Afin de résoudre la problématique des substituts osseux faiblement vascularisés, un des challenges majeurs en ingénierie tissulaire osseuse est de favoriser le développement précoce d’une microvascularisation. La reproduction du microenvironnement local et l’organisation cellulaire in situ sont des approches innovantes pour optimiser la formation osseuse. En Biofabrication, la Bioimpression Assistée par Laser (LAB) est une technologie émergente permettant l’impression de cellules et de biomatériaux avec une résolution micrométrique. L’objectif de ce travail était d’étudier l’effet de l’organisation de la pré-vascularisation par LAB sur la régénération osseuse. La station de bioimpression Novalase a été utilisée pour imprimer des motifs de cellules endothéliales sur un « biopaper » constitué de collagène et de cellules souches issues de la papille apicale. Les paramètres d’impression, densités cellulaires et conditions de recouvrement ont été optimisés afin de favoriser la formation d’un réseau microvasculaire avec une architecture définie in vitro. Ce modèle a ensuite été transposé in vivo, grâce à la bioimpression in situ de cellules endothéliales au niveau de défauts osseux critiques chez la souris, afin d’évaluer si la prévascularisation organisée par LAB permettait de promouvoir et contrôler spatialement le processus de régénération osseuse. Les résultats ont montré que la bioimpression permettait d’augmenter la densité de vaisseaux dans les défauts osseux et de favoriser la régénération osseuse. / In order to solve the issue of poorly vascularized bone substitutes, development of a microvasculature into tissue-engineered bone substitutes represents a current challenge. The reproduction of local microenvironment and in situ organization of cells are innovating approaches to optimize bone formation. In Biofabrication, Laser-Assisted Bioprinting (LAB) has emerged as a relevant method to print living cells and biomaterials with micrometric resolution. The aim of this work was to study the effect of prevascularization organized by LAB on bone regeneration. The laser workstation Novalase was used to print patterns of endothelial cells onto a « biopaper » of collagen hydrogel seeded with stem cells from the apical papilla. Printing parameters, cell densities and overlay conditions were optimized to enhance the formation of microvascular networks with a defined architecture in vitro. This model was then transposed in vivo, through in situ bioprinting of endothelial cells into mouse calvarial bone defects of critical size, to investigate if prevascularization organized by LAB can promote and spatially control bone regeneration. The results showed that bioprinting allowed to increase blood vessel density in bone defects and promote bone regeneration.

One of the greatest obstacles to clinical translation of bone tissue engineering is the inability to effectively and efficiently vascularise scaffolds. This limits the size of defects that can be repaired, as blood perfusion is necessary to provide nutrient and waste exchange to tissue at the core of scaffolds. The goal of this work was to systematically explore whether architecture, at a scale of hundreds of microns, can be used to direct the growth of microvessels into the core of scaffolds. A pipeline was developed for the production of hydroxyapatite surfaces with controlled architecture. Three batches of hydroxyapatite were used with two different particle morphologies and size distributions. On sintering, one batch remained phase pure and the other two batches were biphasic mixtures of α-tricalcium phosphate (α-TCP) and hydroxyapatite. Sample production methods based on slip casting of a hydroxyapatite-gelatin slurry were explored. The most successful of these involved the use of curable silicone to produce moulds of high-resolution, three dimensional (3D) printed parts with the desired design. Parts were dried and sintered to produce patterned surfaces with higher resolution than obtainable through conventional 3D printing techniques. Given the difficulties associated with the structural reproducibility of concave pores architectures in 3D reported in the literature, in this work, a 2.5D model has been developed that varies architectural parameters in a controlled manner. Six contrasting architectures consisting of semi-circular ridges and grooves were produced. Grooves and ridges were designed to have widths of 330 μm and 660 μm, with periodicities, respectively, of 1240 μm and 630 μm. Groove depth was varied between 150 μm and 585 μm. Co-cultures of endothelial cells and osteoblasts were optimised and used to grow microcapillary-like structures (referred to as "microvessels") on substrates. Literature shows that these precursors to microcapillaries contain lumina and can produce functional vasculature, demonstrating their clinical promise. The effects of the composition and surface texture of grooved samples on microvessel formation were studied. It was found that surface microtopography and phase purity (α-TCP content) did not affect microvessel formation. However, hydroxyapatite architecture was found to significantly affect microvessel location and orientation. Microvessels were found to form predominantly in grooves or between convexities. Two metrics - the degree of alignment (DOA) and the degree of containment (DOC) - were developed to measure the alignment of endothelial cell structures and their localisation in grooves. For all patterned samples, the CD31 (an endothelial cell marker) signal was at least 2.5 times higher along grooves versus perpendicular to grooves. In addition, the average signal was at least two times higher within grooves than outside grooves for all samples. Small deep grooves had the highest DOA and DOC (6.13 and 4.05 respectively), and individual, highly aligned microvessels were formed. An image analysis method that compares sample X-ray microtomography sections to original designs to quantify architectural distortion was developed. This method will serve as a useful tool for improvements to architectural control for future studies. This body of work shows the crucial influence of architecture on microvessel self-assembly at the hundreds of micron scale. It also highlights that microvessel formation has a relatively low sensitivity to phase composition and microtopography. These findings have important implications for the design of porous scaffolds and the refinement of fabrication technologies. While important results were shown for six preliminary architectures, this work represents a toolkit that can be applied to screen any 2.5D architecture for its angiogenic potential. This work has laid the foundations that will allow elucidating the precise correspondence between architecture and microvessel organisation, ultimately enabling the "engineering" of microvasculature by tuning local scaffold design to achieve desirable microvessel properties.

Dans l'épilepsie du lobe temporal (ELT), l'hyperexcitabilité est attribuée à la mort neuronale, la gliose et la plasticité synaptique. Un remodelage vasculaire n'a jamais été recherché dans le tissu épileptique, bien que des données récentes suggèrent que la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) est épileptogène.<br />Nous avons observé dans l'hippocampe de patients atteints d'ELT réfractaire une dégradation de la BHE, une néo-vascularisation et la surexpression du vascular endothelial growth factor (VEGF) et de son récepteur VEGFR-2. <br />Pour comprendre cette angiogenèse, nous avons modélisé l'épilepsie in vivo et in vitro chez le rat. In vivo, la néo-vascularisation, la surexpression de VEGF/VEGFR-2 et la rupture de BHE sont présentes dans un modèle avec lésions et gliose, mais transitoires dans un modèle non lésionnel. <br />In vitro, nous avons observé que des crises déclenchées sur des cultures organotypiques d'hippocampe (COHs) induisent une angiogenèse et une dégradation de BHE qui ne persiste qu'en présence de lésions.<br /> Nous avons étudié le rôle du VEGF in vitro, en le neutralisant ou en inhibant des voies de signalisation de VEGFR-2 dans les COHs, confirmant l'importance de PKC et src dans l'angiogenèse et la dégradation de la BHE. De plus, nous avons montré un déséquilibre des angiopoiétines en faveur d'Ang2 qui potentialise les effets du VEGF.<br />Chez l'homme et l'animal, la rupture de la BHE persiste dans les foyers chroniques entretenant l'induction des crises. En ciblant des facteurs angiogéniques pour réparer la BHE, nous espérons réduire l'épileptogenèse et donc proposer de nouvelles stratégies pour les épilepsies réfractaires.

Les biomatériaux interviennent dans de nombreuses applications médicales. La connaissance de leur évolution une fois implantés dans l'organisme est primordiale pour les améliorer et en créer de nouveaux. Dans cette optique, nous avons réalisé une modélisation à deux dimensions de la transformation d'un biomatériau en os. Pour cette modélisation, nous utilisons la théorie de la percolation. Celle-ci traite de la transmission d'information à travers un milieu où sont distribués un très grand nombre de sites pouvant localement relayer cette information. Nous présentons un modèle de double percolation sites-liens, pour prendre en compte d'une part la vascularisation (et/ou résorption) du biomatériau de l'implant dans un os, et d'autre part sa continuité mécanique. Nous identifions les paramètres pertinents pour d'écrire l'implant et son évolution, qu'ils soient d'origine biologique, chimique ou physique. Les différents phénomènes sont classés suivant deux régimes, percolant ou non-percolant, qui rendent compte des phases avant et après vascularisation de l'implant. Nous avons testé notre simulation en reproduisant les données expérimentales obtenues pour des implants de corail. Nous avons réalisé une étude des différents paramètres de notre modèle, pour déterminer l'influence de ceux-ci sur chaque phase du processus. Cette simulation est aussi adaptable à différents systèmes d'implants. Nous montrons la faisabilité d'une modélisation à trois dimensions en transposant la partie statique de notre simulation.

Les acides gras polyinsaturés n-3 (acide docosahexaènoïque, DHA et acide eicosapentaènoïque, EPA) sensibilisent les tumeurs mammaires aux agents anticancéreux. Cette sensibilisation implique la régulation de la vascularisation tumorale. En effet, un régime nutritionnel EPA/DHA, associé à une chimiothérapie par le Docétaxel (Taxane) diminue la quantité de vascularisation (effet anti-angiogénique). Une amélioration de la qualité vasculaire est aussi observée par une diminution de la pression du liquide interstitiel, paramètre décrit comme un frein à la délivrance des drogues dans les tumeurs. Cette diminution est associée à une extravasation plus importante du bleu d’Evans, suggérant une meilleure distribution des agents anticancéreux au sein des tumeurs. L’effet antiangiogénique du DHA implique une diminution de la voie de signalisation VEGF/eNOS/NO. Ainsi, l’activation de la NO synthase endothéliale (eNOS) est diminuée dans des cellules endothéliales en culture et dans les tumeurs mammaires. Nos résultats suggèrent que l’apport d'acides gras EPA/DHA aux patients au cours de la chimiothérapie pourrait être une nouvelle approche thérapeutique pour normaliser la vascularisation tumorale et améliorer l’efficacité des traitements anticancéreux. / Polyunsaturated fatty acids n-3 (docosahexaenoic acid, DHA and eicosapentaenoic acid, EPA) sensitize mammary tumors to anticancer drugs. This sensitization involves the regulation of tumor vasculature. Indeed, a nutritional diet with EPA / DHA, in combination with taxane chemotherapy (docetaxel) decreases the vascular quantity (anti-angiogenic effect). An improvement of vascular quality is also observed by a decrease of interstitial fluid pressure, a parameter described as a barrier to drug delivery in tumors. This decrease improves extravasation of Evans blue, suggesting a better distribution of anticancer agents in tumors. The antiangiogenic effect of DHA involves a decrease of signaling pathway VEGF / eNOS / NO. Thus, activation of endothelial NO synthase (eNOS) is decreased in endothelial cells in culture and in mammary tumors. Our results suggest that intake of fatty acids EPA / DHA to patients during chemotherapy could be a new therapeutic approach to normalize tumor vasculature and improve the efficacy of cancer treatments.

Le syndrome génito-urinaire de la ménopause (SGUM) engendre des symptômes importants et des impacts considérables sur la qualité de vie et la fonction sexuelle des femmes post-ménopausées. Les traitements actuels sont efficaces pour soulager un grand nombre de femmes. Toutefois, dans certains cas, ils ne pas soulagent pas tous les symptômes, peuvent entraîner des effets indésirables et être contre-indiqués. Il apparaît alors nécessaire d’identifier des traitements alternatifs ou complémentaires pour le SGUM. Ce projet avait pour but d’approfondir les connaissances sur l’utilisation d’un programme d’exercices des muscles du plancher pelvien (EMPP) pour le traitement du SGUM chez des femmes post-ménopausées. Les objectifs principaux étaient: 1) évaluer les qualités psychométriques d’outils de mesure nécessaires à l’étude du SGUM, 2) étudier la faisabilité et les effets d’un programme d’EMPP auprès de femmes post-ménopausées atteintes du SGUM et 3) investiguer les mécanismes d’action potentiels des EMPP sur le SGUM. Trois projets distincts ont été élaborés dans le cadre de cette thèse. Le premier a permis d’explorer les effets des EMPP sur le SGUM au moyen de l’étude du cas d’une femme post-ménopausée. Suite à l’intervention, les signes et symptômes du SGUM du cas à l’étude se sont améliorés, en plus de leurs impacts sur la qualité de vie et la fonction sexuelle. À la lumière de ces résultats, des hypothèses sur les mécanismes d’action responsables des effets positifs ont été émises, dont une était l’amélioration de la vascularisation vulvovaginale. Le deuxième projet visait donc à évaluer la fidélité de la mesure de la vascularisation d’artères liées aux tissus vulvovaginaux, soit les artères pudendale interne et dorsale du clitoris, à l’aide de l’échographie Doppler. Les résultats recueillis auprès de 20 femmes sans condition urogynécologique ont appuyé la fidélité test-retest de ces mesures. Pour le troisième projet, 32 femmes post-ménopausées atteintes du SGUM ont participé à deux évaluations pré-intervention, un programme d’EMPP de 12 semaines et une évaluation post-intervention. Les évaluations pré-intervention ont permis de confirmer les qualités psychométriques d’outils de mesure du SGUM (Most Bothersome Symptom Approach et Atrophy Symptom questionnaire) en plus de confirmer la fidélité test-retest de la mesure de la vascularisation des artères pudendale interne et dorsale du clitoris à l’aide de l’échographie Doppler chez cette population. Suite à l’intervention, les résultats supportaient la faisabilité d’un programme d’EMPP auprès de femmes post-ménopausées atteintes du SGUM, de par des taux élevés de ii participation à l’intervention et de complétion de l’étude. Les résultats supportaient également l’effet positif de cette intervention en démontrant une diminution significative de la sévérité des symptômes du SGUM, de certains signes du SGUM et de leurs impacts sur leur qualité de vie et leur fonction sexuelle. Les résultats de cette étude suggèrent également l’augmentation de la vascularisation vulvovaginale, l’amélioration de la capacité de relâchement des MPP et l’augmentation de l’élasticité des tissus vulvovaginaux comme mécanismes d’actions potentiels d’un programme d’EMPP chez les femmes post-ménopausées atteintes du SGUM. Des études ultérieures devront confirmer nos résultats. / Genitourinary syndrome of menopause (GSM) causes significant symptoms and considerable impacts on the quality of life and sexual function of postmenopausal women. Current treatments are effective in alleviating the symptoms of many women. However, in some cases, they do not relieve all symptoms, and may cause side effects and be contraindicated. In these cases, it is necessary to identify alternative or complimentary treatments for GSM. The purpose of this project was to increase knowledge on the use of a pelvic floor muscle exercise (PFME) program for the treatment of GSM in postmenopausal women. The main objectives were to: 1) evaluate the psychometric qualities of the measurement tools needed to study GSM, 2) study the feasibility and effects of a PFME program in postmenopausal women with GSM, and 3) investigate the potential mechanisms of action of PFME on GSM. Three separate projects were developed for this thesis. The first project was a case study involving a postmenopausal woman, which provided an exploration of the effects of PPME on GSM. In this case study, the woman’s signs and symptoms of GSM improved, as well as her quality of life and sexual function. Considering these results, hypotheses were proposed on the mechanisms of action responsible for the positive effects of PPME on GMS, one of which was the improvement of vulvovaginal vascularization. The second project aimed to assess the accuracy of the measurement of the vascularization of arteries related to vulvovaginal tissues, namely the internal pudendal and dorsal arteries of the clitoris, using Doppler ultrasound. Results from 20 women without urogynecological conditions supported the test-retest reliability of these measurements. For the third project, 32 postmenopausal women with GSM participated in two pre-intervention assessments, a 12-week PFME program, and a post-intervention assessment. The pre-intervention assessments confirmed the psychometric qualities of GSM measurement tools (the Most Bothersome Symptom Approach and the Atrophy Symptom Questionnaire) and the test-retest reliability of the measurement of the vascularization of the internal pudendal and dorsal clitoral artery in this population using Doppler ultrasound. Following the intervention, the results supported the feasibility of a PFME program in postmenopausal women with GSM, due to high rates of participation in the intervention and completion of the study. The results also supported the positive effect of this intervention by demonstrating a significant reduction in the severity of GSM symptoms, certain signs of GSM, and their impact on their quality of life and sexual function. Finally, the results of this study suggest an increase in vulvovaginal vascularization, an improvement in the ability to relax the pelvic floor muscles and an increase in the elasticity of vulvovaginal tissues as potential mechanisms of action of a PFME program in postmenopausal women with GSM. Further studies are needed to confirm these findings.

Les maladies cardiovasculaires sont une des causes de mortalités les plus élevées mondialement. Parmi celles-ci, on retrouve l’infarctus du myocarde, qui n’a pour traitement que la transplantation cardiaque. Or, dû à la faible quantité de donneur, une solution alternative est recherchée. De ce fait, l’ingénierie tissulaire permet le développement de tissus et d’implants thérapeutiques tels les patchs cardiaques, qui peuvent être bioimprimés. Or, une des limitations actuelles de l’utilisation d’une telle stratégie est la vascularisation de tissu bioimprimés. Dans cette étude, la bioimpression 3D a été utilisée afin de bioimprimer des patchs perfusables de gélatine méthacrylate (GelMA) à utiliser potentiellement pour le tissu cardiaque. Il a été possible de développer une bioencre pouvant être utilisée pour une application dans le tissu cardiaque, d’évaluer l’imprimabilité de l’encre et de bioimprimer de patchs standards et perfusables. Pour ce faire, GelMA a été synthétisé et les propriétés mécaniques ont été évaluées pour finalement sélectionner une encre de 10 % GelMA, ayant un module de Young approprié pour le tissu cardiaque, de 23,7±5,1 kPa. Par la suite, les processus d’impression, standard et coaxial, de patchs standards et perfusables ont pu être optimisés. Finalement, des patchs perfusables de GelMA 10% et gélatine 2% ont pu être imprimés avec une viabilité cellulaire élevée, jusqu’à 79,7±8,7 % et 83,5±5,7 % obtenue aux jours 1 et 7 de culture respectivement, avec des fibroblastes 3T3. La présence de canaux vides et la perfusabilité des patchs démontrent le potentiel de cette méthode pour éventuellement bioimprimer des patchs cardiaques vascularisés épais. / Cardiovascular diseases are a leading cause of death worldwide. Myocardial infarction captures a significant segment of this population, and the end-stage myocardial infarction can only be treated by heart transplantation. However, due to the scarcity donors, tissue engineering has been considered as an alternative solution. Tissue engineering allows the development of tissues and therapeutic implants such as cardiac patches. However, one of the main hurdles in the use of such a strategy is the vascularization of bioprinted tissue. In this study, 3D bioprinting was used to bioprint perfusable gelatin methacrylate (GelMA) patches for a potential use in cardiac tissue. This work consists in the development of a bioink that can be used for the cardiac tissue, the evaluation of the printability of the ink, and the final bioprinting of standard and perfusable patches. For this purpose, GelMA was synthesized and a final concentration of 10 % was selected as it showed an appropriate Young's modulus for cardiac tissue, of 23.7±5.1 kPa, while maintaining high biocompatibility. Subsequently, the printing process of standard and perfusable patches could be optimized with the use of GelMA and gelatin inks. Finally, 10% GelMA and 2% gelatin vascularized patches could be printed with high cell viability, of up to 79,7±8,7 % and 83,5±5,7 % on days 1 and 7 of culture respectively for 3T3 fibroblasts. Additionally, the presence of hollow channels of the perfusable patches demonstrates the potential of this method to be eventually applied to the bioprinting of thick vascularized cardiac patches.

Introduction : La prééclampsie (PE) est un trouble hypertensif caractérisé par une tension artérielle au-dessus de 140/90 mmHg et touche 2 à 8% des grossesses globalement. À ce jour, la plupart des médicaments ne peuvent traiter ou prévenir la PE. La thrombospondine-1 (THBS1) est un facteur anti-angiogénique et un activateur principal du TGF-β, ce qui pourrait également être impliqué dans l'altération de l'angiogenèse dans les placentas prééclamptiques. Objectif : Notre objectif est de décrire l'expression de la THBS1 et de tester l’effet d’un inhibiteur, le peptide LSKL, sur la vascularisation placentaire dans les placentas d'un modèle murin de PE (in vivo) et sur la capacité angiogénique des cellules endothéliales placentaires humaines (in vitro). Méthodes : L'expression de THBS1 a été mesurée dans les placentas de souris par western blot et dans les placentas humains par immunohistochimie (IHC). Des cellules endothéliales placentaires (pECs) extraites de placentas humains et des souris enceintes hétérozygotes femelles surexprimant la rénine et l’angiotensinogène humaines (hR+A+) sont traitées avec LSKL, ou son peptide témoin SLLK (cellules : 30 μmol/L pendant24h ; animal 129 μmol/mL s.c. au jour de gestation 14,5). Des pEC ont été soumises à des conditions contrôle (8% d’oxygène) ou hypoxie (0,5% d’oxygène) ou thrombine (10 unités/mL) pendant 24 h. L’angiogenèse cellulaire a été évaluée sur matrigel, les protéines évaluées par western blot et la localisation de la THBS1 ainsi que la vascularisation placentaire par IHC. Résultats : Le traitement avec LSKL augmente le nombre de tubes formées dans les pECs exposées à la thrombine ou à l’hypoxie. L’inhibiteur de la voie canonique du TGF-β, ALK5/Smad2/3 (SB-505124, SB), n’a pas modifié la capacité de formation de tubes, contrairement à l’inhibiteur de la voie non canonique, TAK1/p38 ((5Z) -7-oxozeaenol, (OXO) qui a réduit la capacité angiogénique (p<0,05). Chez le modèle de souris de PE, LSKL a significativement amélioré la vascularisation placentaire, évaluée par le contenu des cellules endothéliales CD31+ marquées par IHC (p<0,05), qui s’est accompagnée d’une phosphorylation réduite de TAK1 et ERK dans ce tissu. Conclusion : Nos résultats indiquent une augmentation de l’expression de la THBS1 dans les vaisseaux et cellules endothéliales placentaires des grossesses atteintes de PE, ainsi qu’un effet pro-angiogénique placentaire du LSKL par inhibition de la vie non-canonique du TGF-β. Ces résultats contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques capables d'améliorer la vascularisation placentaire dans PE. / Introduction: Pre-eclampsia (PE) is a hypertensive disorder characterized by blood pressure above 140/90 mmHg and affects 2% to 8% of pregnancies globally. To date, most drugs cannot treat or prevent PE. Thrombospondin-1 (THBS1) is an anti-angiogenic factor and a major activator of TGF-β, which may also be involved in impaired angiogenesis in pre-eclamptic placentas. Objective: Our aim is to describe the expression of THBS1 and to test the effect of its inhibitor, LSKL peptide, on placental vascularization in placentas from a mouse model of PE (in vivo) and on the angiogenic capacity of human placental endothelial cells (in vitro). Methods: THBS1 expression was measured in placentas of mouse by western blot and in human placentas by immunohistochemistry (IHC). Placental endothelial cells (pECs) extracted from hu-man placentas and pregnant female heterozygous mice overexpressing human renin and angio-tensinogen (hR+A+) were treated with LSKL or its control peptide SLLK (cells: 30 μmol/L for 24h; animals: 129 μmol/mL subcutaneously on gestation day 14.5). pECs were subjected to control conditions (8% oxygen) or hypoxia (0.5% oxygen) or thrombin (10 units/mL) for 24 hours. Cellular angiogenesis was assessed on Matrigel, proteins were evaluated by western blot, and the locali-zation of THBS1 as well as placental vascularization were examined by immunohistochemistry (IHC). Results: Treatment with LSKL increased the number of tubes formed in pECs exposed to thrombin or hypoxia. The inhibitor of the canonical TGF-β pathway, ALK5/Smad2/3 (SB-505124, SB), did not alter tube formation capacity, unlike the inhibitor of the non-canonical pathway, TAK1/p38 ((5Z)-7-oxozeaenol, (OXO)), which reduced angiogenic capacity. In the mouse model of PE, LSKL significantly improved placental vascularization, assessed by CD31+ endothelial cell content marked by IHC, which was accompanied by reduced phosphorylation of TAK1 and ERK in this tissue. Conclusion: Our results indicate an increase in THBS1 expression in the vessels and placental endothelial cells of pregnancies affected by PE, as well as a pro-angiogenic effect of LSKL through the inhibition of the non-canonical TGF-β pathway. These findings contribute to identifying new therapeutic targets capable of improving placental vascularization in PE.

Les récents développements en RMN et IRM ont eu un impact spectaculaire sur l’imagerie médicale et aident à appréhender de manière fonctionnelle et non invasive de nombreux mécanismes cérébraux. L’imagerie par RMN de perfusion a notamment une importance primordiale en neuroimagerie clinique dans la caractérisation de nombreux désordres cérébrovasculaires (tumeurs cérébrales, AVC). Cependant il n’existe pour le moment aucune technique qui quantifie de manière non-invasive le bon fonctionnement du réseau microvasculaire cérébral. Cette thèse se concentre sur l’utilisation de la séquence FENSI en imagerie préclinique à haut et ultra haut champ magnétique pour caractériser et quantifier la dynamique des flux microvasculaires dans le cerveau du rat. Nous présentons les enjeux de l’IRM de perfusion en neuroimagerie, ainsi que les contraintes associées aux méthodes conventionnelles – méthode de marquage de spin artériel (ASL) et IRM dynamique de contraste de susceptibilité magnétique (DSC-MRI) – dont la technique FENSI peut d’affranchir. Cependant d’autres problèmes sont adressés. Les images acquises avec FENSI et pondérées en flux peuvent être contaminées par des effets de transferts d’aimantation (MT) qui empêchent de quantifier le débit sanguin cérébral. Une première technique de correction de ces effets par post-traitement est proposée. Nous dérivons les premières cartes de flux sanguin cérébral chez le rat à 7 tesla. Une seconde approche est considérée, où les effets MT dans les images acquises avec et sans saturation des spins circulant dans le réseau capillaire (tag/control) se compensent. Cette seconde approche permet une vraie quantification non-invasive du flux sanguin cérébral (CBFlux) in-vivo. Le réseau microvasculaire est caractérisé via FENSI à différents stages du développement tumoral dans un modèle de gliosarcome cérébral (9L) chez le rat. Les mesures de flux mettent en évidence une forte hétérogénéité de développement vasculaire des gliosarcomes peu avancés (diamètre inférieur à 3 mm). A un stade avancé, le flux sanguin est significativement plus faible dans la tumeur (-40 %) que dans le sous cortex, en bon accord avec la littérature sur ce type de gliosarcome. De plus, les cartes paramétriques de flux permettent de distinguer différents compartiments dans la tumeur. Une comparaison avec une méthode de marquage endothélial sur coupes histologiques suggère que le flux sanguin calculé avec FENSI est corrélé avec la concentration locale en micro-vaisseaux. Nous avons également tentés d’évaluer la dynamique temporelle de la réponse vasculaire à un stimulus et d’appliquer FENSI à l’IRM fonctionnelle (IRMf). Nous avons mis en place un protocole d’IRMf chez le rat à 7 tesla et caractérisé la réponse hémodynamique obtenue par contraste BOLD. A 7 tesla la technique FENSI souffre d’un faible SNR temporel et semble plus adaptée pour quantifier des changements métaboliques associées à de longues plages temporelles. L’implémentation de la séquence à ultra-haut champ (17.2 tesla) donne lieu à de sérieux espoirs en IRMf. De plus, nous mettons en évidence à 17.2 tesla des contrastes spécifiques à l’utilisation de différents anesthésiques utilisés en routine à l’hôpital. La méthode que nous avons mise en place peut être sensibilisée à de nombreuses vitesses, augmentant le nombre de ses applications potentielles. Ainsi, un choix judicieux de paramètres permet d’explorer le volume sanguin ou l’orientation du débit ciblé. Les forces et faiblesses de la méthode sont détaillées. L’utilisation de FENSI n’est en général pas justifiée par un gain de signal par rapport à des séquences ASL optimisées, mais bénéficie de l’actuelle montée en champ des imageurs cliniques pour être étudiée. Les applications potentielles varient de l’IRMf et l’imagerie de diffusion au suivi pharmacologique et diagnostic de désordres cérébrovasculaires, dont l’étude via ASL est limitée dû à l’allongement des temps de transit sanguins. / The discoveries, implementations and developments of NMR and MRI have had a major impact in medical imaging. Compared to other imaging modalities (PET, SPECT, CT), current MRI research helps to further and better understand the inner mechanisms of the human body in a less invasive manner. In clinical neuroimaging, perfusion MRI is of spectacular importance to study cerebrovascular diseases and cancer. However, at the moment, there is no perfusion MRI sequence that allows for a complete, non-invasive and precise quantification of microvascular flow dynamics. This work focuses on the use of the recently introduced Flow Enhanced Signal Intensity method (FENSI) to characterize and quantify vasculature at capillary level, at high and ultra high magnetic field (7 and 17.2 tesla). For that purpose, the possible quantification of blood flux with FENSI is explored in vivo. The combination of flux quantification and flow-enhanced signal (compared to Arterial Spin Labeling) can make of FENSI an ideal method to characterize in a complete non-invasive way the brain microvasculature. After removal of magnetization transfer (MT) effects, the blood flow dynamics are studied with FENSI in a very aggressive and propagative rat brain tumor model: the 9L gliosarcoma. The objective is to assess whether FENSI is suitable for a longitudinal non-invasive characterization of microvascular changes associated with tumor growth. The results obtained with FENSI are compared with literature on 9L perfusion and immuno-histochemistry. In the first paper published on FENSI, a first glance was also casted on the potential of the flow enhanced technique when applied to fMRI. The results obtained at the time were contaminated by MT effects. With the implementation of a new MT-free FENSI technique, the possibility to map the brain cerebral functioning based on a quantitative physiological parameter (CBFlux) more directly related to neuronal activity than the usual BOLD signal is within reach. At ultra high field, the influence of different anesthetics on the rat brain microvascular network and BOLD contrast is also considered. After many developments around the FENSI technique, the method is compared to classical ASL and DSC perfusion MRI sequences. The strengths and weaknesses of the FENSI method, its characteristics, ‘precautions for use’, and potential main applications are detailed and discussed.