Le remodelage ventriculaire gauche (RVG) est un processus complexe qui intervient après un infarctus du myocarde chez 30% des patients en dépit des meilleurs traitements connus actuellement. Le but de mon travail de thèse consistait à identifier les déterminants moléculaires du RVG dans le but de mieux en comprendre les mécanismes physiopathologiques. Pour cela, nous avons étudié les modifications post-traductionnelles des protéines contractiles du VG et en particulier, la phosphorylation et la O-N-acétylglucosaminylation (O-GlcNAc). Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés à la troponine T (TnT) pour laquelle nous avons ainsi pu mettre en évidence une diminution de la phosphorylation au niveau de la sérine 208 au niveau du VG et du plasma chez le rat, suggérant que cela pourrait être un marqueur du RVG post-infarctus. Pour cette étude, nous avons travaillé en collaboration avec l'unité INSERM U644 de Rouen sur un modèle expérimental d'insuffisance cardiaque. L'infarctus du myocarde est induit chez le rat par ligature de la branche descendante de l'artère coronaire gauche, les rats témoins subissant l'intervention mais sans ligature. Dans un premier temps, nous avons réalisé une étude globale du phosphoprotéome du VG en phase tardive du RVG (2 mois post-ligature). Pour cela, les protéines extraites du VG ont été séparées par électrophorèse bidimensionnelle puis colorées au Pro-Q®Diamond (spécifique des protéines phosphorylées) puis au Sypro®Ruby (spécifique des protéines totales). Par analyse bioinformatique, nous avons mis en évidences 69 spots polypeptidiques présentant des modulations de phosphorylation. Nous avons donc analysé ces spots par spectrométrie de masse et avons identifié 30 protéines correspondant à 53 spots polypeptidiques présentant des modulations de phosphorylation. Parmi ces protéines, nous avons choisi de nous concentrer et d'étudier 6 protéines contractiles : la TnT, l'alpha-tropomyosine 1 (α-Tm 1), la desmine, l'αB-crystalline et les chaînes légères de myosine 1 et 2 (MLC). Pour chacune de ces protéines, nous avons identifié le type d'acide aminé responsable de la phosphorylation et quantifié les modulations de phosphorylation dans le VG des rats insuffisants cardiaques (IC). De manière intéressante, nous avons observé que le VG des animaux IC présentait une diminution significative de la phosphorylation sur les résidus sérine pour l'α-Tm 1, la TnT et la MLC-2 et sur les résidus de tyrosine pour l'αB-crystalline ainsi qu'une augmentation significative de la phosphorylation sur les résidus tyrosine pour la MLC-1 et sur les résidus de sérines pour la desmine, confirmant ainsi les résultats obtenus en électrophorèse bidimensionnelle. Afin de compléter l'analyse des modifications post-traductionnelles, nous avons étudié les modifications de O-GlcNAc pour chacune de ces protéines. Nous avons ainsi observé une diminution significative de la O-GlcNAcylation de l'α-Tm 1, de la desmine et l'αB crystalline ainsi qu'une augmentation de la O-GlcNAcylation de la MLC-3 et de la TnT. Par ailleurs, nous avons pu corréler ces modulations de phosphorylation et de O-GlcNAcylation avec des modulations de l'activité des enzymes impliquées dans ces modulations. En effet, par analyse bioinformatique de la séquence de la TnT et par recherche bibliographique nous avons mis en évidence que la protéine kinase C et la protéine phosphatase 2A pourrait être impliquées dans ces modulations de phosphorylation. Nous avons alors mis en évidence une diminution de l'activité de la protéine kinase C epsilon dans le VG des rats IC mais sans variation de l'activité de la protéine phosphatase 2A. Par ailleurs, nous avons mis en évidence une augmentation de l'activité de la O-GlcNAc transférase et une diminution de l'activité de la O-GlcNAcase dans le VG des rats IC. [...]

Afin de lutter efficacement contre les malversations du dopage, il apparaît essentiel de comprendre les mécanismes conduisant au remodelage musculaire. Dans ce but nous avons analysé les effets d’un β2-agoniste, le clenbutérol, sur le remodelage musculaire et les différentes voies de signalisation qui y sont associées. Nous nous sommes particulièrement intéressés au système des calpaïnes qui a souvent été associé à des phénomènes de remodelage musculaire, principalement dans des modèles d’atrophie. Nous avons montré une sollicitation précoce du système des calpaïnes lors d’un traitement chronique au clenbutérol chez le rat associé à une conversion phénotypique dans les muscles EDL et Soléaire et à une hypertrophie dans le muscle EDL uniquement. Puis, nous avons inhibé l’activité des calpaïnes en parallèle d’un traitement au clenbutérol. Les muscles ayant une activité des calpaïnes diminuée et soumis à un traitement au clenbutérol n’ont pas développé de remodelage musculaire. Ces premiers résultats renforcent l’idée d’une implication des calpaïnes dans le remodelage musculaire induit par un traitement chronique au clenbutérol. / To fight doping in an effective manner, it is essential to understand the mechanisms leading to muscle remodeling. For this purpose we analyzed the effects of clenbuterol, on muscle remodeling and various associated signaling pathways. We were particularly interested with the calpain system which has often been associated with muscle remodeling phenomena, mainly in models of atrophy. We have shown that an early calpain system solicitation during chronic treatment with clenbuterol in rats was associated with a phenotypic conversion in the Soleus and EDL muscles and hypertrophy in the EDL muscle. We then inhibited the activity of calpains with a parallel clenbuterol treatment. The muscles with a reduced activity of calpain and treated with clenbuterol did not develop muscle remodeling. These initial results reinforce the idea of an involvement of calpain in the muscle remodeling induced by chronic treatment with clenbuterol.

L’os subit perpétuellement des contraintes mécaniques et physiologiques, ainsi sa qualité et sa résistance à lafracture évoluent constamment au cours du temps à travers le processus de remodelage osseux. Cependant,certaines pathologies osseuses comme l’ostéoporose ou la maladie de Paget altèrent cette dernière et conduisent àune augmentation du risque de fracture osseuse. La qualité osseuse est non seulement définie par la densitéminérale osseuse (DMO) mais également par les propriétés mécaniques ainsi que la microarchitecture. Au total, onévalue en France à environ 3 millions le nombre de femmes et 1 million le nombre d’hommes souffrantd’ostéoporose, pour un coût estimé à 1 milliard d’euros. La prévention par le développement d’outils de diagnosticest nécessaire. Le diagnostic doit permettre d’estimer la qualité osseuse (propriétés mécaniques, activitéscellulaires, architecture). Ces travaux de thèse proposent un modèle innovant permettant de combiner lesdifférents facteurs agissant sur le remodelage osseux, à savoir : (i) le comportement mécanique, (ii) l’activitécellulaire, (iii) le processus de transduction ; visant à traiter les différentes informations d’origines mécanique etbiochimique. Les lois de comportement mécaniques et cellulaires sont issues de modèles validés dans la littératureet la stratégie d’unification voit sa justification à travers différents travaux sur les mécanismes de transduction.Ainsi, l’implémentation de ces trois acteurs du remodelage dans une analyse par éléments finis permet d’obtenirun modèle mécano-biologique du remodelage de l’os trabéculaire. Le modèle est applicable à différentes échelles etpermet d’étudier le niveau de remodelage local modulé par l’activité physique et la concentration de certains agentsbiochimiques. L’application du modèle sur un volume virtuel de fémur selon différents scénarios cliniques donnedes résultats conformes aux observations faites en imagerie médicale. / By continuously undergoing mechanical and physiological stresses, bone quality and bone strength evolve throughremodeling process. However, osteoporosis and Paget’s disease for instance alter bone quality and increase the risk of bone fracture. Bone quality is mainly defined by its Bone Mineral Density (BMD) but mechanical properties and microarchitecture have also to be taken into account for a proper definition. About 3 million of women and 1 million of men suffer from osteoporosis which costs approximately 1 billion Euros per year in France. This highlights the necessity to develop diagnostic tools in order to enable proper bone quality characterization (mechanical properties, cellular activity and architecture).This thesis proposes an original model combining the main bone remodeling constituents which are : (i) the mechanical behavior, (ii) the cellular activity, (iii) the transduction phase ; enabling mechanical and biochemical information processing. Mechanical and cellular behavior models are taken from already published work and the transduction phase model unifying mechanical and biological information is inspired from the literature. Consequently, the implementation of these three main bone remodeling constituents into a finite element analysis gives a plausible mechano-biological model of trabecular bone remodeling. The developed model can be used at different scales in order to study the local amount of bone remodeled, magnified by physical activity and the concentration of some biochemical agents. Its application on virtual volume of femora under different clinical scenarios gives good results in respect to medical images observations.

Les oligodendrocytes (OLs) sont les cellules myélinisantes du système nerveux central, s’enroulant autour des axones et permettant la conduction saltatoire du potentiel d’action. Dans la Sclérose en Plaques, des gaines de myélines sont détruites et l’efficacité de la remyélinisation par les précurseurs d’oligodendrocytes (OPCs) diminue avec la progression de la maladie. Une meilleure compréhension du mécanisme qui contrôle la génération des OPCs et leur différentiation est donc essentielle pour développer des thérapies efficaces de remyélinisation. L’oligodendrogenèse, qui comprend les étapes de génération des OPCs, de différenciation et de maturation des OLs, est un processus contrôlé par des facteurs de transcription spécifiques incluant Ascl1, Olig2 and Sox10 mais le mécanisme impliqué est encore peu connu. Sachant que les facteurs du remodelage de la chromatine sont des régulateurs nécessaires à la formation de la boucle promoter-enhancer permettant l’initiation de la transcription, nous nous sommes focalisé sur Chd7 (Chromodomain-Helicase-DNA-Binding 7), un membre de la famille de protéine CHD. Dans une première étude, nous avons montré que Chd7 est hautement enrichi dans le lignage oligodendroglial avec un pic d’expression pendant la différenciation des OLs. Nous avons également montré que la délétion conditionnelle de Chd7 diminuait la différentiation des OLs pendant la (re)myélinisation. Dans un seconde étude, nous avons utilisé des techniques de génomique sur les OPCs purifiés pour étudier la régulation par Chd7 de gènes impliqués dans la différenciation, la survie et la prolifération des OPCs. Dans ce but, nous avons générer des délétions inductible de Chd7 spécifiquement dans les OPCs (Chd7iKO) et nous avons analysé le transcriptome (RNA-seq) d’OPCs purifiés à partir de cerveaux de souris P7 comparé à des contrôles. Nous avons trouvé que Chd7 activait l’expression des gènes impliqué dans la différenciation des OPCs et la myélinisation et inhibait l’apoptose, sans montré de défaut de prolifération. Pour aller plus loin, nous avons étudié Chd8, un paralogue de Chd7, et nous avons montré qu’il est exprimé dans le lignage oligodendrocytaire avec un pic d’expression dans les OL en différenciation, similairement à Chd7. Les données de fixation (ChIP-seq) de Chd7 et Chd8 indiquent que ces deux facteurs du remodelage de la chromatine se fixent sur des gènes communs reliés au processus de différenciation, de survie et de prolifération des OPCs. Intégrant ces données avec celles de facteurs transcriptionnels clés dans l’oligodendrogenèse (Olig2, Ascl1 et Sox10), nous avons construit un modèle de la régulation de l’expression de gènes contrôlés dans le temps et impliqué dans chacune des étapes de la différenciation des oligodendrocytes. / Oligodendrocytes (OLs) are myelin-forming cells of the central nervous system wrapping axons and allowing the saltatory conduction of action potentials. In Multiple sclerosis (MS), myelin sheath is destroyed and effective remyelination by oligodendrocyte precursor cells (OPCs) diminishes with disease progression. Therefore, a better understanding of the mechanisms controlling OPC generation and differentiation is essential to develop efficient remyelinating therapies. Oligodendrogenesis, involving the steps of OPC generation, OPC differentiation and maturation of OLs, is a process controlled by specific transcription factors including Ascl1, Olig2 and Sox10 but the mechanisms involved are poorly understood. As it is known that chromatin remodelers are regulatory factors necessary in the formation of the promoter-enhancer loop prior to transcription, we focused our study on Chd7 (Chromodomain-Helicase-DNA-Binding 7), a member of the CHD protein family. In a first study, we showed that Chd7 is highly enriched in the oligodendroglial lineage cells with a peak of expression during OL differentiation and that Chd7 OPC-conditional deletion impairs OL differentiation during (re)myelination. In a second study, we used unbiased genome wide technics in purified OPCs to study Chd7 regulation of genes involved in OPC differentiation, proliferation and survival. To this aim, we have generated OPC-specific inducible Chd7 knock-out (Chd7-iKO) and analyse the transcriptome (RNA-seq) of purified OPCs from P7 mouse cortices compared to control littermates. We found that Chd7 promote the expression genes involved in OPC differentiation and myelination and inhibits apoptosis, without affecting OPC proliferation. Furthermore, we investigated Chd8, a paralog of Chd7, showing that it is expressed in the oligodendroglial lineage with a peak of expression in differentiating oligodendrocytes, similar to Chd7. Genome wide binding (ChIP-seq) profiling for Chd7 and Chd8 indicate that these two chromatin remodelers bind to common genes related to OPC differentiation, survival and proliferation. Integrating these datasets with other key transcriptional regulators of oligodendrogenesis (Olig2, Ascl1 & Sox10), we have built a model accounting for the time-controlled regulate expression of genes involved in each step of OL differentiation.

Du fait de l'augmentation de la durée de vie de la population et de la fréquence de certains types d'accidents, la problématique de l'évolution des articulations et du vieillissement osseux devient primordiale, ce qui implique de nombreuses opérations chirurgicales nécessitant une pose d'implant. Bien que ces interventions soient réalisées depuis longtemps de façon routinière, il subsiste des risques d'échec chirurgical pouvant avoir des conséquences dramatiques pour le patient. Malgré les évolutions apportées, le taux d'échec implantaire est encore important car les phénomènes mis en jeu restent mal compris du fait de leur complexité et de leur nature multi-échelle. Un des aspects essentiels de la réussite des ces opérations concerne l'ostéointégration de l'implant, c'est-à-dire la capacité de l'os à se régénérer autour de ce corps étranger en l'intégrant durablement. La réussite chirurgicale dépend en premier lieu des caractéristiques physiques de l'interface os-implant transmettant les efforts biomécaniques qui jouent un rôle majeur dans le remodelage osseux. Ces travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre du développement d'une approche expérimentale multimodale pour la caractérisation de l'interface os-implant afin d'évaluer l'impact de la reconstruction osseuse sur la réponse mécanique de l'implant. La première partie met en œuvre une approche multiphysique utilisant un modèle animal dédié. Des pastilles en titane sont implantées in vivo sur la partie proximale du tibia du lapin pendant différents temps de cicatrisation. Une technique de nanoindentation permet de mesurer les propriétés mécaniques de l'os néoformé à l'échelle microscopique. La technique de diffusion micro-Brillouin permet de mesurer la vitesse ultrasonore de l'os néoformé à la même échelle. Les résultats obtenus à partir de ces deux techniques permettent de déterminer la différence de densité volumique entre l'os mature et l'os néoformé aux différents temps de cicatrisation considérés. Dans la seconde partie, un dispositif ultrasonore destiné à l'étude de la stabilité d'implants dentaires en titane est présenté. La réponse ultrasonore obtenue en mode échographique est sensible aux propriétés du matériau (os, biomatériau) au contact de l'implant. Premièrement, la réponse ultrasonore d'implants dentaires insérés dans un substitut dentaire bioactif (silicate tricalcique) et sollicités par un protocole de fatigue mécanique in vitro est mesurée. Pour cela, un banc de fatigue mécanique simulant la mastication a été développé. Deuxièmement, ce même dispositif ultrasonore est utilisé pour déterminer in vitro la stabilité primaire d'un implant dentaire placé dans un os bovin. Troisièmement, une étude in vivo utilisant un modèle animal (lapins) a permis de mettre en évidence l'effet du temps de cicatrisation sur la réponse ultrasonore de l'implant. Ce dispositif ultrasonore permet de quantifier la stabilité primaire et secondaire d'un implant dentaire. Les phénomènes de propagation ultrasonore dans l'implant sont modélisés en utilisant des techniques de simulations numériques par éléments finis. Les simulations montrent le potentiel de la technique pour suivre les variations de plusieurs paramètres déterminants pour l'ostéointégration de l'implant dans des conditions contrôlées / Due to the increase of life duration and to the frequency of certain types of accidents, the problematic of the evolution of joints and aging bone has become crucial, leading to an important number of surgical interventions requiring implant placement. Although these interventions are carried out routinely in the clinic, there are still risks of surgical failure, which induce dramatic consequences for the patient. Despite the evolution of the surgical strategies, the implants failure rate remains important because the phenomena involved are not well understood due to their complexity and to their multi-scale nature. One of the main determinants of the success of these surgical interventions lies in the implant osseointegration, that is to say the ability of bone tissue to regenerate around the implant integrating the implant in a sustainable manner. The surgical success depends primarily on the physical characteristics of the bone-implant interface transmitting the biomechanical efforts, which play a major role in bone remodeling. The approach carried out in the present research consist in developing a multimodal experimental approach to characterize the biomechanical properties of the bone-implant interface in order to assess the impact of bone remodeling around the implant on the mechanical response of the implant. In the first part, a multiphysical approach is carried out using a dedicated animal model. Coin-shaped titanium implants are implanted in vivo on the proximal part of the tibia of rabbits during different periods of healing time. A nanoindentation device is used to measure the mechanical properties of the newly formed bone at the microscopic level. A micro-scattering Brillouin device is employed to estimate the ultrasonic velocity of newly formed bone at the same scale. The results obtained with both techniques are used to determine the difference of bone mass density difference between mature bone tissue and newly formed bone tissue for different healing times.In the second part, an ultrasonic device aims at investigating the stability of titanium dental implants. The ultrasonic response is measured in echographic mode and is shown to be sensitive to the properties of the material (bone, biomaterial) in contact with the implant. Firstly, the evolution of the in vitro ultrasonic response of dental implants inserted into a bioactive dental substitute (tricalcium silicate based cement) and loaded using a mechanical protocol stress is assessed. To do so, a mechanical fatigue bench simulating chewing motions was developed. Secondly, the same ultrasonic device is used to determine in vitro the primary stability of an implant placed into bovine bone tissue. Third, an in vivo study using an animal model (rabbit) investigates the effect of healing time on the ultrasonic response of the implant. The ultrasound device is used to quantify the primary and secondary dental implant stability. The phenomena of ultrasonic propagation in the implant are modeled using techniques of numerical simulations by finite elements. The simulations show the potential of the technique to monitor changes in several key parameters for osseointegration of the implant under controlled conditions

Au cours de l'arthrose (OA), une différenciation hypertrophique des chondrocytes, une minéralisation du cartilage, une angiogenèse ostéochondrale et un remodelage de l'os sous-chondral sont observés dans l'articulation. L'angiogenèse ostéochondrale pourrait être impliquée dans l'OA mais les mécanismes moléculaires qui la gouvernent restent inconnus. Nous supposons qu'au cours de l'OA, la différenciation hypertrophique des chondrocytes jouerait un rôle clé dans le remodelage de la jonction ostéochondrale et notamment dans l'angiogenèse à travers un déséquilibre entre la production de facteurs angiogéniques et angiostatiques. Un lien entre la différenciation hypertrophique, la vascularisation ostéochondrale et la progression de l'OA a été confirmé dans des cartilages humains. Le potentiel angiogénique des chondrocytes hypertrophiques a été étudié dans un modèle de différenciation hypertrophique de chondrocytes articulaires murins en culture primaire. Les chondrocytes articulaires expriment les marqueurs chondrocytaires (Sox9, Acan, Col2a1), tandis que l'expression des marqueurs de l'hypertrophie (Runx2, OC, Osx) augmente avec la différenciation hypertrophique. Les chondrocytes hypertrophiques sont capables de minéraliser leur matrice. L'expression/production de facteurs angiogéniques (VEGF, bFGF¿) augmentent avec la différenciation hypertrophique alors que celles des facteurs angiostatiques (TSP-1...) diminuent. Une analyse microarray a été réalisée afin d'identifier des cibles innovantes. La différenciation hypertrophique des chondrocytes pourrait participer aux mécanismes physiopathologiques de l'OA en favorisant la vascularisation et la dégradation du cartilage articulaire / Osteochondral angiogenesis is an important step in the remodeling of the cartilage/subchondral bone junction in osteoarthritis (OA). Cellular and molecular stimuli of this angiogenesis are largely unknown. We hypothesize that osteochondral angiogenesis in OA is controlled by hypertrophic chondrocyte differentiation, as it occurs during development and growth (endochondral ossification process). Chondrocyte hypertrophy is detected by osteocalcin immunostaining in human OA knee tissues. OA is evaluated by modified Mankin score and osteochondral angiogenesis by the vascular channels number reaching the articular cartilage. An original model of hypertrophic differentiation of mouse articular chondrocytes in primary culture has been developed in order to study the angiogenic potential of hypertrophic chondrocytes compared to articular ones. Hypertrophic chondrocytes and osteochondral angiogenesis are positively correlated and linked to OA progression. The expression of chondrocyte markers (Sox9, Acan, Col2a1) decreases with hypertrophic differentiation in vitro, whereas Runx2, Osteocalcin and Osterix mRNAs levels significantly increase. Hypertrophic chondrocytes are characterized by strong matrix calcifications. Hypertrophic differentiation stimulates the angiogenic factors expression (VEGF, bFGF…) whereas angiostatic factors (TSP-1, chondromodulin 1…) undergo a decreased expression level. A microarray analysis has been realized in order to identify innovative molecular targets. These results suggest a key role of chondrocyte hypertrophy in osteochondral angiogenesis and thus in the remodeling of the cartilage/subchondral bone junction in OA, leading to cartilage degradation.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'asthme est une maladie chronique caractérisée par un remodelage bronchique. Les cystéinyl-leucotriènes (CysLT), comme le leucotriène D4 (LTD4), contribuent à l'inflammation, mais peu d'études démontrent un lien avec ce remodelage. Des antagonistes des récepteurs des CysLT (CysLTR) ont été développés, comme le Montélukast (MK), pour contrer leurs effets inflammatoires. Nous avons postulé que le fibroblaste bronchique exprime les CysLTR et que les CysLT contrôlent la synthèse du procollagène I(a1). Nous avons utilisé une culture primaire de fibroblates bronchiques isolés de sujets sains ou asthmatiques. Chez les fibroblastes des sujets asthmatiques, il y a surexpression des CysLTR. De plus, le LTD4 induit l'expression du procollagène I(a1). Cette induction est inhibée par MK. Le LTD4 augmente l'expression du transforming growth factor-B1 (TGF-B1) et l'inhibition de TGF-B1 bloque la modulation de procollagène I(a1). Cette étude suggère que les CysLT peuvent jouer un rôle dans la régulation du collagène dans l'asthme.

Les cellules musculaires lisses (CML) jouent un rôle primordial dans la bronchoconstriction, l'hyper-réactivité, l'inflammation et le remodelage structural bronchique associés à l'asthme. L'augmentation de la masse de muscle lisse et l'altération de sa fonction contractile par modulation phénotypique, tant in vivo qu'in vitro, sont des facteurs étudiés dans le cadre de cette thèse de doctorat. Une première étude démontre qu'un échantillon de 6 biopsies bronchiques présente une excellente qualité pour les études morphologiques et pour la culture cellulaire et que 76,5% des biopsies prélevées chez des sujets asthmatiques légers et normaux comportent des faisceaux de muscle lisse. Une seconde étude documente le phénotype pleinement différencié des CML in vivo sur des coupes de biopsies bronchiques par l'expression de vimentine, de desmine, d'a-smooth muscle-actine, de calponine, de smooth muscle-myosine et de smootheline. L'isolement et la culture de CML à partir d'un échantillon de 10-12 biopsies bronchiques a été tentée, soit par des cycles consécutifs de digestion enzymatique ou par explants tissulaires. Lorsque comparé aux CML in vivo, le phénotype des cellules bronchiques obtenues par l'une ou l'autre des méthodes d'isolement est très variable et ne nous permet pas d'affirmer hors de tout doute que les cellules isolées sont des CML. Les autres cellules structurales pouvant contaminer les cultures, la plasticité phénotypique des CML et la petitesse du matériel de départ rendent la tâche ardue. Finalement, une dernière étude réalisée à l'aide d'un modèle animal d'asthme allergique, décrit le remodelage structural et phénotypique du muscle lisse trachéal et bronchique. Une augmentation de la masse et de la prolifération du muscle lisse, une perte de l'expression de protéines contractiles (myosine totale, SM-B et myosin light chain kinase) et une diminution de la génération de force sont observées à court terme suivant une série de provocations allergéniques. Ces divers facteurs sont de retour au niveau des valeurs contrôles après une semaine, suggérant que ces changements sont transitoires. Par son implication dans le remodelage structural de la muqueuse bronchique et dans la bronchoconstriction chez les sujets asthmatiques, le muscle lisse est une structure d'une importance prépondérante dans la physiopathologie de l'asthme.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La thermoplastie bronchique (BT) est une approche interventionnelle ponctuelle consistant en la libération d'énergie thermique dans les conduits respiratoires et qui est préconisée pour le traitement de l'asthme sévère non-contrôlé. Les améliorations cliniques en lien avec la thermoplastie persistent pour plus de dix ans. Toutefois les données à long terme sur les effets du traitement sont limitées et les mécanismes biologiques permettant d'expliquer l'amélioration du contrôle de l'asthme ne sont que partiellement compris. Les objectifs du présent projet visaient à documenter les effets de la BT sur le remodelage bronchique à très long terme et à identifier de nouvelles voies biologiques modulées au sein de l'épithélium bronchique par la thermoplastie. Les données cliniques et histologiques d'un groupe de patient suivi plus de 10 ans après traitement à la thermoplastie (BT10+) ont été comparées à un groupe de référence (groupe comparatif). La masse musculaire lisse retrouvée dans les biopsies du groupe BT10+ est comparable à ce qui est mesuré dans celles du groupe comparatif après traitement (4,93 ± 1,11% et 4,59 ± 0,88% respectivement) et nettement inférieur à ce qui a été mesuré avant traitement dans la cohorte comparative (13.16 ± 1.12%). L'étude du transcriptome de cellules épithéliales bronchiques (CEB) a révélé la modulation des gènes de la famille des S100A par la BT. Une validation expérimentale a révélé un enrichissement de l'expression de S100A7/A8/A9 à l'échelle du gène et de la protéine dans les CEB d'asthmatiques sévères et une réduction de l'expression induite par la BT dans les CEB et les tissus. L'expression des S100A pourrait être associée à la sévérité de la maladie. L'amélioration du remodelage induite par BT persiste pour plus de 10 ans comme l'amélioration clinique. Les S100A sont de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pertinentes à la physiopathologie de l'asthme sévère et dont l'expression est modulée par la BT. / Bronchial thermoplasty (BT) is a one-time interventional approach consisting in the release of thermal energy into the airways that is advocated for the treatment of severe uncontrolled asthma. Clinical improvements associated with thermoplasty persist for more than a decade. However, long-term data on the effects of treatment are limited and the biological mechanisms explaining the improvements in asthma control are only partially understood. The objectives of the present project were to document the effects of BT on very long-term bronchial remodeling and to identify new biological pathways modulated within the bronchial epithelium by thermoplasty. The clinical and histological data of a group of patients followed more than 10 years after thermoplasty treatment (BT10+) were compared to a reference group (comparative group). The smooth muscle area found in the biopsies of the BT10+ group was similar to that measured in the comparative group after treatment (4.93 ± 1.11% and 4.59 ± 0.88% respectively) and significantly lower than that measured before treatment in the comparative cohort (13.16 ± 1.12%). Transcriptome study of bronchial epithelial cells (BECs) revealed modulation of S100A family genes by BT. Experimental validation showed an enrichment of S100A7/A8/A9 expression at the gene and protein level in BECs of severe asthmatics and a reduction of BT-induced expression in BECs and tissues. S100A expression might be associated with disease severity. BT-induced improvements on remodeling persist for more than 10 years along with the clinical improvement. S100A are potential new therapeutic targets relevant to severe asthma pathophysiology and whose expression is modulated by BT.