en charge des patients de réanimation, le SDRA reste un syndrome fréquent et associé à une morbimortalité importante. Deux mécanismes principaux du SDRA semblent associés à une mortalité plus élevée et à des réponses thérapeutiques différentes : la déficience de la clairance liquidienne alvéolaire (AFC, pour alveolar fluid clearance), l’incapacité pour l’épithélium alvéolaire de résorber l’œdème alvéolaire, et la présence d’un phénotype « hyper-inflammatoire ». Les approches pharmacologiques du traitement du SDRA restent limitées et il est nécessaire de poursuivre l’étude des voies biologiques impliquées dans la pathogénie du SDRA et dans sa résolution afin de développer des approches innovantes des prises en charge diagnostique et thérapeutique du SDRA. RAGE, le récepteur des produits de glycation avancée, est un récepteur multi-ligands, exprimé abondamment par les cellules épithéliales alvéolaires du poumon (pneumocytes), qui module de nombreuses voies de signalisation intracellulaire. De nombreuses études récentes suggèrent que sRAGE, la forme soluble principale de RAGE, pourrait servir de marqueur lésionnel du pneumocyte de type I, et que RAGE pourrait jouer un rôle-pivot dans la pathophysiologie du SDRA, en initiant et en entretenant la réponse inflammatoire alvéolaire. Nos objectifs étaient de caractériser les rôles de RAGE au cours du SDRA, grâce à une approche translationnelle combinant études cliniques et précliniques. D’abord, des études cliniques observationnelles et interventionnelles ont été conduites afin de caractériser sRAGE comme un véritable biomarqueur dans le SDRA. Ensuite, des cultures in vitro de cellules épithéliales et de macrophages, ainsi qu’un modèle expérimental in vivo de SDRA murin par instillation trachéale d’acide chlorhydrique ont été utilisés pour décrire les effets de la voie RAGE sur les mécanismes d’AFC et l’inflammation macrophagique médiée par l’inflammasome « Nod-Like Receptor family, Pyrin domain containing 3 » (NLRP3). Enfin, l’effet d’une inhibition de RAGE, par sRAGE recombinant ou par anticorps monoclonal anti-RAGE, était testée en modèle murin. Nos résultats issus des études cliniques suggèrent que sRAGE présente toutes les caractéristiques d’un biomarqueur au cours du SDRA, avec un intérêt dans le diagnostic, le pronostic et la prédiction du risque de développer un SDRA dans une population à risque. Pris ensemble, notre travail suggère que la voie RAGE joue un rôle important dans la régulation de l’atteinte pulmonaire, de l’AFC et de l’activation macrophagique au cours du SDRA. Toutefois, les mécanismes précis de cette régulation restent incertains. La forme soluble de RAGE (sRAGE), lorsqu’elle est dosée dans le plasma, présente toutes les caractéristiques d’un biomarqueur pouvant être utile en pratique clinique, mais son intérêt dans la sélection de sous-groupes (ou « phénotypes ») de patients pouvant bénéficier de traitements ciblés reste à étudier. La voie RAGE pourrait enfin représenter une cible thérapeutique prometteuse. Bien que des études de validation restent nécessaires, ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles perspectives dans la prise en charge des patients atteints de SDRA. / The acute respiratory distress syndrome (ARDS) is associated with diffuse alveolarinjury leading to increased permeability pulmonary edema and hypoxemic respiratory failure. Despite recent improvements in intensive care, ARDS is still frequent and associated with high mortality and morbidity. Two major features of ARDS may contribute to mortality and response to treatment: impaired alveolar fluid clearance (AFC), i.e. altered capacity of the alveolar epithelium to remove edema fluid from distal lung airspaces, and phenotypes of severe inflammation. Pharmacological approaches of ARDS treatment are limited and further mechanistic explorations are needed to develop innovative diagnostic and therapeutic approaches. The receptor for advanced glycation endproducts (RAGE) is a multiligand pattern recognition receptor that is abundantly expressed by lung alveolar epithelial cells andmodulates several cellular signaling pathways. There is growing evidence supporting sRAGE (the main soluble isoform of RAGE) as a marker of epithelial cell injury, and RAGE may be pivotal in ARDS pathophysiology through the initiation and perpetuation of inflammatory responses. Our objectives were to characterize the roles of RAGE in ARDS through a translational approach combining preclinical and clinical studies. First, observational and interventional clinical studies were conducted to test sRAGE as a biomarker during ARDS.Then, cultures of epithelial cells, macrophages and a mouse model of acidinduced lung injury were used to describe the effects of RAGE pathway on AFC and inflammation, with special emphasis on a macrophage activation through NodLikeReceptor family, Pyrindomain containing 3 (NLRP3) inflammasome. Acidinjured mice were treated with an antiRAGE monoclonal antibody or recombinant sRAGE to test the impact of RAGE inhibition on criteria of experimental ARDS. Results from clinical studies support a role of sRAGE as a biomarker of ARDS, withdiagnostic, prognostic and predictive values. In addition, plasma sRAGE is correlated with a lung imaging phenotype of nonfocal ARDS and could inform on therapeutic response. Herein, we also describe in vivo and in vitro effects of RAGE activation on transepithelial fluid transport and expression levels of epithelial channels (aquaporin 5, αNa,KATPaseandαENaC) and on macrophage activation through NLRP3 inflammasome. Finally, RAGE inhibition improves AFC and decreases lung injury in vivo. Taken together, our findings support a role of RAGE pathway in the regulation of lung injury, AFC and macrophage activation during ARDS, albeit precise regulatory mechanisms remain uncertain. sRAGE has most features of a validated biomarker that could be used in clinical medicine, but whether it may help to identify subgroups (or phenotypes) of patients that would benefit from tailored therapy remains underinvestigated. Modulation ofRAGE pathway may be a promising therapeutic target, and though validation studies are warranted, such findings may ultimately open novel diagnostic and therapeutic perspectivesin patients with ARDS.