L’objectif de ce projet est d’étudier une nouvelle voie de thérapie basée sur l’échographie de contraste. Les agents de contraste utilisés sont capables de vectoriser différentes molécules chimiques et de les libérer lorsqu’ils sont détruits par le biais des ultrasons. Cette méthode permet donc un traitement ciblé et contrôlé ce qui a pour avantages de réduire la quantité de principe actif (donc des effets de secondaires). De plus, les microbulles augmentent la perméabilité cellulaire ou tissulaire donc améliore leur incorporation cellulaire. Cependant le mécanisme n’est pas connu. In vitro, nous avons utilisé un ensemble de techniques dont le patch clamp pour visualiser les échanges trans-membranaires et la TEER pour les modifications de la perméabilité trans-endothéliales. In vivo, nous avons effectué des ECG pour observer et comprendre les effets secondaires afin de mieux les prévenir. Le but de la thèse est d’aboutir à la connaissance du phénomène d’augmentation de la perméabilité induite par les ultrasons et les microbulles afin de pouvoir l’optimiser. / The aim of this work is to study a new way of therapy based on the contrast ultrasonography. The used contrast agents are able of transport different chemical molecules and to liberate them when they are destroyed by means of ultrasounds. This method allows a controlled and targeted treatment therefore what has as advantages to reduce drugs quantity (therefore side effects). Moreover, microbubbles augment cell or tissue permeability therefore ameliorates their cell uptake. However, the mechanism is not known. In vitro, we used the whole technology of which the patch clamp to show exchanges through the cell membrane and TEER for modification of trans-endothelial permeability. In vivo, we have performed ECG to notice and understand side effects to their apparition. The purpose of PhD work is to succeed to the knowledge of the phenomenon of increase of the permeability led by ultrasounds and microbubbles to be able to optimise it.

Au niveau de la circulation pulmonaire, une exposition prolongée à l’hypoxie est responsable du phénomène de vasoconstriction hypoxique pulmonaire (VHP) qui favorise les échanges gazeux. Lorsque cette VHP se généralise, elle conduit au développement d'une hypertension pulmonaire de groupe 3 (HTP). Cette pathologie se caractérise par un remodelage vasculaire induisant une élévation progressive de la pression artérielle pulmonaire (> 25 mmHg au repos). Ceci conduit à une défaillance cardiaque droite et, à terme, à la mort. La VHP est responsable de l'étirement de la membrane des cellules musculaires lisses des artères pulmonaires (CMLAP) et peut ainsi activer des "Stretch-Activated Channels" tels que les TRPV (Transient Receptor Potential Vanilloid). Il a précédemment été décrit que les canaux TRPV1 et TRPV4, impliqués dans la migration et la prolifération des cellules vasculaires pulmonaires, sont surexprimés et suractivés lors de l'HTP. Cependant, ces modifications peuvent être dues à un effet direct de l’hypoxie ou indirect, conséquence d'un étirement membranaire plus important induit par la VHP. Nous avons donc étudié la contribution respective des stress hypoxique et mécanique, observés en contexte d’HTP, en utilisant des conditionnements in vitro sur des CMLAP d’animaux sains (rats et souris). Nous avons montré que l’hypoxie (1 % O2, 48 heures) induit une augmentation de la [Ca2+]i couplée à une potentialisation de la migration induite par l’activation de TRPV1 et V4. De même, un étirement cyclique (20 %, 1 Hz, 24 heures) provoque une augmentation de la [Ca2+]i et de la prolifération. Ces résultats montrent pour la première fois une action directe de l'hypoxie et du stress mécanique (étirement cyclique) sur des CMLAP. / Hypoxia exposure induces hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV) allowing the efficiency of gas exchanges by increasing the intraluminal pressure. Prolonged hypoxia leads to pulmonary hypertension of group 3 (PH), characterized by increased pulmonary pressure (> 25 mmHg), leading to right ventricular heart failure and ultimately death. HPV leads to stretch pulmonary artery smooth muscle cell (PASMC) membranes inside the vascular wall and thus can activate "Stretch-Activated-Channels" such as TRPV channels (Transient Receptor Potential Vanilloid). It has been previously shown that TRPV1 and TRPV4 channels, implicated in PASMC migration and proliferation, are overexpressed and overactivated in PASMC in the context of PH. But whether this feature is directly caused by hypoxia alone or is a consequence of stretch induced by the HPV is a matter of debate. We thus investigated the respective contribution of hypoxia and mechanical stresses observed in the context of PH using in vitro conditionings on PASMC from healthy animals (rats and mice). We showed that hypoxia (1 % O2, 48 hours) increases Ca2+ entry through TRPV4 channels as well as PASMC migration induced by TRPV1 and TRPV4 activation. Furthermore, cyclic stretch conditioning (20 %, 1 Hz, 24 hours) triggers Ca2+ increase and PASMC proliferation. This work shows for the first time the direct implication of both hypoxia and mechanical stress (cyclic) stretch on PASMC.