Nous avons démontré la présence d'apoptose dans le système limbique suivant un infarctus du myocarde. Cette mort cellulaire serait partiellement reliée à l'augmentation de cytokines pro-inflammatoires. Des études démontrent que certains probiotiques ont des effets bénéfiques en diminuant le ratio de cytokines pro/anti-inflammatoires. La prise de probiotiques en prévention, avant l’occlusion d’une artère coronarienne, pourrait-elle diminuer l’apoptose dans le système limbique? Méthodes : La combinaison de probiotiques Lactobacillus helveticus R0052 et Bifidobacterium longum R0175 ou son véhicule fut additionné dans l’eau des rats pendant 28 jours consécutifs. Un infarctus du myocarde fut provoqué par l’occlusion de l’artère coronaire gauche. Après 40 minutes d'occlusion, les régions ischémiques ont été reperfusées pour 72 heures. Les animaux furent sacrifiés et la taille de l'infarctus mesurée. L'amygdale et l'hippocampe furent prélevés pour déterminer l'activité de la caspase-3 (pro-apoptotique), le ratio Bax/Bcl2(proapoptotique/ anti-apoptotique) et l'activité d'Akt (survie cellulaire). Résultats : La taille de l’infarctus n'est pas diminuée dans le groupe probiotique (45% de la région à risque)comparé au groupe placebo. Nos marqueurs d’apoptose démontrent une diminution dans les régions du gyrus denté, de l’amygdale latérale et médiane dans le groupe probiotique par rapport au placebo. L’activité de la caspase-3 et le ratio Bax:Bcl2 furent réduits dans le groupe probiotique de 50% et 40% respectivement (p < 0.05) et phosphorylation d’Akt fut augmentée de 35% (p<0.05). Aucune différence fut observée pour les régions Ca1 et Ca3. Conclusion : La combinaison de probiotiques utilisée réduit l’apoptose dans différentes régions du système limbique 72 heures après un IM. / Apoptosis is observed in limbic system after a myocardial infarction (MI). This cell death is due to the release of pro-inflammatory cytokines. Since probiotics reduce the pro/anti-inflammatory cytokine ratio, we hypothesise that probiotics will lessen apoptosis in the limbic system following MI. Methods: Rats were given probiotics or placebo for 4 consecutive weeks. Rat in the probiotic group received a daily dose of over 1 billion live bacterial cells of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 in combination. A MI was then induced in anesthetised rats by a 40-minute occlusion of the left anterior coronary artery followed by a 72 hours of reperfusion. Infarct size was measured and apoptosis was determined in the amygdala and hippocampus in both groups. Results: Infarct size was not diminished in the probiotic group (45% of the risk area), apoptosis was lessened in the dentate gyrus (DG), the lateral (LA) and medial (MA)amygdala compared to the placebo group. Caspase-3 and Bax/Bcl2 ratio were reduced in the probiotic group by about 50% and 40% respectively. Akt activity was increased by 35% in these regions. No difference was observed in the hippocampus Ca1 and Ca3 regions. Conclusion: This probiotic combination can reduce the apoptosis found in specific regions of the limbic system following a MI, which may have significance for post-MI depression.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2004. / Härtill 5 uppsatser.

Diverses études épidémiologiques ont mis en évidence une relation étroite entre pollution urbaine au monoxyde de carbone (CO) et mortalité cardiovasculaire. Récemment il a été mis en évidence, chez le rat, qu'une exposition prolongée à ce polluant urbain avait pour conséquence le développement d'un phénotype cellulaire pathologique, pouvant influencer la vulnérabilité du coeur à un stress aigu. L'objectif de nos travaux était donc i) d'évaluer l'impact de la pollution au CO, sur la sensibilité du myocarde de rats au syndrome d'ischémie-reperfusion (IR) ; et ii) d'évaluer les effets potentiellement cardioprotecteurs d'un exercice pratiqué régulièrement à intensité modérée, sur le remodelage phénotypique cellulaire myocardique. Pour cela, 187 rats Wistar ont été séparés en 3 groupes : des rats contrôles, des rats exposés pendant 4 semaines au CO (30-100 ppm), et des rats entraînés en endurance avant d'être exposés au CO. La sensibilité à l'IR était évaluée par ischémie régionale réalisée sur modèle de coeur isolé perfusé de Langendorff. La fonction et les mouvements calciques de cardiomyocytes isolés était évalués en condition basale et consécutivement à un protocole d'anoxie-réoxygénation. Les résultats de ce travail confirment l'apparition d’un phénotype pathologique chez les rats exposés de façon prolongée au CO. Ce phénotype pathologique caractérisé dans notre travail par une altération de l’homéostasie calcique et du statut redox cellulaire ainsi qu'une expression tissulaire de iNOS apparait comme à l'origine de la plus grande vulnérabilité du coeur à un stress d’IR. Un autre résultat majeur de ce travail est qu’une stratégie de cardioprotection par un exercice d'intensité modérée pratiqué de manière régulière, permet de prévenir le remodelage pathologique cardiomyocytaire et ainsi l'augmentation de la sensibilité du myocarde à l'IR / Epidemiological studies suggested that carbon monoxide (CO) urban air pollution is mainly related to cardiovascular mortality. In addition, recent experimental studies have highlighted that CO exposure was responsible for the development of cardiomyocytes’ pathological remodeling, which can render the heart more vulnerable to acute stresses. Therefore, the aim of this experimental work was to i) evaluate the impact of prolonged exposure to simulated CO urban pollution on the sensitivity of the myocardium to IR ; and ii) evaluate potential cardioprotective effects of regular bouts of endurance training in this model. 187 Wistar rats were separated into 3 groups : control rats, CO rats exposed during 4 weeks to CO (30-100 ppm), and CO exercised rats. Myocardial sensibility to IR was evaluated with a regional ischemia performed on a Langendorff model of isolated heart. Moreover, the cardiomyocytes’ function and calcium handling were evaluated at basal conditions, following a protocol of cellular anoxia and reoxygenation. The results of this study confirm that chronic exposure to CO is responsible for cardiac phenotypic changes, which are characterized in this work by an imbalance in the cardiomyocytes’ oxidative status, an impairment of calcium handling and iNOS expression. These phenotypic changes were associated in this work with higher heart vulnerability to IR. Another major result of this study is that regular bouts of endurance training conducted prior to CO exposure prevented the pathological cardiac remodeling, consequently leading to higher heart vulnerability due to IR

L'ischémie myocardique est caractérisée par la survenue de désordres ioniques et métaboliques responsables de la perte de l'intégrité structurale et fonctionnelle cellulaire, notamment au niveau des mitochondries et, en conséquence, de l'altération de l'activité électromécanique cardiaque. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés : 1) à l'étude des lésions d'ischémie-reperfusion (I/R) et des moyens pharmacologiques de cardioprotection avec amlodipine (antagoniste calcique), perindorpilate (Inhibiteur de l'enzyme de conversion). Après avoir mis en évidence les différentes altérations électrophyiologiques, hémodynamiques, structurales et fonctionnelles mitochondriales induite par un épisode d'I/R, les molécules précédemment citées sont administrées seules ou en association, en bolus IV, avant l'induction de l'ischémie myocardique par ligature de l'artère interventriculaire antérieure dans sa partie distale et à une minute seulement après la reperfusion (Etude I, n=36 porcelets domestiques) ; 2) à la cardiotoxicité aigue d'un anesthésique local en l'occurrence la lévobubivacaine à la suite d'une injection intravasculaire (IV). Cette toxicité a été évaluée dans deux situations distinctes : circulation coronaire préservée ou ischémie myocardique. Ces deux situations permettent de « mimer » respectivement une intoxication à la levobupivacaïne chez un sujet sain ou coronarien ; 3) à l'effet bénéfique éventuel des émulsions lipidiques (Intralipid®) dans les mêmes conditions expérimentales. Les émulsions lipidiques ont été administrées quelques minutes après l'injection (IV) de la levobupivacaïne (Etude II, n=48 porcelets domestiques). Ces études ont été menées, in vivo, sur des porcs anesthésiés et ventilés. Les paramètres électrophysiologiques et hémodynamiques ont été déterminés tout au long de l'expérimentation à des intervalles réguliers. A la fin des expériences, les animaux ont été euthanasiés et des fragments de ventricule gauche ont été prélevés pour l'évaluation structurale cellulaire et fonctionnelle mitochondriale / Myocardial ischemia is characterized by the development of ionic and metabolic disorders that result in the loss of the structural and functional cellular integrity, especially within mitochondria and, consequently, in alterations of cardiac electromechanical activity. In the context of this thesis, the following aspects have been investigated: (1) ischemia-reperfusion (I/R) lesions and pharmacological measures of cardioprotection involving the calcium antagonist amlodipine, and the converting enzyme inhibitor perindorpilate. After describing the various electrophysiological, hemodynamic, and mitochondrial (both structural and functional) alterations induced by I/R, amlodipine and perindorpilate were administered either alone or combined, via a bolus IV injection, prior to a distal ligation of the anterior interventricular artery, and then one minute after reperfusion (Study II; n = 36 domestic piglets); (2) the acute cardiotoxicity of the local anesthetic levobupivacaine following an IV injection. Cardiotoxic effects were evaluated in two distinctive situations: preserved coronary circulation and experimental myocardial ischemia. Using both situations allows for mimicking levobupivacaine overdose in a healthy patient or a patient with coronary disease, respectively; (3) the possibly beneficial effect of lipid emulsions (Intralipid®) in both experimental conditions. Lipid emulsions were administered a few minutes following the IV injection of levobupivacaine (Study II, n=48 domestic piglets). These investigations were conducted in vivo on piglets anesthetized and ventilated. Electrophysiological and hemodynamic parameters were measured at given intervals throughout the study. At the end of the study, the animals were sacrificed and tissue samples of the left ventricles were withdrawn to measure the structure and function of mitochondria

L’ischémie-reperfusion (IR) du muscle squelettique est à l’origine de lésions au niveau local et au niveau systémique. Au niveau musculaire, l’IR est caractérisée par une atteinte de la chaîne respiratoire mitochondriale, une production de ROS et une activation de l’inflammation. Au niveau systémique, ces lésions peuvent aboutir à un tableau de défaillance multiviscérale. La physiopathologie et la chronologie précise de ces évènements demeurent néanmoins imprécises. Enfin, différentes stratégies ont été développées pour limiter ces lésions. Récemment, le dérivé Bβ (15-42) de la fibrine (nommé FX06) et le perconditionnement ont permis de protéger le myocarde des lésions d’IR. Les objectifs de notre travail sont de préciser, au niveau du muscle squelettique, les mécanismes à l’origine de ces lésions et d’évaluer ces deux nouvelles stratégies. Sur un modèle animal d’IR du muscle squelettique, nous avons observé une production de ROS pendant l’ischémie, préalable à l’atteinte mitochondriale et peut-être à l’origine de l’inflammation, et enfin une absence d’atteinte systémique au niveau mitochondrial après 2 heures et 24 heures de reperfusion. En ce qui concerne les traitements étudiés dans ce travail, nous n’avons pas pu démontrer l’efficacité du perconditionnement ischémique. Nous avons pu constater par contre que le peptide FX06 dérivé de la fibrine permet de prévenir l’apparition de ces lésions. Ces nouvelles connaissances vont nous permettre d’élaborer de nouvelles stratégies pour prévenir le développement des lésions d’IR. / Lower limb ischemia-reperfusion (IR) results in skeletal muscle mitochondrial alterations, production of reactive oxygen species (ROS), inflammation and remote organ impairments which are largely involved in patients prognosis. However, whether ischemia without reperfusion increases ROS production and preceedes mitochondrial alteration and whether mitochondrial dysfunction occurs early in remote organ is unknown. Remote ischemic perconditioning (PerC) and Fibrin-derived peptide Bβ(15-42) (FX06) prevent during cardiac IR but whether and how PerC and FX06 might protect skeletal muscle is unknown. This study tested whether PerC and FX06 would decrease skeletal muscle inflammation and reduce reactive oxygen species (ROS) production and mitochondrial dysfunction during IR. In an animal lower limb ischemia-reperfusion model, the objectives of our study were therefore to determine simultaneously the kinetic of ROS production, mitochondrial respiration and inflammation changes in skeletal muscle and remote organs during ischemia reperfusion and to challenge the effect of PerC and FX06 on mitochondrial respiratory chain complexes activities, ROS production and inflammation. We observed that oxidative stress preceedes skeletal muscle mitochondrial dysfunction and probably may be seen before inflammation activation. FX06 decreased inflammation, normalized ROS production and restored mitochondrial oxidative capacity during experimental skeletal muscle IR. PerC not only failed to protect ischemic skeletal muscle but impaired contralateral non ischemic suggesting that such therapy should be used with caution. This better knowledge will allow us to develop new strategies to prevent the development of IR lesions.

Introdução: O pâncreas é um órgão suscetível a lesões de isquemia-reperfusão (I/R). Estratégias terapêuticas para reduzir os danos produzidos pela I/R podem melhorar os resultados nos transplantes de pâncreas-rim. Apesar dos efeitos hemorreológicos da pentoxifilina, esta droga tem ação anti-inflamatória através da inibição da ativação de NF-kB e da produção de TNF-alfa. Foi demonstrado previamente que a pentoxifilina diminui a resposta inflamatória em modelos experimentais de pancreatite aguda e I/R hepática. Assim, a pentoxifilina pode contribuir na redução da lesão pancreática e da reposta inflamatória sistêmica em um modelo de I/R pancreática. Objetivo: Avaliar o efeito da administração de pentoxifilina em um modelo experimental de I/R pancreática em ratos. Métodos: A I/R pancreática foi realizada em sessenta ratos Wistar, por um período de uma hora através da oclusão da artéria esplênica. Os animais deste experimento foram divididos em três grupos: Grupo 1 (sham; realizado procedimento cirúrgico sem indução da I/R), grupo 2 (controle; realizado indução da I/R) que recebeu solução salina por via endovenosa e grupo 3 (pentoxifilina; realizado indução da I/R associado ao tratamento) que recebeu pentoxifilina (25mg/kg) por via endovenosa. Foram colhidas amostras de sangue para dosagem de amilase, creatinina, ureia, fator de necrose tumoral ? (TNF-alfa), interleucina-6 (IL-6) e interleucina-10 (IL-10). Os níveis de malondialdeído (MDA) pancreático, da mieloperoxidase (MPO) pulmonar e a histologia pancreática também foram avaliados. Resultados: A inibição do TNF-alfa pela pentoxifilina apresentou efeitos benéficos neste modelo experimental. O grupo de animais tratados com pentoxifilina apresentou níveis séricos significantemente menores de TNF-alfa, IL-6 e IL-10 em comparação ao grupo controle (p < 0,05). Não foram observadas diferenças significantes entre estes grupos em relação aos níveis de amilase, creatinina, ureia, MDA pancreático e MPO pulmonar. Entretanto, no grupo de animais tratados com pentoxifilina, o dano histológico pancreático foi menor em comparação ao grupo controle (p < 0,05). Conclusão: A administração de pentoxifilina reduziu a resposta inflamatória sistêmica e a lesão histológica pancreática / Introduction: The pancreas is an organ extremely susceptible to periods of ischemia. Therapeutic strategies to reduce the occurrence of pancreatic ischemiareperfusion (I/R) injury might improve outcomes in human pancreas and kidney transplantation. In addition to its haemorrheologic effects, pentoxifylline has an antiinflammatory effect by inhibiting NF-?B activation and TNF-alfa production. It has been previously demonstrated that pentoxifylline induces an anti-inflammatory response in acute pancreatitis and liver I/R models. This led to the hypothesis that pentoxifylline might reduce pancreatic lesion and the systemic inflammatory response in pancreatic I/R injury. Objective: The aim of this experimental study was to evaluate the effect of pentoxifylline administration in a rat model of pancreatic I/R injury. Methods: Pancreatic I/R was performed in sixty Wistar rats over one hour by clamping the splenic vessels. The animals of this study were divided into three groups: group 1 (sham, surgical procedure without pancreatic I/R induction), group 2 (control, I/R induction) received saline solution administered intravenously, and group 3 (pentoxifylline, I/R induction plus treatment) rats received pentoxifylline (25 mg/kg) administered intravenously. Blood samples were collected to enable the determination of amylase, creatinine, urea, tumour necrosis factor-? (TNF-alfa), interleukin-6 (IL-6) and interleukin-10 (IL-10). Pancreatic malondialdehyde (MDA) content, pulmonary myeloperoxidase (MPO) and pancreas histology were also assessed. Results: Inhibition of TNF-alfa by pentoxifylline shows beneficial effects in this experimental model. Significant reductions in serum TNF-?, IL-6 and IL-10 were observed in pentoxifylline group compared with control group (p < 0.05). No significant differences in serum amylase, creatinine, urea, pancreatic MDA or pulmonary MPO were observed between these two groups. However, the pancreatic histological damage was significantly lower in pentoxifylline treated group compared with control group (p < 0,05). Conclusion: Pentoxifylline administration reduced the systemic inflammatory response and the pancreatic histological lesion

As estratÃgias para prevenir a lesÃo de isquemia reperfusÃo durante as cirurgias hepÃticas incluem a oclusÃo intermitente do fluxo de sangue ao fÃgado ou a utilizaÃÃo de substÃncias que poderiam causar um efeito protetor ou aumento da resistÃncia do tecido hepÃtico à isquemia. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o efeito do uso da L-Alanil-Glutamina (GLN) em Ratus novergicus submetidos à isquemia hepÃtica normotÃrmica, atravÃs de provas bioquÃmicas e imunohistoquÃmicas. Utilizou-se 30 ratos machos, da variedade Wistar, com peso mÃdio de 300 gramas, distribuÃdos em trÃs grupos de 10 ratos cada: grupo Controle, Grupo Isquemia ReperfusÃo (IR) e grupo Glutamina + Isquemia ReperfusÃo (GLN+IR). O grupo IR recebeu soluÃÃo salina 0,9% intra-peritoneal (IP), 2 horas antes de ser submetido laparotomia, e isquemia total por pinÃamento da trÃade portal por 30 minutos seguidos de reperfusÃo por 60 minutos; O grupo GLN + IR recebeu 0,75mg/Kg de glutamina IP 2 horas antes de isquemia total por 30 minutos, seguidos de reperfusÃo por 60 minutos. O grupo Controle foi submetido à punÃÃo peritoneal 2 horas antes da laparotomia, e de apenas manipulaÃÃo da trÃade portal, sem realizar pinÃamento algum. O procedimento foi realizado sob anestesia (IP) com uma soluÃÃo de cloridrato de ketamina, 80 mg/Kg + cloridrato xilazina, 10 mg/Kg. Ao final do perÃodo de reperfusÃo os animais foram relaparotomizados e colhido amostras de sangue para avaliaÃÃo dos nÃveis de ALT e DHL, e amostras de tecido hepÃtico para estudo imunohistoquÃmico com anticorpo para Caspase-3. A significÃncia estatÃstica foi calculada pelo teste ANOVA e pelo pÃs-teste de comparaÃÃo de mÃltiplas mÃdias de Tukey utilizando-se o software GraphPad Prism, versÃo 5.00. A mÃdia e erro padrÃo da dosagem de ALT, DHL, e do Ãndice de cÃlulas marcadas com Caspase-3 foi respectivamente para o grupo IR: 270,6+40,8; 2079,0+262,4 e 66,3+13,5; para o grupo GLN +IR: 127,9+31,17; 1019,0+187,9 e 36,6+12,0; para o grupo Controle: 83,3+5,5; 206,6+16,2 e 21,9+111,4. O prÃ-condicionamento com L-alanil-GLN IP reduziu significativamente os valores de ALT e DHL em Ratus novergicus, submetidos à lesÃo de IR hepÃtica, sugerindo hepatoproteÃÃo. / As estratÃgias para prevenir a lesÃo de isquemia reperfusÃo durante as cirurgias hepÃticas incluem a oclusÃo intermitente do fluxo de sangue ao fÃgado ou a utilizaÃÃo de substÃncias que poderiam causar um efeito protetor ou aumento da resistÃncia do tecido hepÃtico à isquemia. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o efeito do uso da L-Alanil-Glutamina (GLN) em Ratus novergicus submetidos à isquemia hepÃtica normotÃrmica, atravÃs de provas bioquÃmicas e imunohistoquÃmicas. Utilizou-se 30 ratos machos, da variedade Wistar, com peso mÃdio de 300 gramas, distribuÃdos em trÃs grupos de 10 ratos cada: grupo Controle, Grupo Isquemia ReperfusÃo (IR) e grupo Glutamina + Isquemia ReperfusÃo (GLN+IR). O grupo IR recebeu soluÃÃo salina 0,9% intra-peritoneal (IP), 2 horas antes de ser submetido laparotomia, e isquemia total por pinÃamento da trÃade portal por 30 minutos seguidos de reperfusÃo por 60 minutos; O grupo GLN + IR recebeu 0,75mg/Kg de glutamina IP 2 horas antes de isquemia total por 30 minutos, seguidos de reperfusÃo por 60 minutos. O grupo Controle foi submetido à punÃÃo peritoneal 2 horas antes da laparotomia, e de apenas manipulaÃÃo da trÃade portal, sem realizar pinÃamento algum. O procedimento foi realizado sob anestesia (IP) com uma soluÃÃo de cloridrato de ketamina, 80 mg/Kg + cloridrato xilazina, 10 mg/Kg. Ao final do perÃodo de reperfusÃo os animais foram relaparotomizados e colhido amostras de sangue para avaliaÃÃo dos nÃveis de ALT e DHL, e amostras de tecido hepÃtico para estudo imunohistoquÃmico com anticorpo para Caspase-3. A significÃncia estatÃstica foi calculada pelo teste ANOVA e pelo pÃs-teste de comparaÃÃo de mÃltiplas mÃdias de Tukey utilizando-se o software GraphPad Prism, versÃo 5.00. A mÃdia e erro padrÃo da dosagem de ALT, DHL, e do Ãndice de cÃlulas marcadas com Caspase-3 foi respectivamente para o grupo IR: 270,6+40,8; 2079,0+262,4 e 66,3+13,5; para o grupo GLN +IR: 127,9+31,17; 1019,0+187,9 e 36,6+12,0; para o grupo Controle: 83,3+5,5; 206,6+16,2 e 21,9+111,4. O prÃ-condicionamento com L-alanil-GLN IP reduziu significativamente os valores de ALT e DHL em Ratus novergicus, submetidos à lesÃo de IR hepÃtica, sugerindo hepatoproteÃÃo. / The strategies to prevent the hepatic ischemia/reperfusion injury after hepatic resections or transplantation include intermittent control of blood influx to the liver or the use of a substance that could cause a protective effect or increase of the resistance of the hepatic tissue to ischemia. The present study had the objective to evaluate the effect of the use of the L-Alanil-Glutamina in Ratus novergicus submitted the normothermic hepatic ischemia on liver biochemists and imunohistochemistry, as well as evaluating apoptosis present in this experimental model. 30 male rats, with average weight of 300 grams, divided in three groups of 10 rats: Control group, Ischemia Reperfusion group and Glutamine group. Ischemia Reperfusion group received saline solution 0.9% intra-peritoneal (IP), 2 hours before being submitted to laparotomy, and total ischemia by clampping of portal triad for 30 minutes followed of reperfusion for 60 minutes; The Glutamine group received 0,75mg/Kg IP 2 hours before total ischemia for 30 minutes, followed by reperfusion for 60 minutes. Control group was submitted the peritoneal punction 2 hours before the laparotomy, and only manipulation of the biliary tree, without carrying through any clamping. The procedure was carried through under anesthesia (IP) with a solution of Ketamin chloridate , 80 mg/Kg + xilazin chloridate, 10 mg/Kg. To the end of the period of reperfusion the animals had been relaparotomized and blood collected for evaluation of the levels of ALT and DHL, and hepatic tissue samples for imunohistochemistry study with antibody for Caspase-3. The statistics significance was calculated by ANOVA and the post test of multiple comparison of Tukey, using the software GraphPad Prism, version 5.00. The average and error standard of the dosage of ALT, DHL, and of the index of cells marked with Caspase-3 was respectively for the Ischemia Reperfusion group: 270,6+40,8; 2079,0+262,4 and 66,3+13,5; for the Glutamine group: 127,9+31,17; 1019,0+187,9 and 36,6+12,0; for the Control group: 83,3+5,5; 206,6+16,2 and 21,9+111,4. The preconditioning with intraperitoneal L-alanil-glutamine significantly reduces the values of the biochemists markers, in Ratus novergicus submitted to the hepatic ischemia-reperfusion injury, suggesting hepatic protection. / The strategies to prevent the hepatic ischemia/reperfusion injury after hepatic resections or transplantation include intermittent control of blood influx to the liver or the use of a substance that could cause a protective effect or increase of the resistance of the hepatic tissue to ischemia. The present study had the objective to evaluate the effect of the use of the L-Alanil-Glutamina in Ratus novergicus submitted the normothermic hepatic ischemia on liver biochemists and imunohistochemistry, as well as evaluating apoptosis present in this experimental model. 30 male rats, with average weight of 300 grams, divided in three groups of 10 rats: Control group, Ischemia Reperfusion group and Glutamine group. Ischemia Reperfusion group received saline solution 0.9% intra-peritoneal (IP), 2 hours before being submitted to laparotomy, and total ischemia by clampping of portal triad for 30 minutes followed of reperfusion for 60 minutes; The Glutamine group received 0,75mg/Kg IP 2 hours before total ischemia for 30 minutes, followed by reperfusion for 60 minutes. Control group was submitted the peritoneal punction 2 hours before the laparotomy, and only manipulation of the biliary tree, without carrying through any clamping. The procedure was carried through under anesthesia (IP) with a solution of Ketamin chloridate , 80 mg/Kg + xilazin chloridate, 10 mg/Kg. To the end of the period of reperfusion the animals had been relaparotomized and blood collected for evaluation of the levels of ALT and DHL, and hepatic tissue samples for imunohistochemistry study with antibody for Caspase-3. The statistics significance was calculated by ANOVA and the post test of multiple comparison of Tukey, using the software GraphPad Prism, version 5.00. The average and error standard of the dosage of ALT, DHL, and of the index of cells marked with Caspase-3 was respectively for the Ischemia Reperfusion group: 270,6+40,8; 2079,0+262,4 and 66,3+13,5; for the Glutamine group: 127,9+31,17; 1019,0+187,9 and 36,6+12,0; for the Control group: 83,3+5,5; 206,6+16,2 and 21,9+111,4. The preconditioning with intraperitoneal L-alanil-glutamine significantly reduces the values of the biochemists markers, in Ratus novergicus submitted to the hepatic ischemia-reperfusion injury, suggesting hepatic protection.

La méthode de préservation d’organes la plus utilisée actuellement en transplantation rénale est la conservation statique en hypothermie. Cependant, ce mode de conservation induit des dommages inhérents aux lésions du syndrome d’ischémie/reperfusion (I/R). Cette étude a eu pour objectif d’identifier de nouvelles conditions de préservation des greffons, afin de limiter les lésions d’I/R, en modulant la température de conservation ou par ajout d’un transporteur d’oxygène. Nous avons utilisé deux modèles : in vitro avec des cellules endothéliales et in vivo en autotransplantation rénale chez le porc.Les résultats ont confirmé les effets délétères de la conservation à 4°C contrairement à des conservations à 19°C, 27°C et surtout 32°C, permettant d’obtenir une activité métabolique, une viabilité et une intégrité cellulaire supérieures ainsi qu’une diminution des marqueurs de l’inflammation et du stress oxydant. Nous avons aussi démontré les bénéfices d'un nouveau transporteur d’oxygène, M101, dans deux des solutions de conservation les plus utilisés, UW et HTK. L'utilisation de M101 en conservation statique permet une meilleure reprise de fonction à court terme et une réduction de la fibrose, cause principale de la perte du greffon. Enfin, nous avons montré une conservation des bénéfices de M101 à des doses réduites et déterminé que cette protection était due à une multifonctionnalité de la molécule, combinant un transporteur d’oxygène, une activité superoxyde dismutase et une taille importante (permettant de réguler la pression oncotique). Ce travail a montré de nouvelles pistes de réflexion vers une préservation, et donc une qualité, supérieure des organes à transplanter. / The most used preservation method in renal transplantation is hypothermic cold storage (CS). However, this method induces damages inherent to the ischemia/ reperfusion (I /R) syndrome.My study was aimed at identifying new grafts preservation conditions, to limit I/R damage, by varying storage temperature or by adding an oxygen carrier.We used two models: in vitro with endothelial cells and in vivo in pig renal autotransplantation. The results confirmed the deleterious effects of 4°C storage in contrast to conservations at 19°C, 27°C and above 32°C, resulting in improved metabolic activity, cellular viability and integrity as well as a significant reduction in markers of inflammation and oxidative stress. Then we demonstrated the benefits of a new oxygen carrier, M101, in the two most used preservation solutions, UW and HTK. Indeed, use of M101 in CS protocols improved short-term function recovery and reduced fibrosis development, main cause of graft loss. Finally, we have shown that the benefits of M101 were preserved at lower doses and we determined that this protection was due to a multifunctionality of the molecule, combining oxygen transport, superoxyde dismutase activity and a large size (regulating oncotic pressure). This work permitted the uncovering of new concepts towards improved organ preservation and quality for transplantation.

Actuellement les transplanteurs sont confrontés à une pénurie de greffons, conduisant à l'élargissement des critères de choix des donneurs. Cette démographie fait place à des greffons plus sensibles aux lésions d'ischémie-reperfusion (I/R). Ces lésions conduisent à des dysfonctions de reprises de fonction des greffons, et participent à l'augmentation de l'immunogénicité du greffon et à l'emergence de rejets aigus et chroniques. Dans un premier temps, il est donc nécessaire de limiter les lésions d'I/R et conserver l'intégrité du greffon. Dans un deuxième temps, il est important de réduire l'immunogénicité du greffon et de contrôler le rejet de greffe tout en maintenant le receveur immunocompétent. Afin de limiter les lésions d'I/R nous avons évalué la solution de préservation SCOT de type extracellulaire contenant 30g/L de PEG 20kDa, dans un modèle murin d'isolement et de transplantation d'îlots pancréatiques. L'amélioration des conditions de conservation a permit de préserver l'intégrité des îlots et de réduire l'immunogénicité du greffon, et ce due aux propriétés immunoprotectrices des PEG 20kDa (effets obtenus pour 10 à 30g/L). Dans ce même modèle notre second objectif était d'établir un état de tolérance périphérique par déplétion transitoire des lymphocytes T alloréactifs. La déplétion des lymphocytes T en division a été induite au moment de l'allotransplantation des îlots, par administration transitoire d'un analogue nucleosidique inductible. La déplétion transitoire a permit d'aboutir à une immunotolérance dominante via l'émergence de lymphocytes T régulateurs CD4+CD25+FoxP3+, cellules ouvrant de nouvelles perspectives dans l'inhibition des rejets d'allogreffes. / Organ and tissue transplantation is affected by a shortage of grafts, leading to enlargement of donor criteria. Consequently, these new marginal organs are more susceptible to ischemia-reperfusion injury (IRI). IRI increases primary graft dysfunctions and contributes to increase graft immunogenicity and consequently the occurence of acute and chronic rejection. Our objectives were : firstly, the necessity to limit I/R damages and preserve graft integrity, secondly, the importance to reduce graft immunogenicity and control the graft rejection while maintaining an immunocompetent recipient. To limit IRI we evaluated the new SCOT preservation extracellular type solution containing PEG 20kDa 30g/L in a murine model of pancreatic islets isolation and transplantation. The improvement of conservation with SCOT permitted to maintain the islets integrity and to reduce graft immunogenicity, due to the immunoprotective properties of PEG 20kDa (effects obtained with PEG 20kDa at 10 to 30g /L). In this same model our second objective was to establish a peripheral immunological tolerance of the graft by transient depletion of alloreactive T cells. This depletion of T cells in division was induced at the time of islet allotransplantation by an administration of an inducible nucleosidic analogue during 14 days. Transient alloreactive T cells depletion induced a dominant immunotolerance marked by the emergence of a persistent regulatory T cells CD4+CD25+FoxP3+ population. Thus, regulation of homeostatic balance between effector and regulatory T cells could open an interesting way to control the immune reaction against allograft.

Le pregnane X receptor (PXR) est un récepteur nucléaire associé à la réponse au stresscellulaire. Des travaux in vitro de notre groupe ont démontré que les activateurs de cerécepteur (spironolactone (SPIR), clotrimazole (CTZ)) inhibent significativement l’apoptosespontanée ou induite, dans des primo-cultures d’hépatocytes de rat ou d’origine humaine.Les données in vitro sont en faveur d’un rôle clé du PXR dans la protection hépatique contreles xénobiotiques et endobiotiques en régulant de façon concertée leur détoxication(transport, métabolisme) et en augmentant leur résistance à l’apoptose. D’autres travauxrécents ont démontré le rôle majeur de ce récepteur dans la régulation de l’homéostasielipidique et glucidique, d’une part en favorisant la lipogenèse, d’autre part inhibant la lipolyseet la néoglucogenèse. L’induction du PXR peut être responsable de l’accumulation de lipidesdans le foie (NAFLD non alcoholic fatty liver disease). La NAFLD est fortement associée àl’obésité. La chirurgie bariatrique est à ce jour le seul traitement efficace à long terme pourl’obésité morbide. L’évolution des lésions hépatiques de la NAFLD après chirurgiebariatrique n’est pas complètement élucidée. L’objectif de ce travail de thèse, a été d’analyser si, in vivo, les agonistes du PXR tels que le CTZ et la SPIR, présentaient chez l’animal les mêmes effets que ceux décrits in vitro, et s’ilspouvaient conduire à une protection similaire du foie, lors d’atteintes pathologiques commeles lésions hépatiques induites par l’ischémie reperfusion. Dans un autre chapitre les effetsde deux procédures bariatriques, le court circuit gastrique (gastric bypass- GBP) et lagastrectomie en gouttière (sleeve gastrectomy- SG), sur le comorbiditées liées à la obésitéont été analysés. Le modèle d’ischémie reperfusion normothermique partielle et totale du foie chez le rongeur(rat et souris) a été utilisé pour étudier le rôle protecteur du PXR contre les lésionsapoptotiques. Les effets du court circuit gastrique sur les comorbiditées associées à l’obésitéont été étudiés dans deux groupes de patients obèses (index de masse corporelle > 50Kg/m2 et < 50 Kg/m2). Les résultats du GBP et de la SG ont été étudiés dans deux groupescomparables de sujets super obèses (IMC > 50 Kg/m2).Résultats 1/ Le traitement par les activateurs du PXR (CTZ et SPIR), chez le rat et chezla souris, provoque l’induction d’expression du CYP 3A1, enzyme sous le contrôle du PXR. Ilest associé à une réduction significative du nombre d’hépatocytes apoptotiques, du niveaudes transaminases, de la caspases activée et de son substrat PARP (poly-ADP-ribosepolymérase).Les mécanismes impliqués comprennent l’induction d’expression de la protéineantiapoptotique Bcl-xL, l’activation de la voie MAP kinase ERK ½, l’inhibition de l’activationde JNK et la sous-expression des heat schock proteins 27, 70, et 90, dans le cas del’ischémie complète du foie. 2/ Un an après l’intervention bariatique, le GBP a montré uneefficacité comparable sur la réversibilité du syndrome métabolique, de l’inflammationsystémique et l’insulino résistance chez les femmes super-obèses et obèses morbides,même si l’IMC moyen des patientes super obèses est resté significativement plus élevé. LeGBP et la SG conduisent à des résultats comparables, 6 mois après la chirurgie, mais lepremier est significativement plus efficace en termes d’amélioration du profil lipidique,d’inflammation à bas grade et de syndrome métabolique.L’activation du PXR est associée à un effet de protection hépatique contre les lésionsd’ischémie reperfusion. Le GBP est efficace sur les comorbiditées chez le super obèseautant que chez l’obèse morbide. ll donne également de meilleurs résultats à un an, sur laperte de poids, l’inflammation systémique et la régression du syndrome métabolique. / The pregnane X receptor (PXR) is a nuclear receptor associated with cellularresponse to xeno and endobiotics. Recently, the involvement of PXR in controlling otherfunctions has been clarified. We previously showed in our laboratory that the PXR activators(spironolactone (SPIR) and clotrimazole (CTZ) protect primoculture of human or rathépatocytes against apoptosis. In vitro data are indicate that the PXR plays a major role inthe protection of the liver against xeno and endobiotics trough the régulation of theirélimination (détoxication) and increasing their resistance against apoptosis. It has also beenshown that the PXR is implicated in the controls of lipid and carbohydrates metabolism. Theinduction of PXR increases lipogenesis, inhibits lipolysis and neoglucogenesis. PXRinduction may be responsible for the accumulations of lipids into the liver (NAFLD, nonalcoholic liver disease). This disease is strongly associated with obesity. To date bariatricsurgery is only effective treatment in the long term for morbid obesity. The evolution ofNAFLD following bariatric surgery has not been fully clarified.Aims The aims of this thesis were to ascertain whether PXR agonists such as CTZ andSPIR resulted in the same effects in the animal model than those observed in vitro andwhether the administration of these drugs was associated with any protection againstnormothermic ischemia reperfusion injury of the liver. In another chapter the effects onobesity related comorbidities of two bariatric procedures such as the gastric bypass and thesleeve gastrectomy were investigated. The animal model used to investigate the role of PXR against apoptosis wasthe partial and total normothermic ischemia reperfusion of the liver in the rodent (rat andmouse). The effects of the GBP and SG on obesity related comorbidities wereinvestigated in two groups of obese women (BMI > 50 Kg/m2 and < 50kg/m2). The results ofGBP and SG in two comparable groups of super obese patients (BMI > 50 Kg/m2) wereinvestigated. Treatment with PXR activators such as (CTZ and SPIR) in the rat and in themouse was associated with the induction of CYP 3A1, an enzyme directly controlled by thePXR, with a significant reduction of the apoptotic hepatocytes, with a significantly lowerlevels of transaminases, activated caspase 3 and its substrate PARP (poly-ADP-ribosepolymérase).The involved mécanismes include the induction of the expression of theantiapoptotic protein Bcl-xL, the activation of the extracellular regulated kinase (ERK ½), theinhibition of JNK and the down régulation of heat shock proteins (hsp 27, 70, and 90) geneexpression in the case of total liver ischemia. One year after surgery GBP showedcomparable results in terms of résolution of metabolic syndrome, systemic inflammation andinsuline resistance in morbdly obese as well as super obese women even if the mean BMI ofsuper obese women remained higher (34.7 Kg/m2 vs 28.1 Kg/m2). GBP and SG areassociated with the same results six months after surgery but GBP is more effective inimproving lipid disturbances, low-grade systemic inflammation and the metabolic syndromeat one year. PXR induction results in a protective effect against normothermic inschemiareperfusion injury in the rodent. Results of GBP in terms of resolution of obesity relatedcomorbidities are comparable in the super obese and morbidly patients. GBP is moreeffective than SG one year after surgery in terms of weight loss, and resolution of lipiddisturbances, low-grade systemic inflammation and metabolic syndrome.