La rupture de la plaque d'athérome carotidienne est la première cause des infarctus cérébraux. Pour prévenir ces accidents, l'endartérectomie carotidienne est le traitement le plus utilisé. La vulnérabilité de la plaque est en relation avec les efforts que le sang applique sur la plaque. Ces actions sont différentes suivant les propriétés constitutives, mécaniques et géométriques de la plaque. Plusieurs auteurs ont développé des modèles numériques de la plaque d'athérome carotidienne à partir desquels une analyse mécanique a permis de caractériser les déformations et les contraintes en lien avec la rupture de la plaque. Néanmoins, les caractéristiques d'une plaque vulnérable sont encore mal connues. Dans ce manuscrit, un modèle numérique de plaque d'athérome carotidienne est développé en interaction fluide-structure dans le but mieux comprendre comment les actions mécaniques du sang sur la plaque sont affectées par les propriétés mécaniques et géométriques de la plaque. Plusieurs résultats sont en concordance avec la littérature : la vulnérabilité de la plaque est associée à la sévérité de sténose et à l'épaisseur de la chape fibreuse. De plus une analyse de l'écoulement du sang, de la déformation de la plaque et des contraintes dans la plaque révèle que les effets de l'écoulement du sang sont amplifiés si la plaque est courte, si la pente en amont de sténose est raide ou si la morphologie de la plaque est irrégulière et asymétrique. Ces résultats offrent de nouvelles perspectives dans la compréhension de la vulnérabilité de la plaque.

Définie comme étant le rétrécissement de la valve, la sténose aortique (SA) est la 3ème pathologie cardiovasculaire dans les pays industrialisés. Touchant essentiellement les personnes âgées de plus de 65 ans, cette pathologie représente un véritable problème de santé publique compte tenu du vieillissement de la population. Considérée initialement comme issue d’un processus passif de dégénérescence, il est désormais établi que la sténose aortique est une pathologie dite « atherosclerosis-like » caractérisée par les processus d’inflammation, de fibrose, de néo-angiogenèse et de calcification. Certaines protéines de la voie de coagulation tel que le facteur tissulaire (FT) sont connues pour avoir un rôle pro-fibrotique et participent activement au développement des lésions athéroscléreuses. Leurs rôles dans la SA semblent donc probables et restent à être identifiés.Composante cellulaire majeure de la valve aortique, les VICs présentent 5 sous-populations distinctes : les cellules progénitrices embryonnaires (EPCs), les cellules progénitrices (pVICs), quiescentes (qVICs), activées (aVICs) et ostéoblastiques (obVICs). Au cours de la valvulogenèse, les EPCs permettent la cellularisation de la valve en se différenciant en qVIC. Celles-ci maintiennent l’homéostasie valvulaire et, en cas de lésion, s’activent (aVICs) pour réparer efficacement le tissu valvulaire. L’inflammation valvulaire et l’activation des VICs initient la sécrétion de protéines pro-calcifiantes induisant la différenciation des aVICs en obVICs. Enfin, les pVICs, naturellement présentes au sein de la valve (appelées résidantes) ou issues de la circulation sanguine (appelées hématopoïétiques), semblent favoriser le renouvellement cellulaire et peuvent être impliquées dans les processus angiogénique et ostéoblastique.Bien que décrites, la validation de la culture primaire des VICs par le suivi de ces sous-populations n’avait pas été réalisé et à constituer notre premier objectif. Nous avons ensuite étudié l’implication des voies de signalisation du FT dans le développement de la SA.Dans le cadre du suivi longitudinal des VICs depuis les valves aortiques humaines contrôles et pathologiques jusqu’à la culture in vitro réalisée sur plastique et sur collagène, nous avons tout d’abord montré que les différentes sous-populations étaient présentes au sein de ces valves avec des localisations et des proportions différentes selon l’état physiopathologique du tissu. Après digestion enzymatique de la valve, elles sont toutes retrouvées mais lors de la mise en culture, les pVICs hématopoïétiques ont disparu, quel que soit le support. Nous avons ainsi validé le modèle de culture primaire des VICs tout en mettant en lumière ses limites : absence des pVICs hématopoïétique, activation et différenciation ostéoblastique spontanée des VICs au cours de la culture.Dans le cadre de l’’étude de l’implication du FT dans le développement de la SA, nous avons montré sa colocalisation avec la thrombine et les calcifications de valves pathologiques. A partir de la culture primaire de VICs issues de valves humaines contrôles et pathologiques, nous avons montré que l’expression et l’activité du FT étaient constitutivement plus importantes pour les VICs pathologiques et que son expression pouvait être induite par l’IL1β. De plus, l’activation du FT, en présence de son ligand le facteur VII, induit, directement et via le récepteur PAR2, différentes voies de signalisation impliquées dans la prolifération cellulaire et les processus de fibrose et de calcification. Cette étude suggère ainsi que le FT produit par les VICs est un médiateur clef dans le développement de la sténose aortique. / Defined as the narrowing of the aortic valve, aortic stenosis (AS) is the third cardiovascular pathology in industrialized countries. Affecting mainly people aged over 65 years, AS represents a major public health problem because of the aging of the population. After initially been considered as a passive degenerative process, it is now established that AS is an "atherosclerosis-like " disease characterized by the processes of inflammation, fibrosis, neo-angiogenesis and calcification. Some proteins of the coagulation pathway such as tissue factor (TF) are known to have a pro-fibrotic role and actively participate in the development of atherosclerotic lesions. Their implication in AS seems, therefore, probable and remain to be identified.Prevalent cellular component of the aortic valve, VICs have five distinct subpopulations: embryonic progenitor cells (EPCs), progenitor cells (pVICs) quiescent (qVICs), activated (aVICs) and osteoblastic (obVICs). During the valvulogenesis, EPCs allow the cellularization of the valve, differentiating into qVICs. These cells maintain the valvular homeostasis and, in case of damage, are activated (aVICs) to effectively repair the valve tissue. The valvular inflammation and VICs activation initiate the secretion of pro-calcifying proteins inducing the differentiation of aVICs into obVICs. Finally, pVICs, naturally present within the valve (called resident) or from the blood circulation (called hematopoietic), seem to promote cell renewal and may be involved in the angiogenic and osteoblastic processes.Although described, these subpopulations have never been studied longitudinally, in respect to their behavior in vitro. Our first objective was to perform this investigation. Our second objective was to study the potential role of TF pathway in the deleterious mechanisms of AS.As part of the longitudinal follow-up of VICs from control and pathological human aortic valves to the in vitro culture performed on plastic and collagen, we first showed that different subpopulations were present in these valves with different locations and proportions according to the pathophysiological state of the tissue. After enzymatic digestion, all subpopulations are found but, in culture, hematopoietic pVICs disappeared, whichever the support. Thus, we validated the primary culture model of VICs while highlighting its limitations: lack of hematopoietic pVICs, spontaneous osteoblastic differentiation and activation of VICs in culture.As part of the study the involvement of FT in the AS development, we showed its colocalization with thrombin and calcifications of pathological valves. We showed that the expression and activity of TF were constitutively more important in VICs from fibrocalcified valves than control ones and that IL-1β for pathological VICs and that its expression could be induced by IL1 beta. In addition, TF activation in the by its ligand FVII, induced, directly and via the PAR-2 receptor, different signaling pathways involved in cell proliferation and the processes of fibrosis and calcification. Thus, our findings suggest that the FT expressed by VICs mediates fibrocalcific processes of aortic stenosis.

Le développement du traitement endoscopique des états précancéreux et cancers superficiels de l’œsophage, qui constitue une option alternative à faible risque opératoire au traitement chirurgical, se heurte à la problématique de la cicatrisation œsophagienne. En effet, les résections étendues de la muqueuse œsophagienne se compliquent de sténoses cicatricielles réfractaires. Les voies de prévention de la sténose œsophagienne impliquent la protection de la plaie, l’opposition aux mécanismes de l’inflammation et de la fibrose, la promotion de la réparation épithéliale, ou encore l’application d’une contrainte mécanique sur la paroi de l’œsophage au cours de la cicatrisation. Au cours d’un premier travail, nous avons évalué, sur un modèle porcin de sténose œsophagienne post-endoscopique que nous avons développé, l’apport de la membrane amniotique humaine (MAH) en tant qu’agent protecteur, mais aussi anti-fibrosant, régénératif, appliqué au moyen de prothèses œsophagiennes. Nous avons mis en évidence un effet de la MAH à J14 en termes de taux de sténose, cependant transitoire en raison du manque de stabilité des prothèses œsophagiennes et de la dégradation de la MAH dans l’œsophage. Au cours d’un second travail, nous avons évalué sur le même modèle l’apport d’une poudre hémostatique minérale appliquée de façon itérative sur la zone de résection au cours de la première semaine. Ce traitement a permis d’améliorer significativement les paramètres histologiques (épaisseur du tissu de granulation, de la fibrose, longueur du néoépithélium) et biologiques (taux sérique de TGF-β) de la cicatrisation œsophagienne, cependant sans traduction sur le taux de sténose œsophagienne à J14. Au cours d’un troisième travail, nous avons évalué une matrice protéique formée d’un peptide autoassemblé (SAP) pour la couverture de la plaie œsophagienne, toujours dans le même modèle. Ce traitement a permis de diviser par deux le taux de sténose à J14, sans cependant que les résultats soient durables, 100% des animaux ayant développé des sténoses à J28. Au cours d’un quatrième travail, nous avons évalué chez 40 patients la faisabilité et les performances de la réalisation en un seul temps endoscopique d’une résection endoscopique par mucosectomie d’une lésion suspecte d’adénocarcinome, et de l’ablation par radiofréquence de l’œsophage de Barrett résiduel. Nous avons observé une bonne efficacité de cette approche, permettant une procédure en un seul temps endoscopique chez près de la moitié des patients, et des taux d’éradication de la néoplasie et de la métaplasie intestinale de 95% après 19 mois de suivi. Cependant, cette approche était limitée par un taux de sténose de 33%. Au cours d’un cinquième travail, nous avons étudié rétrospectivement chez 35 patients les résultats de la dissection sous-muqueuse œsophagienne (ESD) dans le traitement de l’adénocarcinome œsophagien. Les résultats, avec un taux de résection R0 de 72% se réduisant à 66% de résection curative en tenant compte des facteurs histopronostiques défavorables, suggèrent qu’une amélioration de l’endoscopie diagnostique était nécessaire afin de mieux sélectionner les patients pouvant bénéficier de ce traitement. Le taux de sténoses cicatricielles de 6% était en revanche modéré dans cette série d’exérèses généralement non circulaires laissant souvent en place une muqueuse dysplasique. L’ensemble de ces résultats suggère que la problématique de la sténose cicatricielle reste majeure dans la résection endoscopique des cancers superficiels de l’œsophage. Les approches protectrices de prévention de la sténose sont limitées par le manque de stabilité des produits employés sur la plaie œsophagienne. Des travaux mécanistiques sont nécessaires, afin de développer des inhibiteurs pharmacologiques spécifiques de la fibrose œsophagienne. / No abstract

Les patients présentant une pathologie rachidienne dégénérative témoignent généralement de douleurs ayant un retentissement sur leurs capacités locomotrices. L’évaluation préopératoire des individus repose actuellement sur la réalisation d’auto-questionnaire déclaratifs validés qui permettent d’approximer l’état fonctionnel. Aucun consensus sur l’analyse des résultats d’une chirurgie rachidienne n’est actuellement établi. Les capacités fonctionnelles réelles sont intéressantes pour étudier l’impact des pathologies rachidiennes. L’évaluation des capacités locomotrices et fonctionnelles de manière quantitative pourrait être utilisé afin d’améliorer la prise en charge des patients. L’objectif de cette thèse est d’utiliser l’évaluation des capacités locomotrices des patients comme marqueur des capacités fonctionnelles pour décrire une sémiologie quantifiée des patients candidats à une chirurgie du rachis.Matériels et méthodes :Mise en place du projet SPEED (Évaluation quantitative de la motricité avant et après une chirurgie du rachis chez les patients atteints de pathologie rachidienne dégénérative). Ce protocole prospectif a été mis en place en 2016 avec une période d’inclusion de 2 ans. Au total 40 patients ont été inclus dans cette étude. Les données présentées dans ce manuscrit correspondent aux études ancillaires de nos résultats. Cette thèse se compose de 4 articles principaux : évaluation quantitative clinique puis radiologique des patients, modélisation de l’équilibre sagittal permettant une quantification de l’équilibre sagittal dynamique, et méta-analyse sur la capacité discriminante de l’analyse quantifiée du mouvement au sujet du mouvement du tronc et du pelvis.Résultats :Premièrement, pour la partie clinique, nous trouvons un décalage important entre les limitations perçues et celles réelles des capacités de marche chez les patients atteints de canal lombaire étroit. L'évaluation directe de la vitesse de marche libre est plus pertinente que le périmètre de marche car elle est corrélée à l'état fonctionnel et est plus facile à mettre en œuvre dans la pratique.Deuxièmement, concernant l’analyse radiologique, nous trouvons une amélioration de l'équilibre sagittal et de la lordose lombaire après une chirurgie de décompression lombaire postérieure sans fusion. Cette amélioration est surtout retrouvée chez des patients qui présentent des troubles posturaux antalgiques liée à la sténose lombaire. Cette compensation antalgique est difficile à différencier des troubles statiques avec nos outils de mesure actuels.Troisièmement, concernant l’analyse du mouvement, nous avons réalisé la première étude montrant que les paramètres de mouvement 3D peuvent estimer correctement la « sagittal vertical axis » calculée sur l'imagerie. De plus, cette estimation pourrait être utilisé lors de l'analyse de la marche et nous pensons qu'un tel type d'analyse permettrait de mieux caractériser les déficiences des patients.Quatrièmement, concernant l’analyse quantifiée tronc/pelvis, nous confirmons que les patients lombalgiques présentent une coordination tronc/pelvis différente dans le plan transverse au cours de la marche. De plus, notre méta-analyse confirme et révèle cette différence significative en montrant une coordination plus en phase pour les patients lombalgiques par rapport aux sujets en bonne santé pendant la marche. La coordination entre ces mouvements est plus rigide en présence de lombalgie et refléterait les adaptations neuromusculaires nécessaires pour adopter un comportement de protection sans douleur pendant la marche. / IntroductionPatients with degenerative spinal pathology generally report pain that affects their locomotor abilities. The preoperative assessment is currently based on the completion of validated self-questionnaire declarations that allow to approximate the functional state. No consensus on analyzing the results of spinal surgery is currently established. The actual functional capacities are interesting to study the impact of spinal pathologies. The evaluation of locomotor and functional capacities in a quantitative way could be used to improve the management of patients. The aim of this thesis is to use the evaluation of patients' locomotor capacities as a marker of functional abilities to describe a quantified semiology of patients who are candidates for spine surgery.Materials and methods:Implementation of the SPEED project (Quantitative motor capacities evaluation before and after spinal surgery in patients with degenerative spinal pathology). This prospective protocol was implemented in 2016 with an inclusion period of 2 years. 40 patients were included in this study. The data presented in this manuscript correspond to the preliminary studies of our results. This thesis is composed with 4 main researches: clinical and radiological quantitative evaluation of the patients, sagittal equilibrium modeling allowing a quantification of the dynamic sagittal equilibrium, and meta-analysis on the discriminant capacity of the quantified analysis of the movement about the movement of the trunk and pelvis.Results:First, for the clinical part, we find a significant gap between perceived and actual limitations of walking ability in patients with lumbar spinal stenosis. The direct evaluation of the comfortable walking speed is more relevant than the walking perimeter because it correlates to the functional state and is easier to implement in practice.Second, concerning radiological analysis, we find an improvement in sagittal balance and lumbar lordosis after posterior lumbar decompression without fusion. This improvement is mostly found in patients with postural analgesic disorders related to lumbar stenosis. This analgesic compensation is difficult to distinguish from static disorders with our current measurement tools.Third, regarding motion analysis, we performed the first study showing that 3D motion parameters can correctly estimate the sagittal vertical axis computed on imaging. In addition, this estimate could be used during the gait analysis and we believe that such a type of analysis would better characterize patients' impairments during walking.Fourth, concerning the quantified trunk / pelvis analysis, we confirm that low back pain patients have different trunk / pelvis coordination in the transverse plane during walking. In addition, our meta-analysis confirms and reveals this significant difference by showing more in-phase coordination for low back pain patients compared to healthy subjects during walking. The coordination between these movements is more rigid in the presence of low back pain and reflects the neuromuscular adaptations necessary to adopt a painless protection behavior during walking.Conclusion:Quantitative analysis of function and locomotion through the use of different functional and dynamic measures provides a better assessment of patients. This analysis can be done through complementary walk tests that are easy to implement in our daily practice, but also by new technologies using motion analysis.

L'implantation valvulaire (mise en place d'une stent-valve percutanée), pulmonaire ou aortique, est une procédure récente en plein (et rapide) développement. Cette procédure prometteuse, possède plusieurs écueils parmi lesquels, l'altération du matériel implanté lors de son déploiement. L'implantation valvulaire dans les voies pulmonaires dilatées, est une autre limite de la procédure. Dans notre travail, nous avons étudié le traumatisme valvulaire lié au déploiement des prothèses. Ensuite, nous avons évalué un nouveau dispositif de réduction du calibre de la voie pulmonaire, afin d'en élargir les indications ultérieurement.Nous avons donc dans un premier temps comparé 2 types de stent-valves, l'un expansible par ballon et l'autre auto-expansible. La comparaison a porté sur l'occurrence de lésions valvulaires lors du sertissage et du déploiement de ces 2 types de prothèses. Nous avons pu montrer la présence de lésions des feuillets péricardiques de ces prothèses, induites par la compression des dispositifs. Par ailleurs, la présence de lésions histologiques plus marquées avec les valves expansibles par ballon, suggère aussi un rôle de l'expansion de ces prothèses dans la genèse des lésions valvulaires post-déploiement. Nous n'avons pas constaté d'altérations des propriétés mécaniques du tissu valvulaire induites par la compression et le déploiement des feuillets.Dans une autre partie de notre travail, nous avons mis au point un modèle d'élargissement de la voie pulmonaire, associé à la création d'une insuffisance pulmonaire sévère. Nous avons pu montrer que la réduction du calibre de la voie d'éjection pulmonaire était possible avec notre réducteur, par voie endovasculaire ou transventriculaire droite. Il n'a pas été observé de migration ou de fracture du stent de ces prothèses 2 mois après la procédure. Si le modèle d'élargissement de la voie pulmonaire est intéressant pour évaluer les réducteurs et la faisabilité de leur implantation, un suivit à plus long terme est nécessaire avant d'envisager une implantation chez l'homme. Enfin, l'altération des feuillets induite par le maniement des prothèses, est un phénomène à prendre en considération. Il nécessite, compte tenu de son impact potentiel sur la durabilité des prothèses, une investigation plus approfondie.

Les maladies cardiovasculaires, conséquence de l’athérosclérose, sont la première cause de morbi-mortalité dans le monde et voient leur incidence et sévérité augmenter avec l’expansion de leurs principaux facteurs de risque, tels que l’âge, l’obésité et le diabète. La sténose valvulaire aortique, valvulopathie la plus fréquemment rencontrée dans les pays occidentaux essentiellement chez le sujet vieillissant, partage de fortes similitudes avec l’athérosclérose vasculaire. En effet, les plaques athéroscléreuses et les lésions valvulaires sont le siège de processus d’inflammation, d’angiogenèse, de fibrose et de calcification. Les macrophages, issus de la différenciation tissulaire des monocytes infiltrés, jouent un rôle clé dans l’apparition des lésions athéroscléreuses vasculaires et leur devenir. Leur rôle dans l’état inflammatoire des lésions est aujourd’hui bien établi avec de récentes publications qui font état des propriétés plastiques des macrophages, selon leur microenvironnement. Deux principaux sous types de macrophages ont été décrits dans les plaques athéroscléreuses, les macrophages M1 dit « classiques » et M2 dits « alternatifs ». Leur rôle respectif dans la thrombogénécité, la protéolyse et l’angiogenèse, processus impliqués dans l’instabilité de la plaque, ont été moins étudiés. En revanche, les macrophages sont peu décrits dans la valve, à l’inverse des cellules interstitielles de valves (VIC), qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie et la fonction valvulaire et sont impliquées dans la fibrose et la rigidité des feuillets valvulaires. Mon travail de thèse a pour objectif d’étudier les rôles des macrophages M1/M2 dans les pathologies vasculaires et valvulaires chez l’homme. Nous nous sommes focalisés sur leurs rôles dans l’instabilité de la plaque athéroscléreuse (processus de coagulation et de remodelage vasculaire) et dans la fibrose valvulaire ainsi que sur leur modulation phénotypique par d’autres types cellulaires présents dans les lésions, les polynucléaires neutrophiles dans la plaque ou les VIC dans la valve.Nos résultats suggèrent que les macrophages M1 et M2 pourraient moduler différemment des processus physiopathologiques majeurs de l'athérosclérose. Par ailleurs, les macrophages M1 de patients diabétiques présentent un phénotype délétère qui pourrait expliquer la plus grande vulnérabilité des plaques d’athérosclérose observée chez ces sujets. Concernant la pathologie valvulaire, après avoir caractérisé par analyse histologique les M1/M2 dans les valves aortiques humaines, nous avons montré que les macrophages M1 sont impliqués dans la progression de la fibrose via la modulation de leur répertoire sécrétoire par les VIC.Cette thèse apporte de nouveaux indices sur les processus physiopathologiques impliqués dans les maladies vasculaires et valvulaires. Elle met l’accent sur le rôle délétère des macrophages M1 chez les sujets diabétiques en pathologie vasculaire et identifie également une fonction jusque-là méconnue des M1 dans la progression de la fibrose, associée au « cross-talk » avec les VIC. Il conviendra par la suite d’identifier les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces intéractions, ce qui devrait permettre d’envisager de nouvelles voies thérapeutiques visant à moduler l’effet de ce sous-type cellulaire dans ces pathologies. / Cardiovascular disease, as a result of atherosclerosis, are the main cause of morbidity and mortality in the world and see their incidence and severity increase with the expansion of their major risk factors, such as age, obesity and diabetes. Aortic valve stenosis, valve disease most frequently encountered in Western countries mainly in the old subject, shares strong similarities with vascular atherosclerosis. Indeed, atherosclerotic plaques and valvular lesions are the site of inflammation, angiogenesis, fibrosis and calcification processes. Macrophages, from monocytes infiltrated tissue differentiation, play a key role in the development of vascular atherosclerotic lesions and their future. Their role in the inflammatory state of the lesions is now well established with recent publications that report on plastic properties of macrophages, according to their microenvironment. Two major subtypes of macrophages have been described in the atherosclerotic plaques, classically (M1) or alternatively (M2) activated macrophages. Their respective role in thrombogenicity, proteolysis and angiogenesis processes involved in plaque instability, have been less studied. In contrast, macrophages are not disclosed in the valve, compared to the valvular interstitial cells (VIC), which are crucial for the maintenance of homeostasis and the valvular function and are involved in the fibrosis and rigidity of the valvular leaflets. My thesis aims to study the roles of macrophages M1/M2 in vascular and valvular pathologies in humans. We focused on their roles in the instability of atherosclerotic plaque (haemostatic or clotting process and vascular remodeling) and valvular fibrosis and their phenotypic modulation by other cell types present in the lesions, neutrophils (PNN) in the plaque or VIC in the valve.Our results suggest that the M1 and M2 macrophages may differently modulate major pathophysiological processes of atherosclerosis. In addition, M1 macrophages from diabetic patients have a deleterious phenotype that could explain the increased vulnerability of atherosclerotic plaques observed in these subjects. About valvular pathology, after characterized histologically M1/M2 in human aortic valves, we have shown that the M1 macrophages are involved in the progression of fibrosis through the modulation of their secretory repertoire by VIC.This work provides new clues about the pathophysiological processes involved in vascular and valvular diseases. It focuses on the deleterious role of M1 macrophages in diabetic subjects in vascular pathology and also identifies an unknown function of M1 in the progression of fibrosis associated with "cross-talk" with VIC. It will be necessary later to identify the molecular mechanisms underlying these interactions, which is expected to consider new therapeutic approaches to modulate the effect of this cell subtype in these diseases.

L'angiopathie amyloïde cérébrale (AAC) est caractérisée par des dépôts amyloïdes au sein des parois cérébrovasculaires, associés à des altérations vasculaires et des troubles cognitifs. L'inflammation étant un processus délétère au cours de l'AAC, je me suis intéressée à l'effet inflammatoire sur les cellules musculaires lisses (CML) vasculaires du peptide amyloïde principalement accumulé au sein des parois artérielles, le peptide A 1-40. Cette étude met en évidence que le peptide A 1-40 n'induit pas directement de réponse inflammatoire de la part des CML, mais les sensibilise aux stimuli pro-inflammatoires. Aussi, cette sensibilisation cellulaire résulte d'une pré-activation des voies PI3K/Akt et NF- B, insuffisante à elle-seule pour induire une réponse inflammatoire. Dans une seconde partie de ma thèse, je me suis intéressée aux mécanismes moléculaires impliqués dans la migration des CML au cours de la re-sténose post-angioplastie. Lorsque l'athérosclérose conduit à une sténose artérielle, l'angioplastie est l'opération chirurgicale rétablissant le flux sanguin. Cependant, dans les 6 mois postopératoires, 10 à 20% des patients présentent une re-sténose post-angioplastie. Un des principaux facteurs impliqué dans ce processus est la migration des CML de la paroi vers la lumière artérielle. Dans ce contexte, j'ai pu démontrer que la re-sténose post-angioplastie chez le rat est dépendante du niveau d'expression de l'adénylyl cyclase 8 (AC8). Dans cette étude, nous avons également montré que l'expression de l'AC8 induit la migration des CML et l'activation de la métalloprotéinase matricielle-2, en stimulant les voies Epac2/Rap1 et PI3K/Akt. / Cerebral amyloid angiopathy (CAA) is defined by amyloid deposits within cerebral vasculature associated with vascular damages and cognitive impairment. As inflammation is a deleterious event during CAA, I explored the inflammatory effect in vascular smooth muscle cells (VSMC) of the amyloid peptide which is mainly accumulated in arterial wall, the peptide A1-40. This study evidenced that A1-40 does not directly induce inflammatory response of VSMC but sensitizes these cells to pro-inflammatory stimuli. Furthermore, this sensitization results from a pre-activation of PI3K/Akt and NF-B pathways, insufficient alone to induce inflammatory response.In the second part of my thesis, I studied the molecular mechanisms involved in VSMC migration occurring in post-angioplasty restenosis. When atherosclerosis leads to arterial stenosis, angioplasty is the surgery practiced to restore blood flow. However, during the 6 month post-surgery, 10 to 20% of patients display post-angioplasty restenosis. One of the main components of this event is the migration of VSMC from the wall to arterial lumen. In this context, I demonstrated that the severity of rat post-angioplasty restenosis is dependent to the level of adenylyl cyclase 8 (AC8) expression. In this study, we have also shown that AC8 expression promotes VSMC migration and matrix metalloproteinase-2 activation through Epac2/Rap1 and PI3K/Akt pathways.

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

La sténose valvulaire aortique (SVA) est une valvulopathie résultant en l'ouverture incomplète de la valve aortique. La calcification des feuillets associée au vieillissement est la cause la plus importante de la SVA. Sa pathogénèse implique des dépôts de lipoprotéines, de l'inflammation et de la calcification des feuillets. Notre étude vise à identifier les gènes associés à une prédisposition à la SVA afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à cette maladie et potentiellement identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Pour ce faire, nous avons recruté 190 patients avec SVA dégénérative et 192 témoins, appariés pour l'âge et le sexe, puis effectué une étude d’association par gènes candidats en utilisant des marqueurs génétiques polymorphiques (SNP). Les gènes candidats choisis incluent (1) ceux dont les polymorphismes ont été présumés associés à la SVA dans des études antérieures (APOB, APOE, ESR1, PTH et VDR) (2) des gènes dont les polymorphismes ont été significativement associés et validés pour quelques maladies inflammatoires (IL-10, TNFAIP3) ou pour le métabolisme lipidique (PCSK9, LDLR) dans des études d’association pangénomiques, et (3) des gènes impliqués dans la pathogénie de la SVA à partir d’études faites sur des modèles animaux en lien avec la calcification (BMP2, CCR5, CTGF, LRP5, MSX2, WNT3), le remodelage tissulaire (CTSS, MMP9) ou le métabolisme lipidique (SMPD1). Pour les gènes des groupes (1) et (2), nous avons utilisé les SNPs rapportés dans la littérature comme étant significativement associés. Pour le groupe (3), nous avons effectué une approche par «tagSNP» qui consiste à sélectionner un groupe de SNP capturant la variabilité génétique dans la région ciblée. Au total, 81 SNPs dans 18 gènes ont été testés. Nous avons trouvé une association nominale avec les gènes BMP2 (OR = 1.55, IC95%: 1.14-2.10, p = 0.004) et LRP5 (OR = 1.47, IC95%: 1.06-2.03, p = 0.023) après ajustement pour la maladie coronarienne. Les gènes BMP2 et LRP5, impliqués dans la calcification selon certains modèles expérimentaux, sont donc associés à la SVA. Ce travail devrait être validé dans une cohorte indépendante plus large dans un avenir rapproché et il pourrait être étendu à d’autres gènes. / Aortic valve stenosis (AVS) is a valvular heart disease caused by calcification leading to incomplete opening of the aortic valve. Calcification of valve leaflets associated with aging is the most common cause of AVS. AVS pathogenesis involves lipoprotein deposits, chronic inflammation and calcification of the aortic valve leaflets. Our study aims to identify genes associated with AVS in order to better understand its mechanisms and potentially identify new therapeutic targets. We recruited 190 cases with AVS of different severity and 192 controls matched for age and sex. Then we conducted a candidate gene association study using single nucleotide polymorphisms (SNPs). The candidate genes selected include: (1) those with polymorphisms putatively implicated in previous genetic association studies of AVS (APOB, APOE, ESR1, PTH and VDR); (2) those with validated associations to inflammatory diseases (IL-10, TNFAIP3) or lipid metabolism (LDLR ,PCSK9) in genome-wide association studies and, (3) genes impliated in AVS pathogenesis from studies with animal models and thought to be involved in calcification (BMP2, CCR5, CTGF, LRP5, MXS2, WNT3); tissue remodeling (CTSS, MMP9) or lipid metabolism (SMPD1). For the first two categories of genes, we tested the SNPs reported to be associated in the literature and, in the third category we used a tag-SNP approach which consists of selecting a subset of SNPs to capture variability in the target region. Finally, 81 SNPs in 18 genes were tested. We found a nominal association of BMP2 (OR=1.55, CI: 1.14 – 2.10, p=0.004) and LRP5 (OR=1.47, CI: 1.06 – 2.03, p=0.023) with presence of AVS after adjustment for coronary heart disease. The genes BMP2 and LRP5, which are known to be involved in calcification based on animal models, are associated with AVS. The result of the current study should be validated in a larger independent cohort in the near future and then, it could also be extended to the study of other genes.

La sténose valvulaire aortique (SVA) est une pathologie associée au vieillissement et aux facteurs de risque cardiovasculaire. Afin d’étudier la SVA et d’explorer de nouvelles thérapies, plusieurs modèles animaux ont été récemment développés, mais la plupart de ces modèles ciblent les mécanismes de développement de la SVA reliés à l’hypercholestérolémie. Le syndrome de Werner (WS) est une maladie caractérisée par un vieillissement prématuré. Récemment, il a été découvert que des souris mutantes ayant une délétion du domaine hélicase du gène Werner, responsable du WS, démontraient un profile hémodynamique typique de la SVA. De ce fait, nous avons émis l’hypothèse que ces souris pourraient développer une SVA plus rapidement que des souris de type sauvage. Nous avons donc étudié les effets cette mutation chez des souris WrnΔhel/Δhel, en comparant le taux de progression d’une SVA entre des souris WrnΔhel/Δhel (WrnΔhel) et des souris de type sauvage comme groupe contrôle. À la suite d’une diète riche en sucre et en gras sur une période de 24 semaines, les souris WrnΔhel ont démontré une diminution plus prononcée de leur aire de valve aortique (mesures échocardiographiques) que les souris contrôles, supportée par les analyses histologiques concernant la fibrose des valves aortiques. Les souris n’ont toutefois développé aucun signe évident d’athérosclérose comme l’infiltration de lipides ou l’inflammation, bien que certaines caractéristiques liées à la dysfonction endothéliale semblent être augmentées chez les souris WrnΔhel. D’autres mesures échocardiographiques indiquant une SVA, comme une hypertrophie du ventricule gauche dans le groupe WrnΔhel, ont été obtenues. Nous avons aussi observé des indices de vieillissement plus marqués quant aux analyses sanguines et de la moelle osseuse des souris WrnΔhel en comparaison avec les souris contrôles. Par conséquent, ce modèle expérimental de vieillissement pourrait être utilisé pour les études futures sur la SVA sans les principaux effets athérogéniques des autres modèles expérimentaux. / Aortic valve stenosis (AVS) is associated with aging and classical cardiovascular risk factors. Different animal models were recently developed to study AVS and explore new therapies, however, most of these models rely almost exclusively on hypercholesterolemia-related mechanisms for AVS development. Werner syndrome (WS) is a disorder characterized by premature aging. It was recently demonstrated that mutant mice with a deletion of the helicase domain of the Werner gene, the gene responsible for WS, showed hemodynamic profile typical of AVS. We therefore hypothesized that mice with the WrnΔhel deletion could develop AVS earlier than wild-type (WT) mice. We studied the effect of the WrnΔhel mutation by comparing the rate of progression of AVS in homozygous mutant versus WT mice. By twenty-four weeks on a high-fat/high-carbohydrate diet, WrnΔhel/Δhel (WrnΔhel) mice showed a stronger decrease of the aortic valve area measured by serial echocardiography than WT mice, supported by histological analyses of valve fibrosis but without developing major signs of atherosclerosis such as lipid infiltration or increased inflammation. Some features linked to endothelial dysfunction also appeared to be increased in WrnΔhel mice. Other echocardiographic measurements were typical of AVS, such as left ventricle hypertrophy in the WrnΔhel group. We also observed stronger aging properties from WrnΔhel mice bone marrow and blood analyses compared to the WT group. Consequently, this experimental aging model could be used for AVS research without the major confounding atherogenic effects of other experimental models.