La relative immunité des femmes vis-à-vis du risque cardiovasculaire a longtemps été attribuée aux hormones sexuelles. Néanmoins, le rôle protecteur des estrogènes dans le développement de l’athérosclérose et de ses complications a été récemment remis en cause chez les femmes ménopausées. A partir de la cohorte française des Trois Cités incluant environ 10.000 sujets de plus de 65 ans, j’ai évalué l’association entre les estrogènes endogènes et le risque de maladies cardiovasculaires chez des femmes n’utilisant pas de traitement hormonal. J’ai montré pour la première fois que des taux élevés d’estradiol plasmatique étaient associés à une augmentation du risque artériel ischémique à 4 ans, indépendamment des facteurs de risque cardiovasculaire traditionnels, notamment l’obésité ou le diabète. Dans une deuxième partie, j’ai étudié le rôle modulateur des polymorphismes génétiques des récepteurs des estrogènes α (ESR1) et β (ESR2). J’ai montré que le risque cardiovasculaire augmentait avec les taux élevés d’estradiol chez les femmes porteuses du génotype rs9340799-AA mais pas chez celles avec le génotype rs9340799-AG/GG. Des analyses complémentaires m’ont également permis de suggérer que l’effet des estrogènes était lié en partie à une hypercoagulabilité et un état inflammatoire. Dans une dernière étape, j’ai évalué le rôle prédicteur à long terme des estrogènes endogènes. J’ai confirmé la relation indépendante entre les taux élevés d’estrogènes et la survenue d’un évènement cardiovasculaire après 10 ans de suivi. Globalement, ces résultats suggèrent un effet délétère des estrogènes dans le développement des maladies artérielles ischémiques chez les femmes ménopausées après 65 ans . Si ces résultats étaient confirmés, une meilleure stratification du risque artériel pourrait être proposée chez les femmes ménopausées avec des implications potentielles dans la prévention des maladies cardiovasculaires. / The low incidence of coronary heart disease among women has often been attributed to sex hormones. However, adverse effects of estrogens on arterial disease have been recently reported in older postmenopausal women. In the French Three-City prospective cohort study of subjects over 65 years of age, I investigated the association of endogenous estradiol with cardiovascular risk among postmenopausal women who did not use any hormone therapy. In a first part, I showed that high levels of plasma estradiol were related to the 4-year incidence of ischemic arterial disease (IAD), independently of traditional cardiovascular risk factors such as obesity or diabetes. Then, I reported that the relation between estrogens and IAD risk could be modulated by estrogen receptor-α (ESR1) polymorphisms. Indeed, endogenous estrogens were positively associated with IAD risk in women carrying the ESR1 rs9340799-AA genotype but not in those carrying the ESR1 rs9340799-AG/GG genotype. Further analyses revealed that both hypercoagulability and inflammatory state might act as mediators. Finally, I assessed the long-term predictor role of endogenous estrogens in arterial disease. I showed a positive and independent association of estrogens levels with the 10-year incidence of cardiovascular disease. Overall, high plasma levels of endogenous estradiol emerge as a new significant predictor of cardiovascular disease in older postmenopausal women. If confirmed, these findings could have the potential to improve the stratification of IAD risk in postmenopausal women.

La 7β-hydroxy-épiandrostérone, stéroïde endogène dérivant de la DHEA, présente des propriétés anti-inflammatoires. En effet, elle module la voie des prostaglandines (PGs) en inhibant la production de la PGE2 pro-inflammatoires et en augmentant la production de la 15-Deoxy-∆12,14-PGJ2 cyto-protectrice in vivo et in vitro. Les faibles doses de 7β-hydroxy-épiandrostérone (1nM, 10nM, 100nM) pour lesquelles ces effets sont observés, suggèrent une liaison à un récepteur spécifique. L'inflammation et la production des PGs jouent un rôle important dans le développement et la prolifération des tumeurs mammaires estrogéno-dépendantes. Le 17β-estradiol (E2), en se fixant sur les récepteurs des estrogènes (REs), induit la production de PGE2 et la prolifération cellulaire dans ces cellules tumorales. De ce fait, notre objectif était de tester les effets de la 7β-hydroxy-épiandrostérone sur la prolifération (comptage avec exclusion au bleu trypan), le cycle cellulaire et l'apoptose (cytométrie de flux) dans les lignées cellulaires de cancer du sein MCF-7 (REα+, REβ+, GPR30+) et MDA-MB-231 (REα-, REβ+, GPR30+) et d'identifier une(des) cible(s) potentielle(s) dans ces cellules (transactivation) et dans des cellules négatives pour les REs nucléaires SKBr3 (GPR30+) (études de prolifération). Cette étude a montré que la 7β-hydroxy-épiandrostérone exerce des effets anti-estrogéniques dans les cellules MCF-7 et MDA-MB-231 associés à une inhibition de la prolifération et un arrêt du cycle cellulaire. Les études de transactivation et de prolifération avec les agonistes spécifiques des REs ont montré une interaction avec le REβ. De plus, les résultats des études de proliférations sur les trois lignées cellulaires suggèrent que la 7β-hydroxy-épiandrostérone pourrait également interagir avec le GPR30. Ces résultats indiquent que ce stéroïde androgène agit comme un anti-estrogène. De plus, c'est la première fois qu'un stéroïde androgène à faible dose montre une action anti-proliférative dans des lignées de cancers du sein. Des études ultérieures restent à réaliser afin de mieux comprendre ces effets observés.

De nombreuses études expérimentales ou épidémiologiques suggèrent un rôle psycho- et neuro- protecteur des estrogènes que les résultats de certains essais cliniques ne confirment p as. L'objectif de cette thèse est d'étudier le rôle des estrogènes dans la dépression et le fonctionnement cognitif chez les femmes âgées en examinant les taux d'estrogènes sériques, l'exposition aux estrogènes au cours de la vie et l'impact des traitements hormonaux (TH) ou des récepteurs aux estrogènes. Les données sont issues de deux études longitudinales : le Melbourne Women's Midlife Health Project qui porte sur 438 Australiennes récemment postménopausées suivies 13 ans et l'étude des 3 Cités/ESPRIT qui inclut 5644 Françaises plus âgées suivies 7 ans. Des modèles statistiques multivariés montrent que des facteurs hormonaux endogènes et exogènes présents à une période tardive de la vie reproductive (autour de la ménopause) peuvent diminuer le risque de dépression et qu'une diminution des taux d'estradiol sérique augmente ce risque. L'arrêt du TH ou la prise de TH "non-naturel" augmentent le risque de dépression tardive. Certains polymorp hismes des récepteurs aux estrogènes sont associés au risque de dépression et peuvent interagir avec le TH pour modifier le risque de dépression ou de décès. Une durée plus longue d'exposition aux estrogènes au cours de la vie ou un taux d'estradiol sérique élevé en fin de ménopause sont associés à de meilleures performances cognitives qui peuvent aussi varier avec certaines caractéristiques du TH. Le TH réduit aussi le risque de démence chez les femmes portant l'allèle ε4 de l'apolipoprotéine E. Ce travail suggère que la modulation des niveaux d'estrogènes pourrait avoir des applications thérapeutiques dans le traitement de la dépression ou des troubles cognitifs. Il montre que certains groupes de femmes ont une susceptibilité génétique accrue aux variations hormonales ou aux effets du TH suggérant l'existence de sous-types hormono-sensibles. / Experimental evidence suggests that estrogen can have psycho- and neuro-protective effects; however this has not been consistently supported by certain clinical trials and epidemiological studies. This thesis aimed to provide a detailed investigation of the role of estrogen in later-life depression and cognitive functioning by examining serum estrogen levels, estrogen exposure across the lifetime, characteristics of hormone treatment (HT) and the role of estrogen receptor polymorphisms. Data was obtained from two longitudinal population-based studies, the 13-year Melbourne Women's Midlife Health Project of 438 middle-aged postmenopausal women in Australia, and the seven-year Three City/ESPRIT study of 5644 older French women. Multivariate adjusted regression models showed that endogenous and exogenous hormonal characteristics late in the reproductive life can decrease the risk of late-life depression and a decline in serum estradiol levels incr eased the risk for recently postmenopausal women. Discontinuing HT increased the risk of depression for older women, as did certain "non-natural" forms of HT. Estrogen receptor polymorphisms were associated with late-life depression and can interact with HT to modify the risk of depression and mortality. Endogenous reproductive factors linked to higher lifetime estrogen exposure and high levels of estradiol in the early postmenopause were associated with better performance on certain cognitive tasks. Cognitive function also varied according to the characteristics of HT and HT reduced the risk of dementia in genetically susceptible women carrying the apolioprotein ε4 allele. This work brings some important new findings to this field of research, suggesting that the modulation of estrogen levels may be used as a possible therapeutic tool to reduce neuropsychiatric disorders and that certain subgroups of women may be genetically more susceptible to hormone modifications or to the effects of HT.

Malgré de nombreuses études concernant le rôle des hormones sexuelles endogènes sur la mortalité chez les hommes, les résultats demeurent à ce jour contradictoires et pourraient dépendre des caractéristiques des sujets ainsi que des causes de décès. A partir de l’étude prospective de cohorte des Trois Cités réalisée en France, nous avons évalué le rôle de la testostérone et de l’estradiol endogènes sur le risque de mortalité après 12 ans de suivi chez les hommes de plus de 65 ans, en prenant en compte le contexte clinique et génétique des sujets ainsi que les causes spécifiques de décès. Tout d’abord, nous avons mis en évidence une interaction significative entre les concentrations de testostérone et la présence du syndrome métabolique (SM) sur la mortalité. Les taux bas d’hormone étaient associés à une augmentation du risque de mortalité chez les hommes présentant un SM alors qu’aucune relation entre la testostérone et le décès n’a été observée chez les sujets sains. De plus, nous avons montré que les taux élevés de testostérone étaient associés à un risque de mortalité cardiovasculaire mais ne modifieraient pas le risque de mortalité par cancers ou par autres causes chez les hommes sains. Enfin, nous avons mis en évidence une association quadratique entre les niveaux d’estrogène et le risque de mortalité toutes causes. Cette relation n’était pas modifiée par les polymorphismes génétiques des récepteurs aux estrogènes mais dépendait en revanche des causes de décès. Une relation quadratique plus marquée a été mise en évidence avec la mortalité cardiovasculaire alors qu’aucune association n’a été trouvée entre les niveaux d’estradiol et le risque de mortalité par cancers et par autres causes. En conclusion, ce travail a confirmé les liens complexes entre les hormones endogènes et le risque de mortalité chez les hommes et a permis de comprendre en partie la divergence des résultats de la littérature. Ces résultats pourraient permettre l’identification de sousgroupes à haut risque et d’améliorer la prise en charge clinique et thérapeutique des hommes au cours du vieillissement. / Despite a number of studies regarding the association of endogenous sex steroid hormones with mortality in men, the results remain controversial and could depend on the characteristics of the subjects and the cause of death. Using the data from the prospective ThreeCity cohort study set-up in France, we investigated the role of endogenous testosterone and estradiol on 12-year mortality in men over 65 years, taking into account the clinical and genetic background, as well as the cause-specific of death. Firstly, we found a significant interaction of testosterone with metabolic syndrome (MetS) on mortality. Low levels of testosterone were associated with an increased risk of mortality among men suffering from MetS while there was no association of hormone with death in healthy subjects. Then, we showed that high levels of testosterone increased the risk of death from cardiovascular disease but not from cancer or other cause in healthy men. Finally, we highlighted a quadratic association between endogenous estradiol and all-cause mortality. This relationship was not modified by genetic polymorphisms of estrogen receptors but could depend on the cause of death. A stronger quadratic association was found with cardiovascular disease mortality but estradiol did not influence the risk of cancer or other cause of mortality. In conclusion, this thesis confirmed the complex role of endogenous sex steroid hormones on mortality in men and allowed to better understand previous controversial results. If confirmed, these results could help identifying subgroups at high risk, improving the clinical and therapeutic management of men during aging.

Plusieurs éléments de la pathogenèse de la scoliose idiopathique de l’adolescent indiquent que les estrogènes pourraient intervenir dans le développement et la progression de cette maladie. Ce projet avait donc pour but d’explorer l’expression et la fonctionnalité des récepteurs aux estrogènes ERα et ERβ ainsi que leurs isoformes dans les ostéoblastes de patients scoliotiques et sains. L’induction des gènes de facteurs influençant la minéralisation et la différenciation des ostéoblastes par les estrogènes a également été étudié. Par immunofluorescence, nous avons remarqué une augmentation de la présence protéique de ERβ dans les ostéoblastes de patients SIA comparé aux sujets contrôles. Les récepteurs aux estrogènes provenant des ostéoblastes des patients sont fonctionnels tout comme ceux des contrôles et aucune différence dans l'interaction ADN-protéine n’a été observée. Il y a également une augmentation de l’expression génique de l’ostéopontine, l’ostéocalcine, le collagène de type I, la phosphatase alkaline et BMP2 dans les ostéoblastes des patients SIA. Un début de minéralisation in vitro a été observé dans les ostéoblastes de patients SIA et contrôles. ERα et ERβ sont présents et fonctionnels dans les ostéoblastes des patients SIA et sains. Leur expression est variable, mais ces variations existent chez les patients SIA et les contrôles. L’implication des estrogènes dans la SIA ne serait donc pas au niveau des récepteurs aux estrogènes mais au niveau de l’interactions des estrogènes avec d’autres facteurs étiologiques tels que la mélatonine, la formation/résorption osseuse ou autres facteurs neuro-endocriniens. / Recent developments in the research on pathogenesis of Adolescent Idiopathic Scoliosis indicate that estrogens could intervene in the development and progression of this disease. Therefore, this project focussed on the expression and functionality of estrogen receptors ERα and ERβ and their isoforms in osteoblasts of scoliotic patients and controls. The induction by estrogens of the expression of factors influencing mineralization and osteoblast differentiation was also studied. We observed by immunofluorescence, an increase of the presence of ERβ in osteoblasts of AIS patients compared to controls. A higher level of expression of osteopontin, osteocalcin, type I collagen, alkaline phosphatase and BMP2 was found in osteoblasts of AIS patients compared to controls. Estrogen receptors in osteoblasts from AIS patients are functional, as they were in controls and no difference in DNA-binding activity was observed. ERα et ERβ are present and functional in osteoblasts from AIS patients and controls. Their expression is variable, but these variations exist in both populations. The implication of estrogens in AIS would therefore be in the interaction between these hormones and other factors influencing the aetiology of AIS like melatonin, bone formation and resorption and neuro-endocrin factors, rather than in a default in the estrogens receptors themselves.

Le tamoxifène, un modulateur sélectif des récepteurs oestrogéniques, est un médicament largement utilisé depuis plus de vingt ans pour le traitement et la prévention du cancer du sein. Plusieurs études ont rapporté que l’administration aiguë du tamoxifène pouvait réduire certains courants K+ cardiaques. Cette observation suggère que les femmes traitées de façon chronique avec le tamoxifène risquent d’avoir une prolongation de leur intervalle QT, favorisant ainsi le développement de torsades de pointes. Puisque in vivo, le tamoxifène est largement métabolisé et son effet est attribué à celui du 4hydroxy-tamoxifène (4OH-tamoxifène), nous avons d'abord vérifié si les effets du tamoxifène sur la repolarisation pouvaient être dus au 4OH-tamoxifène. À l'aide de la méthode de patch-clamp, nous avons étudié l’effet aigu du 4OH-tamoxifène sur les courants K+ présents au niveau ventriculaire chez la souris femelle. En premier lieu, nous avons démontré que les souris traitées avec le 4OH-tamoxifène présentaient une diminution des courants K+ comparativement aux souris intactes. Fait intéressant, le prétraitement des myocytes avec l’antagoniste des récepteurs oestrogéniques, le ICI 182,780, ou l’inhibiteur de la synthèse protéique, l'actinomycine D, n’a pas modifié les effets du 4OH-tamoxifène. Ces résultats suggéraient que les effets du 4OH-tamoxifène sur les courants potassiques ne soient pas liés à la transcription génomique et n’implique pas les récepteurs aux œstrogènes. Bien que l’administration aiguë du 4OH-tamoxifène diminue les courants K+ cardiaques, l’absence de troubles au niveau du rythme cardiaque chez les femmes traitées à long terme exclu la possibilité de conclure que le traitement chronique avec le tamoxifène augmente la durée de l’intervalle QT. L'accès à des souris femelles et des cobayes nous a permis de démontrer que contrairement au traitement en aigu, les courants et les canaux K+ cardiaques sont augmentés en chronique. Les oestrogènes associés à une diminution des courants K+ d’une part et nos résultats obtenus avec le tamoxifène d’autre part suggèrent qu’en bloquant les récepteurs oestrogéniques, le tamoxifène puisse prévenir les effets inhibiteurs des oestrogènes sur les courants K+. Cette association œstrogènes- tamoxifène- récepteurs oestrogéniques et courants K+ nous a encouragées à approfondir encore nos études et vérifier l’influence des hormones sexuelles féminines sur la repolarisation ventriculaire. Une troisième étude a été ainsi réalisée chez des souris femelles ovariectomisées et des souris déficientes en récepteurs oestrogéniques α ou β afin de vérifier le rôle des oestrogènes et des récepteurs oestrogéniques sur la repolarisation ventriculaire. Nos résultats ont révélé clairement que l’absence des oestrogènes entraîne une augmentation de la densité du courant K+ transitoire indépendant du Ca2+ (Ito) et de l’expression du canal Kv4.3 et ces effets sont médiés par les REα. Ces données soutiennent davantage notre conclusion que l’inhibition des récepteurs oestrogéniques est responsable de l’augmentation des courants/canaux K+ et suggèrent fortement qu’ils jouent un rôle dans la régulation de la repolarisation ventriculaire. Elles soulignent aussi l'importance de vérifier le statut hormonal des animaux utilisés pour des études touchant l'électrophysiologie cardiaque. Dans la dernière partie de cette thèse nous avons vérifié les effets de la grossesse et du système nerveux autonome sur les différents paramètres électrocardiographiques et plus particulièrement sur le rythme cardiaque chez la souris. Nos données ont montré que, comme chez la femme enceinte, la grossesse est associée à une augmentation du rythme cardiaque. De plus, l'augmentation des niveaux des hormones féminines pourrait affecter l’automatisme et l’activité électrique cardiaque. Ces différentes études ont augmenté les connaissances sur la régulation hormonale de l'électrophysiologie cardiaque et aideront aux avancements des recherches chez les femmes. / Tamoxifen is a selective estrogen receptor modulator widely used in the treatment and prevention of breast cancer from more than 20 years. Other studies have reported that acute exposure to tamoxifen can reduce cardiac K+ currents. However, in vivo tamoxifen is largely metabolized and most of its activity is attributable to its major metabolite, 4- hydroxytamoxifen (4OH-tamoxifen). In our first study, we investigated the acute effects of 4OH-tamoxifen on cardiac K+ currents in mice. Using the patch-clamp technique, we found that, as with tamoxifen, short-term exposure to 4OH-tamoxifen reduced K+ currents in the mouse ventricle even in the presence of the selective oestrogen receptor antagonist, ICI-182,780, or the inhibitor of RNA synthesis, actinomycin D. These results suggest an inhibition independent of the intracellular oestrogen receptor and the protein synthesis. However, women receiving long-term tamoxifen therapy do not experience cardiac arrhythmias although acute perfusion of tamoxifen has been shown to inhibit cardiac K+ currents. This observation suggests that chronic tamoxifen treatment does not negatively modulate cardiac K+ currents. Therefore, in order to investigate the absence of cardiac arrhythmias in women, we examined the effects of long term tamoxifen therapy associated with low level of estrogen on ventricular K+ currents and channels expressed in mouse and guinea pig heart. Female mice and guinea pigs were treated with placebo or tamoxifen pellets for 60 days. Our results show an increase of the densities of K+ currents and the expression of their channels. Conditions with high oestrogen levels are associated with reduced K+ currents both in the heart and the uterus. Thus, conceivably, tamoxifen might prevent the inhibitory effects of oestrogen on K+ channels by blocking the oestrogen receptors, which would explain the reported increase in K+ currents. These findings could contribute to explain the absence of cardiac arrhythmia with long-term tamoxifen therapy. These association estrogen- tamoxifen and estrogen receptor lead us to study the influence of estrogens and estrogen receptors on ventricular repolarization. Accordingly, we assessed the involvement of estrogens and ER on K+ currents in mouse using ovariectomised (OVX), ER-knockout (ERKOα) or ERβ-knockout (ERKOβ) female mice. These experiments show that the absence of estrogen is associated with an increase of the density of the Ca2+-independent transient outward, Ito, the mRNA and protein expression of Kv4.3. These results vi obtained with ERKO mice suggest that estrogens regulate ventricular repolarization and ER mediates this effect. The last part of this thesis was to determine whether pregnancy elicits a change in the heart rate in mice and whether pregnancy-related changes are due to the cardiac conduction system rather than a change in autonomic tone. Our results revealed that pregnancy accelerates the resting heart rate and the AV node conduction time in the presence and absence of autonomic nervous system input suggesting an intrinsic mechanism. Moreover, Hormonal changes that occur during pregnancy are likely to be involved in these adaptations of the heart to pregnancy. These studies provide a new insight to understand the hormonal regulation of cardiac electrophysiology.

Plusieurs éléments de la pathogenèse de la scoliose idiopathique de l’adolescent indiquent que les estrogènes pourraient intervenir dans le développement et la progression de cette maladie. Ce projet avait donc pour but d’explorer l’expression et la fonctionnalité des récepteurs aux estrogènes ERα et ERβ ainsi que leurs isoformes dans les ostéoblastes de patients scoliotiques et sains. L’induction des gènes de facteurs influençant la minéralisation et la différenciation des ostéoblastes par les estrogènes a également été étudié. Par immunofluorescence, nous avons remarqué une augmentation de la présence protéique de ERβ dans les ostéoblastes de patients SIA comparé aux sujets contrôles. Les récepteurs aux estrogènes provenant des ostéoblastes des patients sont fonctionnels tout comme ceux des contrôles et aucune différence dans l'interaction ADN-protéine n’a été observée. Il y a également une augmentation de l’expression génique de l’ostéopontine, l’ostéocalcine, le collagène de type I, la phosphatase alkaline et BMP2 dans les ostéoblastes des patients SIA. Un début de minéralisation in vitro a été observé dans les ostéoblastes de patients SIA et contrôles. ERα et ERβ sont présents et fonctionnels dans les ostéoblastes des patients SIA et sains. Leur expression est variable, mais ces variations existent chez les patients SIA et les contrôles. L’implication des estrogènes dans la SIA ne serait donc pas au niveau des récepteurs aux estrogènes mais au niveau de l’interactions des estrogènes avec d’autres facteurs étiologiques tels que la mélatonine, la formation/résorption osseuse ou autres facteurs neuro-endocriniens. / Recent developments in the research on pathogenesis of Adolescent Idiopathic Scoliosis indicate that estrogens could intervene in the development and progression of this disease. Therefore, this project focussed on the expression and functionality of estrogen receptors ERα and ERβ and their isoforms in osteoblasts of scoliotic patients and controls. The induction by estrogens of the expression of factors influencing mineralization and osteoblast differentiation was also studied. We observed by immunofluorescence, an increase of the presence of ERβ in osteoblasts of AIS patients compared to controls. A higher level of expression of osteopontin, osteocalcin, type I collagen, alkaline phosphatase and BMP2 was found in osteoblasts of AIS patients compared to controls. Estrogen receptors in osteoblasts from AIS patients are functional, as they were in controls and no difference in DNA-binding activity was observed. ERα et ERβ are present and functional in osteoblasts from AIS patients and controls. Their expression is variable, but these variations exist in both populations. The implication of estrogens in AIS would therefore be in the interaction between these hormones and other factors influencing the aetiology of AIS like melatonin, bone formation and resorption and neuro-endocrin factors, rather than in a default in the estrogens receptors themselves.

Le tamoxifène, un modulateur sélectif des récepteurs oestrogéniques, est un médicament largement utilisé depuis plus de vingt ans pour le traitement et la prévention du cancer du sein. Plusieurs études ont rapporté que l’administration aiguë du tamoxifène pouvait réduire certains courants K+ cardiaques. Cette observation suggère que les femmes traitées de façon chronique avec le tamoxifène risquent d’avoir une prolongation de leur intervalle QT, favorisant ainsi le développement de torsades de pointes. Puisque in vivo, le tamoxifène est largement métabolisé et son effet est attribué à celui du 4hydroxy-tamoxifène (4OH-tamoxifène), nous avons d'abord vérifié si les effets du tamoxifène sur la repolarisation pouvaient être dus au 4OH-tamoxifène. À l'aide de la méthode de patch-clamp, nous avons étudié l’effet aigu du 4OH-tamoxifène sur les courants K+ présents au niveau ventriculaire chez la souris femelle. En premier lieu, nous avons démontré que les souris traitées avec le 4OH-tamoxifène présentaient une diminution des courants K+ comparativement aux souris intactes. Fait intéressant, le prétraitement des myocytes avec l’antagoniste des récepteurs oestrogéniques, le ICI 182,780, ou l’inhibiteur de la synthèse protéique, l'actinomycine D, n’a pas modifié les effets du 4OH-tamoxifène. Ces résultats suggéraient que les effets du 4OH-tamoxifène sur les courants potassiques ne soient pas liés à la transcription génomique et n’implique pas les récepteurs aux œstrogènes. Bien que l’administration aiguë du 4OH-tamoxifène diminue les courants K+ cardiaques, l’absence de troubles au niveau du rythme cardiaque chez les femmes traitées à long terme exclu la possibilité de conclure que le traitement chronique avec le tamoxifène augmente la durée de l’intervalle QT. L'accès à des souris femelles et des cobayes nous a permis de démontrer que contrairement au traitement en aigu, les courants et les canaux K+ cardiaques sont augmentés en chronique. Les oestrogènes associés à une diminution des courants K+ d’une part et nos résultats obtenus avec le tamoxifène d’autre part suggèrent qu’en bloquant les récepteurs oestrogéniques, le tamoxifène puisse prévenir les effets inhibiteurs des oestrogènes sur les courants K+. Cette association œstrogènes- tamoxifène- récepteurs oestrogéniques et courants K+ nous a encouragées à approfondir encore nos études et vérifier l’influence des hormones sexuelles féminines sur la repolarisation ventriculaire. Une troisième étude a été ainsi réalisée chez des souris femelles ovariectomisées et des souris déficientes en récepteurs oestrogéniques α ou β afin de vérifier le rôle des oestrogènes et des récepteurs oestrogéniques sur la repolarisation ventriculaire. Nos résultats ont révélé clairement que l’absence des oestrogènes entraîne une augmentation de la densité du courant K+ transitoire indépendant du Ca2+ (Ito) et de l’expression du canal Kv4.3 et ces effets sont médiés par les REα. Ces données soutiennent davantage notre conclusion que l’inhibition des récepteurs oestrogéniques est responsable de l’augmentation des courants/canaux K+ et suggèrent fortement qu’ils jouent un rôle dans la régulation de la repolarisation ventriculaire. Elles soulignent aussi l'importance de vérifier le statut hormonal des animaux utilisés pour des études touchant l'électrophysiologie cardiaque. Dans la dernière partie de cette thèse nous avons vérifié les effets de la grossesse et du système nerveux autonome sur les différents paramètres électrocardiographiques et plus particulièrement sur le rythme cardiaque chez la souris. Nos données ont montré que, comme chez la femme enceinte, la grossesse est associée à une augmentation du rythme cardiaque. De plus, l'augmentation des niveaux des hormones féminines pourrait affecter l’automatisme et l’activité électrique cardiaque. Ces différentes études ont augmenté les connaissances sur la régulation hormonale de l'électrophysiologie cardiaque et aideront aux avancements des recherches chez les femmes. / Tamoxifen is a selective estrogen receptor modulator widely used in the treatment and prevention of breast cancer from more than 20 years. Other studies have reported that acute exposure to tamoxifen can reduce cardiac K+ currents. However, in vivo tamoxifen is largely metabolized and most of its activity is attributable to its major metabolite, 4- hydroxytamoxifen (4OH-tamoxifen). In our first study, we investigated the acute effects of 4OH-tamoxifen on cardiac K+ currents in mice. Using the patch-clamp technique, we found that, as with tamoxifen, short-term exposure to 4OH-tamoxifen reduced K+ currents in the mouse ventricle even in the presence of the selective oestrogen receptor antagonist, ICI-182,780, or the inhibitor of RNA synthesis, actinomycin D. These results suggest an inhibition independent of the intracellular oestrogen receptor and the protein synthesis. However, women receiving long-term tamoxifen therapy do not experience cardiac arrhythmias although acute perfusion of tamoxifen has been shown to inhibit cardiac K+ currents. This observation suggests that chronic tamoxifen treatment does not negatively modulate cardiac K+ currents. Therefore, in order to investigate the absence of cardiac arrhythmias in women, we examined the effects of long term tamoxifen therapy associated with low level of estrogen on ventricular K+ currents and channels expressed in mouse and guinea pig heart. Female mice and guinea pigs were treated with placebo or tamoxifen pellets for 60 days. Our results show an increase of the densities of K+ currents and the expression of their channels. Conditions with high oestrogen levels are associated with reduced K+ currents both in the heart and the uterus. Thus, conceivably, tamoxifen might prevent the inhibitory effects of oestrogen on K+ channels by blocking the oestrogen receptors, which would explain the reported increase in K+ currents. These findings could contribute to explain the absence of cardiac arrhythmia with long-term tamoxifen therapy. These association estrogen- tamoxifen and estrogen receptor lead us to study the influence of estrogens and estrogen receptors on ventricular repolarization. Accordingly, we assessed the involvement of estrogens and ER on K+ currents in mouse using ovariectomised (OVX), ER-knockout (ERKOα) or ERβ-knockout (ERKOβ) female mice. These experiments show that the absence of estrogen is associated with an increase of the density of the Ca2+-independent transient outward, Ito, the mRNA and protein expression of Kv4.3. These results vi obtained with ERKO mice suggest that estrogens regulate ventricular repolarization and ER mediates this effect. The last part of this thesis was to determine whether pregnancy elicits a change in the heart rate in mice and whether pregnancy-related changes are due to the cardiac conduction system rather than a change in autonomic tone. Our results revealed that pregnancy accelerates the resting heart rate and the AV node conduction time in the presence and absence of autonomic nervous system input suggesting an intrinsic mechanism. Moreover, Hormonal changes that occur during pregnancy are likely to be involved in these adaptations of the heart to pregnancy. These studies provide a new insight to understand the hormonal regulation of cardiac electrophysiology.

La 7β-hydroxy-épiandrostérone, stéroïde endogène dérivant de la DHEA, présente des propriétés anti-inflammatoires. En effet, elle module la voie des prostaglandines (PGs) en inhibant la production de la PGE2 pro-inflammatoires et en augmentant la production de la 15-Deoxy-∆12,14-PGJ2 cyto-protectrice in vivo et in vitro. Les faibles doses de 7β-hydroxy-épiandrostérone (1nM, 10nM, 100nM) pour lesquelles ces effets sont observés, suggèrent une liaison à un récepteur spécifique. L’inflammation et la production des PGs jouent un rôle important dans le développement et la prolifération des tumeurs mammaires estrogéno-dépendantes. Le 17β-estradiol (E2), en se fixant sur les récepteurs des estrogènes (REs), induit la production de PGE2 et la prolifération cellulaire dans ces cellules tumorales. De ce fait, notre objectif était de tester les effets de la 7β-hydroxy-épiandrostérone sur la prolifération (comptage avec exclusion au bleu trypan), le cycle cellulaire et l’apoptose (cytométrie de flux) dans les lignées cellulaires de cancer du sein MCF-7 (REα+, REβ+, GPR30+) et MDA-MB-231 (REα-, REβ+, GPR30+) et d’identifier une(des) cible(s) potentielle(s) dans ces cellules (transactivation) et dans des cellules négatives pour les REs nucléaires SKBr3 (GPR30+) (études de prolifération). Cette étude a montré que la 7β-hydroxy-épiandrostérone exerce des effets anti-estrogéniques dans les cellules MCF-7 et MDA-MB-231 associés à une inhibition de la prolifération et un arrêt du cycle cellulaire. Les études de transactivation et de prolifération avec les agonistes spécifiques des REs ont montré une interaction avec le REβ. De plus, les résultats des études de proliférations sur les trois lignées cellulaires suggèrent que la 7β-hydroxy-épiandrostérone pourrait également interagir avec le GPR30. Ces résultats indiquent que ce stéroïde androgène agit comme un anti-estrogène. De plus, c’est la première fois qu’un stéroïde androgène à faible dose montre une action anti-proliférative dans des lignées de cancers du sein. Des études ultérieures restent à réaliser afin de mieux comprendre ces effets observés. / 7β-hydroxy-epiandrosterone, an endogenous androgenic derivative of DHEA, has previously been shown to exert anti-inflammatory action in vitro and in vivo via a shift from prostaglandin E2 (PGE2) to 15-deoxy-∆12,14-PGJ2 production. This modulation in prostaglandin production was obtained with low concentrations of 7β-hydroxy-epiandrosterone (1–100 nM) and suggested that it might act through a specific receptor. Inflammation and prostaglandin synthesis is important in the development and survival of estrogen-dependent mammary cancers. Estrogen induced PGE2 production and cell proliferation via its binding to estrogen receptors (ERs) in these tumors. Our objective was to test the effects of 7β-hydroxy-epiandrosterone on the proliferation (by counting with trypan blue exclusion), cell cycle and cell apoptosis (by flow cytometry) of breast cancer cell lines MCF-7 (ERα+, ERβ +, G-protein coupled receptor 30 : GPR30+) and MDA-MB-231 (ERα-, ERβ +, GPR30+) and to identify a potential target of this steroid in these cell lineages (by transactivations) and in the nuclear ER-negative SKBr3 cells (GPR30+) (by proliferation assays). 7β-hydroxy-epiandrosterone exerted anti-estrogenic effects in MCF-7 and MDA-MB-231 cells associated with cell proliferation inhibition and cell cycle arrest. Moreover, transactivation and proliferation with ER agonists assays indicated that 7β-hydroxy-epiandrosterone interacted with ERβ. Data from proliferation assays on the MCF-7, MDA-MB-231 and SKBr3 cell lines suggested that 7β-hydroxy-epiandrosterone may also act through the membrane GPR30 receptor.These results support that this androgenic steroid acts as an anti-estrogenic compound. Moreover, this is the first evidence that low doses of androgenic steroid exert antiproliferative effects in these mammary cancer cells. Further investigations are needed to improve understanding of the observed actions of endogenous 7β-hydroxy-epiandrosterone.

L’intégrité fonctionnelle de la barrière hémato-encéphalique (BHE) est altérée dans de nombreuses pathologies neurologiques et métaboliques. Les vaisseaux cérébraux sont des tissus cibles des hormones stéroïdes sexuelles mais la contribution respective de ces effecteurs endocriniens et de leurs récepteurs dans l’intégrité de la BHE reste encore à être précisée. Les effets des hormones gonadiques sur l’unité neurovasculaire chez la souris ont été étudiés, en se concentrant sur l’aire préoptique médiane de l’hypothalamus, une région cérébrale hormono-sensible. L’augmentation de la perméabilité de la BHE chez des souris mâles et femelles gonadectomisés. Elle est associée chez le mâle à une désorganisation des jonctions serrées et une diminution de l’expression des protéines les constituant, à une activation des cellules gliales, et à une augmentation de l’expression de molécules inflammatoires, la supplémentation en testostérone permettant la restoration. Les récepteurs des androgènes et des estrogènes peuvent ainsi être impliqués dans la régulation hormono-dépendante du transport paracellulaire. La lignée de souris transgéniques sélectivement invalidées pour le récepteur neural des androgènes, a permis de mettre en évidence l’effet délétère de l’absence de ce récepteur sur l’intégrité de la BHE et des jonctions serrées. Pour compléter, un modèle ex vivo de tranches d’hypothalamus a permis d’appréhender les effets à court terme de la testostérone sur la BHE. Ces données soulèvent des questions sur les effets délétères potentiels des perturbateurs endo-criniens sur l'intégrité BBB et l'apparition de maladies neurologiques et métaboliques associées. / Functional integrity of the blood-brain barrier (BBB) is compromised in many neurological and metabolic pathologies. Cerebral blood vessels are target tissue for sex steroid hormones but the relative contribution of these endocrine effectors and their receptors in the BBB integrity are still unclear. Effects of gonadal hormones on the mouse neurovascular unit were studied, focusing on the hypothalamic medial preoptic area, a highly sensitive brain area to gonadal steroid hormones. BBB permeability increased in both gonactectomized male and female, is associated with tight junction disorganization and lower expression of tight junction proteins, glial activation, and up-regulation of inflammatory molecules in male. Testosterone supplementation restores the BBB impermeability, tight junction integrity, and almost completely abrogated the inflammatory features. Androgen and estrogen receptor may be involved in testosterone-induced regulation of the formation and maintenance of tight junction in males. Studying the involvement of these receptors using a trans-genic mice line selectively lacking neural AR in the CNS, highlighted the negative effect of this dele-tion on the BBB and TJ integrity. To complete, ex vivo slices of male mouse hypothalamus allowed to assess short-term molecular mechanisms of testosterone on the BBB structure and function.These data raise questions about the potential deleterious effects of endocrine disruptors on the BBB integrity and the occurrence of neurological and metabolic diseases.