Introdução: Este estudo foi desenhado para avaliar o impacto da reposição de fluidos na aeração pulmonar, oxigenação e hemodinâmica pacientes com diagnóstico de choque séptico e síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). Métodos: Durante o período de 1 ano, um estudo prospectivo observacional foi realizado com 32 pacientes com diagnóstico de choque séptico e SDRA. Os parâmetros cardiorrespiratórios foram mensurados utilizando um cateter de Swan-Ganz (n = 29) ou um cateter de PICCO (n = 3). A aeração pulmonar e o fluxo sanguíneo regional pulmonar foram avaliados pelo exame de ultrassom pulmonar à beira-leito. As medidas foram realizadas antes (T0), ao final (T1) e 40 minutos após (T2) a infusão de fluidos, consistindo em um litro de solução salina administrado em 30 minutos nas primeiras 48 horas do início do choque séptico e SDRA. Resultados: O escore de ultrassom pulmonar aumentou em 23% em T2, de 13 no tempo basal a 16 (p < 0,001). O índice cardíaco e as pressões de enchimento cardíaco aumentaram significativamente em T1 (p < 0,001) e retornaram aos valores de base em T2. O aumento no escore de ultrassom pulmonar secundário à infusão de fluidos foi estatisticamente correlacionado com o aumento do índice cardíaco e não foi associado ao aumento do \"shunt\" pulmonar ou ao aumento do fluxo sanguíneo regional pulmonar. Em T1, PaO2/FiO2 aumentou significativamente (p < 0,005) de 144 (123 - 198) a 165 (128 - 226) e retornou aos valores de base em T2, e o escore de ultrassom pulmonar continuou a aumentar. Conclusão: A reposição de fluidos precoce melhora transitoriamente a hemodinâmica e deteriora a aeração pulmonar. As mudanças na aeração podem ser observadas à beiraleito com o auxílio do ultrassom pulmonar e podem ser úteis como medida protetora contra a reposição excessiva de fluidos / Introduction: The study was designed to assess the impact of fluid loading on lung aeration, oxygenation and hemodynamics in patients with septic shock and acute respiratory distress syndrome (ARDS). Methods: During a 1-year period, a prospective observational study was performed in 32 patients with septic shock and ARDS. Cardiorespiratory parameters were measured using Swan Ganz (n=29) or PiCCO catheters (n=3). Lung aeration and regional pulmonary blood flows were measured using bedside transthoracic ultrasound. Measurements were performed before (T0), at the end of volume expansion (T1) and 40 minutes later (T2), consisting of 1-L of saline over 30 minutes during the first 48h following onset of septic shock and ARDS. Results: Lung ultrasound score increased by 23 % at T2, from 13 at baseline to 16 (p < 0.001). Cardiac index and cardiac filling pressures increased significantly at T1 (p < 0.001) and returned to control values at T2. The increase in lung ultrasound score was statistically correlated with fluid loading-induced increase in cardiac index and was not associated with increase in pulmonary shunt or regional pulmonary blood flow. At T1, PaO2/FiO2 significantly increased (p < 0.005) from 144 (123 to 198) to 165 (128 to 226) and returned to control values at T2 whereas lung ultrasound score continued to increase. Conclusions: Early fluid loading transitorily improves hemodynamics and oxygenation and worsens lung aeration. Aeration changes can be detected at the bedside by transthoracic lung ultrasound which may serve as a safeguard against excessive fluid loading

On a récemment mis en évidence l'existence d'une étroite interconnexion entre la perception d'éléments d'origine microbienne (qui se fait à travers les récepteurs de l’immunité innée tels que les TLRs) et l'homéostasie du réticulum endoplasmique. En situation de stress, une grande quantité de protéines mal repliées s'accumule dans le réticulum, déclenchant une série de réponses cellulaires connues sous le nom de "Unfolded Protein Response" (UPR). On a découvert que l'activation de l'UPR contribue à la réponse inflammatoire, en particulier chez les cellules dendritiques. GADD34/PP1 est un complexe protéique qui dé-phosphoryle eIF2α et participe à la restauration de la synthèse protéique. On a démontré que GADD34 a aussi un rôle dans le contrôle de l’expression des cytokines pro-inflammatoires, en particulier l'interféron de type I. Le but de cette thèse est de clarifier comment la voie de signalisation des TLRs et le UPR s'intercroisent et comment est-ce qu'on peut exploiter cette interaction dans des cas pathologiques J’ai pu démontrer, à l'aide de cellules dendritiques d’origine humaine et murine, que le guanabenz (GBZ), un inhibiteur du complexe GADD34/PP1, est capable de bloquer l'activation des récepteurs TLRs endosomaux. Cet inhibiteur est également capable de bloquer le choc septique dépendent de TLR9 et de baisser le niveau d’autoanticorps dans un modèle lupique. En conclusion, j'ai pu démontrer, aussi bien in vitro que in vivo, que le guanabenz est capable d'inhiber les TLRs endosomaux à travers un nouveau mécanisme d’inhibition sur CH25H, une enzyme du métabolisme du cholestérol, qui a été récemment découvert comme faisant partie de l'immunité innée. / Sustained immune reaction is strictly interconnected to pathogenic situations. For this reason, the activation of immune cells is controlled by multiple pathways. A cross-talk between microbial sensing and Endoplasmic Reticulum (ER) homeostasis has been discovered. Abnormal accumulation of proteins in the ER is a sign of cellular malfunction and triggers emergency rescue pathways, collectively known as the Unfolded Protein Response (UPR). UPR induction triggers or amplifies inflammatory signals by dendritic cells (DCs). GADD34/PP1 is a holophosphatase complex that dephosphorylates eIF2α and participates in the UPR feedback loop, by restoring protein translation. It has been shown that GADD34 plays an important role in controlling the expression of pro-inflammatory cytokines, especially type I interferon. In dendritic cells (DCs), pathogens are sensed by Pathogen Recognition Receptors (PRRs); the better characterised class of PRRs being the Toll-Like Receptors (TLRs). Thus, the aim of my thesis is to investigate how TLRs and ER-signalling pathways intersect and how this can be used to control pathogenic states, with particular attention for the GADD34/PP1 complex. Using both human and mouse DCs, we show that guanabenz (GBZ), an inhibitor of the GADD34/PP1 complex, blocks endosomal TLRs activation. The same inhibitor rescues mice viability in a TLR-dependent septic shock model and controls the circulating autoantibodies in a lupus model. Our studies show that TLR9 is particularly sensitive to GBZ. We show also that GBZ has a previously unidentified effect on CH25H, an enzyme that hydroxylates the cholesterol in 25-hydroxycholesterol, recently linked to TLRs signaling.

Sepsis et défaillances viscérales; aspects diagnostiques et thérapeutiques<p><p>Le sepsis est un problème fréquemment rencontré en unité de soins intensifs (USIs) avec une morbidité et une mortalité élevées. Comprendre les mécanismes physiopathologiques du sepsis est essentiel à la fois pour mieux déterminer les bénéfices et/ou les effets indésirables des thérapies déjà en cours et développer de nouvelles statégies thérapeutiques. Des études épidémiologiques offrent une vue d´ensemble sur l´importance de la mobidité et la mortalité liées au sepsis et permettent d’apporter un élément de réponse aux questions essentielles concernant le sepsis et son traitement à l’USI, ce qui permet de réaliser les fondements de nouvelles études contrôlées randomisées à venir.<p>Ces dernières années, un certain nombre d´études ont été publiées concernant les données épidémiologiques sur la fréquence de survenue, les facteurs associés et le coût engendré par la prise en charge des patients atteints de sepsis. Cependant, vu la dynamique du sepsis qui est un syndrome multifactoriel et complexe, une mise à jour régulière de nos connaissances sur le diagnostic, la prise en charge et le pronostic du sepsis est d’importance capitale.<p>L´étude SOAP, une étude de cohorte, multicentrique d´observation a été réalisée pour mieux définir l´incidence du sepsis et les caractéristiques des patients hospitalisés en USI en Europe. Chez tous les patients admis entre le 1er et le 15 mai 2002 dans 198 USI dans 24 pays d´Europe, les données épidémiologiques, cliniques et biologiques et les maladies chroniques sous-jacentes ont été relevées de façon prospective. Les patients ont été suivis jusqu´à leur décès ou leur sortie de l´USI pendant une durée de 60 jours. <p>Sur 3147 adultes, avec un age moyen de 64 an, 1177 (soit 37.4%) avaient un sepsis; parmi eux 777 (soit24.7%) avaient un sepsis à l´admission. L´origine du sepsis était le plus souvent pulmonaire (68%) et abdominale dans 22%. Une preuve bactériologique a été mise en évidence dans 60% des cas. Les germes rencontrés étaient un staphyloccoque doré (30%, dont 14% méthicilline-résistant), Pseudomonas sp.(14%), Escherischia coli (13%). Par analyse multivariée, Pseudomonas sp. était le seul germe associé à une mortalité plus élevé. Les patients septiques avaient des défaillances viscérales plus graves, un séjour hospitalier et en USI plus long et une mortalité plus élevé que les patients sans sepsis. Chez les patients septiques l´âge, un état de choc, un cancer, un bilan hydrique positif et une admission médicale (plutôt que chirurgicale) étaient les facteurs pronostiques corrélés à une mortalité plus élevée. Il y avait des variations considérables selon les pays, avec une corrélation importante entre la fréquence du sepsis et les taux de mortalité en USI dans chaque pays.<p>Des publications récentes ont suggéré que les conditions de ventilation mécanique pouvaient influencer le devenir des patients présentant un ALI et un ARDS. Nous avons étudié si l´utilisation de volumes courants plus élevés en cas d´infection/sepsis que ceux utilisés dans l´étude ARDSnet (> 7,4ml/kg) avait des conséquences péjoratives (en terme de mortalité) chez les patients présentant un ALI/ARDS.<p>Sur les 3147 patients inclus dans l´étude SOAP, 393 (soit 12,5%) avaient les critères d’ALI/ARDS. Le taux de mortalité en USI et la mortalité hospitalière étaient plus élevés chez ces patients (respectivement 39 contre 16% et 46 contre 21 %, p < 0,001). Un analyse multivariée en régression logistique prenant le devenir en USI comme facteur déterminant a montré que les facteurs pronostiques indépendants étaient: l´existence d´un cancer, l´utilisation de volumes courant plus élevés que ceux utilisés dans l´étude ARDSnet, le degré de défaillance multiviscérale et un bilan hydrique positif. Le sepsis, le choc septique et la saturation d´O2 au début de l´ALI/ARDS n´avaient pas de valeur pronostique.<p>Chez les patients en USI, l´utilité d´un monitorage par cathéter artériel pulmonaire (PAC) est discutable. Nous avons étudié les aspects épidémiologiques de l´utilisation du monitorage artériel pulmonaire dans les USI en Europe et leur impact en terme de mortalité. Les patients sous PAC (n: 481, 15,3%) étaient plus âgés, plus souvent atteints d´une cardiopathie, moins souvent d´un cancer et en majorité des patients “chirurgicaux”. La mortalité en USI et hospitalière étaient plus importante chez les patients monitorés (respectivement 28,1 contre 16,8 et 32,5 contre 22,5%, p<0,001). Cependant le monitorage artériel pulmonaire n´était pas un facteur de risque indépendant pour la durée de séjour de 60 jours en analyse multivariée. De plus, et chez 453 malades pairés (“propensity matched-pairs”), les taux de mortalité en USI et hospitalière étaient similaires (27 contre 26 and 31 contre 33 %, p:NS). La survie à 60 jours était également similaire dans les 2 groupes appairés (Log Rank: 0,02, p = 0,89). Cette étude suggère que le monitorage artériel pulmonaire n´est pas corrélé à une mortalité supplémentaire dans cette population hétérogène.<p>La drogue vasoactive “idéale” à administrer en cas de choc est également controversée. Nous avons étudié l´influence de l´administration de dopamine sur l’état de choc. Sur 3147 patients, 1058 (soit 34%) avaient un état de choc tout le long de la période d´étude; 462 (soit 15%) avaient un choc septique. Le taux de mortalité en USI par état de choc était de 38 % et de 47 % en cas de choc septique. Parmi les patients en état de choc, 375 (soit 35 %) recevaient de la dopamine (groupe dopamine) et 683 (soit 65 %) n´en recevaient pas. L´âge, le sexe, les scores de sévérité (SAPS II et SOFA) était comparables dans les 2 groupes. Le groupe dopamine avait un une mortalité en USI et hospitalière plus élevée (respectivement 43 contre 36%, p:0,02 et 50 contre 42%, p = 0,01). L´étude des courbes de survie Kaplan-Meier a montré une survie à 30 jours diminuée dans le groupe dopamine (log Rank: 4,6; p: 0,032). Dans une étude multivariée prenant le taux de mortalité en USI comme facteur indépendant, l´âge, un cancer, les patients admis pour raison médicale (non-chirurgicale), le score SOFA moyen plus élevé, un bilan hydrique positif et l´administration de dopamine étaient des facteurs pronostiques indépendants. Cette étude suggère que l´administration de dopamine est associée à une augmentation de la mortalité en cas de choc. Afin de confirmer cette hypothèse, une étude prospective comparant la dopamine à la noradrénaline dans la prise en charge de l´état de choc a été lancée.<p>Nous avons également étudié l´administration des solutions d´albumine dans les USI en Europe et son influence en terme de mortalité :350 patients (soit 11,2%) ont reçu de l´albumine et 2793 patients (soit 89 %) n´en ont pas reçu. Les patients du groupe albumine étaient plus souvent cirrhotiques, atteints de cancer, “chirurgicaux” ou de sepsis. Ces patients avaient un séjour en USI et un taux de mortalité plus élevé, mais étaient également plus sévèrement malades comme en témoignent des scores SAPS II et SOFA plus élevés. Un modele de Cox (risque proportional) a montré que l´administration d´albumine était significativement corrélée avec une moindre survie à 30 jours. La mortalité en USI et hospitalière était plus élevée chez les patients du groupe albumine que chez ceux n´en ayant pas reçu (respectivement 35 contre 21% et 41 contre 28%, p<0,001). Nous en avons conclu que l´administration d´albumine était associée avec une moindre survie chez ces patients gravement malades. Des études prospectives randomisées et contrôlées sont nécessaires pour étudier les effets de l´administration d´albumine sur la survie de ces patients pris en charge en USI.<p>Finalement, nous avons étudié les effets de l´administration de solutions d’hydroxyethylamidon (HES) sur la fonction rénale chez les patients inclus dans l´étude SOAP. Les patients ayant reçu une solution de HES (n: 1075, soit 34%) étaient plus âgés (moyenne+/- DS: 62+/- 18 ans, p: 0,022), avaient en majorité des affections chirurgicales ou hématologiques, une défaillance cardiaque, un score SAPS II ou SOFA plus élevé et étaient moins susceptible de recevoir un support rénal extracorporel (2 contre 4%, p<0,001) que ceux n´ayant pas reçu de solution de HES. Le score SOFA rénal était significativement plus élevé au cours du séjour en USI indépendamment du liquide de remplissage utilisé. Cependant, dans le groupe HES plus de patients avaient besoin de support rénal extracorporel que dans le groupe “non-HES” (11 contre 9%, p: 0,006). Toutefois, en analyse multivariée, l´administration de HES n´était pas associée à un besoin plus élevé de support rénal extracorporel. Le sepsis, la défaillance cardio-vasculaire, une hémopathie maligne et un score SOFA rénal de base > 1 étaient tous associés à un besoin plus élevé de RRT.<p>Les altérations microcirculatoires sont fréquentes chez les patients septiques. Les sont directement liées à la sévérité du sepsis et plus marquées chez les patients qui sont décédés que chez ceux qui ont survécu, sans toutefois être corrélées à l´état hémodynamique ou aux besoins en agents vasoactifs. Ces obnservations ont été faites au début de la maladie si bien que leur évolution dans le temps n´a pas bien pu être caractérisée. L´OPS est une nouvelle technqiue, qui permet d´étudier la microcirculation des tissus recouverts d´un fin épithélium, comme les muqueuses. Cette technique a été validée pour l´étude de la microcirculation chez l´homme et l´animal.<p>Pour préciser l´évolution de l´altération de la microcirculation et son pronostic en terme de morbidité et de mortalité chez les patients présentant un choc septique, nous avons étudié chez 49 patients en choc septique, l’évolution des altérations microcirculatoires (par OPS) du jour du début de l´état de choc et de façon quotidienne les jours suivants jusqu´à résolution complète du choc ou le décès. Au début de l´état de choc, les survivants et les non survivants avaient la même densité de capillaire et le même pourcentage de capillaire perméable au niveau du tissu étudié. La microcirculation était préservée chez les survivants, mais pas chez les patients décédés. Malgré un statut hémodynamique et des besoins en drogues vasoactives similaires ainsi qu´à des taux de saturation en oxygène comparable, les patients décédés des suites du choc septique dans un tableau de défaillance multiviscérale avaient un pourcentage de capillaires perfusés significativement inférieur aux patients ayant survécu. Nous en avons conclu que les altérations de la microcirculation s´améliorent rapidement en cas d’évolution favorable, mais au contraire progressent en cas de défaillance multiviscérale.<p>Pour étudier les effets de la transfusion de concentrés érythrocytaires sur la microcirculation au cours du sepsis, nous avons évalué la microcirculation de la muqueuse sublinguale à l´aide de l´OPS chez 35 patients avant et après la transfusion de 1 à 2 unités de concentrés érythrocytaires. Cinq séquences de 20 secondes chacune ont été enregistrées et analysées par une méthode semi- quantitative. La transfusion de concentrés érythrocytaires a augmenté le taux d´hémoglobine, la pression artérielle et le transport en oxygène. La microcirculation ne s´est pas significativement altérée mais des variations individuelles considérables ont été relevées. Les modifications de la perfusion capillaire après transfusion ont été significativement corrélées avec le degré inital de perfusion capillaire. La perfusion capillaire de base était significativement inférieure chez les patients qui ont augmenté leur perfusion capillaire de plus de 5% par rapport à ceux ne l´ayant pas augmenté, et cela à conditions hémodynamiques et de transport d´oxygène similaire dans les 2 groupes. Ces résultats montrent que la microcirculation muqueuse sublinguale n´est pas altérée par l´apport de concentrés érythrocytaires en cas de sepsis. Cependant, la perfusion capillaire de base peu augmenter en cas d´altération préexistante.<p>Et finalement, pour évaluer les effets de la dobutamine sur la microcirculation chez les patients septiques, nous avons étudié 10 malades sous dobutamine (administrée à la dose de 5 mcg/kg.min) pendant 2 heures suivies par l´application de 10 - 2 M d´acéthylcholine sur la muqueuse sublinguale. Un monitorage hémodynamique complet avant et après l´administration de dobutamine a été réalisé. Les enregistrements ont été obtenus grâce à l´OPS avant et après l´administration de dobutamine et d´acétylcholine. La dobutamine augmente significativement la perfusion capillaire et ce avec de larges variations individuelles, alors que la densité capillaire est restée constante. L´adjonction topique d´acéthylcholine restitue entièrement la perfusion et la densité capillaire. Les modifications de la perfusion capillaire n´ont pas été en rapport avec les fluctuations de la pression artérielle et de l´index cardiaque. La baisse de la lactacidémie était proportionnelle à l´augmentation de la perfusion capillaire, et sans corrélation avec les modifications de l´index cardiaque. Nous en avons conclu que l´administration de 5 mcg/kg.min de dobutamine en cas de choc septique peut augmenter la perfusion capillaire sans toutefois la restaurer. Ces modifications sont indépendantes des fluctuations de l´hémodynamique systémique.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

A total of 49 patients were studied, using invasive hemodynamic techniques with systemic arterial, pulmonary artery and right atrial pressure recordings together with thermodilution cardiac output determinations. Sixteen of the patients were also subjected to cardiometabolic studies, using measurement of coronary sinus blood flow by the continuous thermodilution technique and analyses of oxygen content and lactate concentration in the systemic and coronary circulation. A common denominator in the five investigations was, that a distributive cardiovascular dysequilibrium was either induced (for surgical or anaesthesiological reasons) or already present due to a pathological condition. Thoracic epidural block from T 1 to T 12 induced marked decrease in systemic blood pressure due to vasodilation and impairment of cardiac performance. Prenalterol administration effectively abolished the low blood pressure by its marked inotropic action, having no effect on systemic vascular resistance. Myocardial oxygen consumption changed in parallel with the changes in cardiac work following both thoracic epidural block and prenalterol. Coronary vascular resistance was markedly decreased by the block and was not affected by prenalterol. It is suggested, that the critically low perfusion pressure is the main cause of the coronary vasodilation and that alpha-blockade induced by the thoracic epidural block is of less importance. The combination of a thoracic epidural block from T 1 to T 12 and selective ßi-stimulation with prenalterol was an effective way to modify the cardiovascular response to infrarenal aortic cross clamping. This treatment transferred the patients to a more favourable cardiac function curve and possibly facilitated the redistribution of blood flow in association with clamping. In association with declamping of the infrarenal aorta or the common iliac arteries, volume loading to a slightly elevated left ventricular filling pressure shortly before declamping was an effective way to counteract the expected blood pressure drop. A normal left ventricular filling pressure prior to declamping did not prevent the blood pressure drop following declamping. It is suggested, that mismatching between vascular volume and blood volume is the main cause of declamping hypotension. In patients with low resistance, distributive septic shock caused by gram negative bacteremias and signs of impaired cardiac function, prenalterol effectively reversed the hypotension and improved tissue perfusion by selectively increasing cardiac output. In parallel to the increased cardiac work, an increase in myocardial metabolic demand was demonstrated. / digitalisering@umu.se

Le choc septique est actuellement la dixième cause de mortalité à travers le monde à égalité avec les infarctus du myocarde. Sa physiopathologie extrêmement complexe, entrelaçant un état pro-inflammatoire et anti-inflammatoire, rend caduque l’action des thérapeutiques conventionnelles. En ce sens, les recherches s’orientent vers les thérapeutiques innovantes et notamment les cellules souches/stromales mésenchymateuses (CSM). En effet, les études murines ont mis en évidence que les CSM étaient en mesure, notamment par leurs actions paracrines, d’améliorer la survie, la défaillance d’organes mais également la bactériémie de souris soumises à un choc septique. Cependant, les propriétés des CSM varient en fonction du tissu dont elles sont issues et particulièrement selon qu’elles proviennent de tissus fœtaux (cordon ombilical, placenta, liquide amniotique) ou adultes (moelle osseuse, tissu adipeux...). Ainsi, notre premier objectif a été de comparer, dans un modèle murin de choc septique, l’action des CSM issues de la moelle osseuse (MO) à celle des CSM issues de la gelée de Wharton (GW) du cordon ombilical. Cette étude murine a permis de mettre en évidence une action quelque peu différente, entre les CSM-GW et les CSM-MO, sur la physiopathologie du choc septique sans que pour autant, l’une des deux sources de CSM, ne se dégage significativement de l’autre en termes d’efficacité. Cependant, en raison de leur importante capacité de prolifération et de l’accessibilité du tissu source, les CSM-GW apparaissent comme étant nettement plus avantageuses que les CSM-MO. En conséquence, notre deuxième objectif a été d’évaluer l’action des CSM-GW dans un modèle porcin de péritonite afin de se rapprocher un peu plus près de la clinique humaine. Cette étude, menée en double aveugle et en présence continue d’un médecin réanimateur expérimenté, a permis de mettre en évidence que les CSM-GW, produites en grade clinique et utilisées juste après décongélation, étaient en mesure d’améliorer la survie, les paramètres hémodynamiques ainsi que les défaillances d’organes, selon un mécanisme d’action différent de celui rapporté par les études murines / Septic shock, equal to the myocardial infraction, is currently the tenth cause of death in the world. The pathophysiological complexity of this syndrome, with a simultaneous pro and anti- inflammatory state, results in the failure of conventional treatments. In this sense, research is focusing on innovative therapeutics agent, including mesenchymal stem cells (MSC). Indeed, murine studies of septic shock showed that MSC improve organ injuries, bacteremia and survival by notably a paracrine mechanism. However, MSC properties vary according to the source tissue, especially if they are derived from a fetal tissue (Wharton’s jelly (WJ), placenta amniotic fluid) or an adult tissue (bone marrow (BM), adipose tissue...). Our first objective was to compare, in a septic shock murine model, the effect of BM-MSC with that of WJ-MSC. Although some differences were observed, the same efficiency was demonstrated between these two sources. However, WJ-MSC present large advantages in comparison to BM-MSC due to their important proliferation capacities and potential quantities of umbilical cord donation. Consequently, our second objective was to investigate the effect of WJ-MSC administration in a relevant pig model of peritonitis in order to better mimic a clinical approach in humans. This study, conducted in double-blind and in presence of an experimented intensivist, showed that WJ-MSC produced in clinical grade and used immediately after thawing, improve survival, hemodynamic parameters and organ injuries by another action than that described in murine studies

Die Sepsis ist ein gefürchtetes Krankheitsbild, das in hochentwickelten Industrienationen mit einer hohen Mortalität verknüpft ist und damit zu den häufigsten Todesursachen gehört. Die Pathomechanismen dieses komplexen und heterogenen Krankheitsbildes zu entdecken, gehört momentan zu den Hauptinteressengebieten der Sepsisforschung. Da die Interpretation klinischer Studien aufgrund der Heterogenität des Patientenguts schwierig ist, kommt der Entwicklung adäquater Tiermodelle eine entscheidende Bedeutung zu. Die hierbei gängigen Tiermodelle in Mäusen weisen jedoch Unzulänglichkeiten auf, die die Übertragung der in Tierexperimenten gewonnen Daten auf den klinischen Kontext nur teilweise ermöglichen. Eine Brücke kann hierbei das Tiermodell der humanisierten Maus schlagen, in der, durch Transplantation mit humanen hämatopoetischen Stammzellen, ein humanes Immunsystem reift. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung, inwieweit die humanen Immunzellen in der humanisierten Maus in der Lage sind, auf LPS als Stimmulus zu reagieren. Darüberhinaus wird die Nutzung der Endotoxämie in der humanisierten Maus als alternatives Sepsismodell im Bezug zum klinischen Kontext untersucht. Hierbei ergab sich eine mögliche Nutzung des Endotoxämiemodells in der humanisierten Maus zur genaueren Erforschung des Zytokinmilieus, sowie neuer Surrogatmarker wie Pentraxin 3. Bezüglich der Reaktion einzelner immunologischer Subpopulationen und deren Bedeutung für die Klinik scheint eine Untersuchung an Modellen, die eine B- und T-Zell-Reifung nachvollziehen können und in der murine Residualzellen möglichst gering vorhanden sind, als sinnvoll.

Le choc septique est caractérisé par une intense activation cellulaire marquée par une génération excessive de microparticules (MPs), libérées dans l’espace extracellulaire suite à un remaniement de la membrane plasmique. Les MPs participeraient à la dysfonction cardiovasculaire et à la coagulopathie du choc septique. Nous avons exploré l’intérêt des MPs circulantes comme marqueurs pathogènes, en étudiant l’effet d’acides gras exogènes sur le remodelage de la membrane plasmique et la genèse des MPs, in-vitro dans un modèle de cellules en culture stimulées par une endotoxine et in vivo chez le rat septique. Nous avons ensuite caractérisé l’activation cellulaire du choc septique chez l’homme, en utilisant les MPs circulantes comme témoins de la dysfonction du compartiment vasculaire, puis montré la place des MPs comme cibles thérapeutiques potentielles au cours du choc septique, par leur modulation pharmacologique dans un modèle de choc septique chez le rat.Nous montrons ainsi l’intérêt des MPs comme un nouvel outil dans l’exploration de nouvelles pistes physiopathologiques du choc septique et comme cibles pharmacologiquement modulables à des fins éventuellement thérapeutiques. / Septic shock is characterized by an intense cell activation marked by an excessive generation of microparticles (MPs), released into the extracellular space after plasma membrane remodeling. MPs take part in cardiovascular dysfunction and coagulopathy of septic shock. We investigated the role of circulating MPs as pathogenic markers, by studying the effects of exogenous fatty acids on plasma membrane remodeling and MP generation, in vitro with cultured cells stimulated by an endotoxin and and in vivo in septic rats. We have then characterized the cellular activation of septic shock in humans, using circulating MPs as evidence of vascular dysfunction and shown the place of MPs as potential therapeutic targets, through their pharmacological modulation in a rat model of septic shock.We have therefore shown the interest of MPs as a new tool to explore septic shock pathophysiology and as therapeutic targets than can be pharmacologically modulated.

Le sepsis est un problème mondial de santé publique du fait de son incidence croissante et de sa mortalité importante. Après une première phase très inflammatoire, les patients septiques présentent une profonde immunodépression, objectivée par un risque accru d’infections secondaires et de décès. Dans ce contexte, des thérapeutiques immunostimulantes sont actuellement testées. Afin d’identifier des cibles thérapeutiques pertinentes et des biomarqueurs permettant l’individualisation des traitements, la description exhaustive des mécanismes immunosuppresseurs mis en jeu est primordiale. Les lymphocytes B ont été peu étudiés au cours du sepsis. Des données récentes ont révélé l’existence de cellules B régulatrices dans différents contextes cliniques. Ainsi, nous avons fait l’hypothèse que des lymphocytes B / plasmocytes régulateurs pouvaient être impliqués dans l’établissement de l’immunodépression induite par le sepsis.Chez les patients en choc septique, nous avons montré que les lymphocytes B présentent une perte de leur fonction de prolifération et un phénotype d’épuisement cellulaire. Ils produisent de l’IL-10, cytokine suppressive (Journal of Immunology 2018). Enfin, une plasmocytose circulante apparait, confirmée par cytométrie de masse (Scientific Reports 2018). Dans un modèle murin de sepsis, ces plasmocytes inhibent la prolifération des lymphocytes T ex vivo et expriment des marqueurs phénotypiques suggérant pour la première fois la présence de plasmocytes régulateurs dans le sepsis.L’importance clinique des plasmocytes régulateurs reste à définir (mécanismes régulateurs, liens avec les paramètres cliniques, association avec les réactivations virales…). Elle pourrait conduire à l’établissement de nouveaux biomarqueurs pour le suivi immunitaire des patients et à de nouvelles approches thérapeutiques / Sepsis in a major health problem associated with rising incidence and high mortality rate. In septic patients, an initial proinflammatory response causing life-threatening organ failures is followed by the development of a deep immunosuppression, associated with increased risk of secondary infections and death. In this context, immunostimulating therapies are currently tested. However, success of this strategy requires identification of relevant therapeutical targets and biomarkers allowing individualisation of treatments. B lymphocytes have been poorly studied in sepsis. Moreover, existence of regulatory B cells was recently revealed in several clinical contexts. Thus, we made the assumption that regulatory B lymphocytes or plasma cells could be implied in sepsis-induced immunosuppression establishment.In septic shock patients, we showed that B cells present with decreased proliferation capacity and exhausted-like profile, and are able to produce immunosuppressive IL-10 (Journal of Immunology 2018). We also observed blood plasmacytosis in patients, confirmed by mass cytometry analysis (Scientific Reports 2018). In a murine model of sepsis, the ability of plasma cells to inhibit T cell proliferation ex vivo, and their phenotypic profile suggest for the first time the existence of regulatory plasma cells in sepsis.The role of regulatory plasma cells within sepsis-induced immunosuppression has to be further explored in patients (underlying regulatory mechanisms, associations with clinical outcomes and viral reactivations…). It could highlight novel biomarkers for patients’ monitoring and innovative therapeutical approaches

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Sepsis is the systemic inflammatory response to an infection. Severe sepsis with multi organ failure is one of the commonest causes of admission to intensive care units, and is associated with poor early and late outcomes. The pathophysiology of sepsis is complex, and poorly understood. This is reflected in the limited and contentious treatment options for sepsis. Genetic factors have been shown to be associated with the risk of and subsequent outcomes from infection. However, clear associations with bacterial sepsis are rare, and even when associations are present their functional effects are often unknown. Gene expression signatures in sepsis are investigated in this project using serial samples obtained from patients admitted to intensive care units with community-acquired pneumonia or faecal peritonitis. The evolving gene expression signatures that define the response to sepsis were identified with large changes seen in genes coding for ribosomal proteins RPS4Y1 and RPS26P54. The differences in the sepsis response between the two diagnostic classes were examined. The gene expression predictors of mortality in sepsis were determined and include genes from the class II MHC HLA-DRB4, HLA-DRB5 and the T cell differentiation protein MAL. The effects of important covariates on gene expression were investigated and their impact on survival related expression determined. The findings were confirmed in a validation cohort. A novel clustering of samples representing distinct inflammatory patterns in a clinically homogeneous population of sepsis patients was identified and related to differences in clinical behaviour. The biological relevance of the differentially expressed genes was ascertained by identifying enriched gene sets. The gene expression changes in sepsis were examined in the context of related clinically relevant immune phenomena: the sterile systemic inflammatory response in patients undergoing elective cardiac surgery and the phenomenon of endotoxin tolerance in PBMCs derived from healthy volunteers. The results highlight the complexities of clinical sepsis and identify hypotheses for future investigations.