Thèse--Méd.--Reims, 1972. / Bibliogr. p. 81-90.

Thèse--Méd.--Reims, 1973. N°: N° 37. / Les photogr. manquent. Bibliogr. ff. I-XVI.

La présence d’une immunité anti-tumorale est maintenant bien établie et ce, y compris dans le cancer du sein pourtant considéré comme peu immunogénique. Cette notion a été récemment renforcée dans différentes études qui ont mis en évidence une corrélation entre la présence d’un infiltrat immun au niveau des cancers du sein primaires et le pronostic des patientes. La réponse immune anti-tumorale n’est cependant pas assez efficace pour contrôler la survenue du cancer. En effet, différents mécanismes sont utilisés par les cellules tumorales pour échapper au système immunitaire comme l’expression de ligands inhibant les cellules immunes ou la production de médiateurs immunosuppresseurs dans le microenvironnement tumoral.Ces mécanismes sont la cible des thérapies immunomodulatrices visant à réactiver la réponse immune anti-tumorale. L’approche utilisant les inhibiteurs de points de contrôle a clairement montré des résultats très encourageants pour le traitement du mélanome et du cancer du poumon. De nombreux traitements immunomodulateurs sont actuellement à l’étude dans le cancer du sein. L’objectif de ce travail de thèse de doctorat est de caractériser la réponse immune dans le cancer du sein en s’intéressant plus particulièrement à l’infiltration lymphocytaire tumorale et à l’expression de marqueurs impliqués dans l’échappement au système immunitaire. La première partie de ce travail étudie différents aspects méthodologiques permettant la quantification histologique des cellules immunes. Il démontre que l’immunohistochimie offre des résultats très reproductibles et permet de distinguer des sous-types de lymphocytes ainsi que leur organisation en structures lymphoïdes tertiaires. Il démontre également que la quantification sur biopsies préthérapeutiques est représentative de la tumeur. Enfin, l’analyse d’images se révèle être un outil utile et fiable pour quantifier l’infiltration lymphocytaire tumorale.Le deuxième volet de cette thèse consiste en une caractérisation détaillée de la densité, de la composition, et de l’organisation de l’infiltrat lymphocytaire tumoral. L’analyse par cytométrie en flux montre que d’une part, les tumeurs sont plus infiltrées en lymphocytes que le tissu mammaire sain et d’autre part, cet infiltrat est composé d’un plus haut taux de lymphocytes T CD4 et B associé à une diminution du taux de CD8. Dans 60% des cas, des structures lymphoïdes tertiaires, composées d’un follicule delymphocytes B et de cellules dendritiques entourés de lymphocytes T, sont observées dans le stroma péri-tumoral. Le niveau d’infiltration lymphocytaire et son organisation en structures lymphoïdes sont positivement corrélées à l’expression de PD-1, un récepteur inhibiteur de l’activation des cellules immunes, et de son ligand PD-L1. La dernière partie de ce travail étudie l’expression de l’enzyme CD73 impliquée dans la production d’adénosine, un puissant médiateur immunosuppresseur dans le microenvironnement tumoral. L’expression de CD73 a été mesurée par immunofluorescence combinée à une analyse d’images dans une série de cancers du sein de type triple négatif. Celle-ci est significativement associée à un plus mauvais pronostic, et est inversement corrélée à l’infiltration immune. En conclusion, les résultats découlant des différents chapitres de cette thèse démontrent qu’une réponse immune est présente dans le cancer du sein et appuie la pertinence de développer des stratégies thérapeutiques pour renforcer la réponse immune anti-tumorale dans le cancer du sein. La combinaison de marqueurs immuns tels que ceux étudiés dans ce travail permettrait de mieux caractériser le type de réponse immune anti-tumorale afin de guider le choix de la thérapie immunomodulatrice et aussi de sélectionner plus adéquatement les patientes susceptibles d’en bénéficier. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI) représentent un groupe de pathologies fréquentes. L'apport de l'analyse anatomopathologique des prélèvements dans le cadre de ces pathologies représente un rôle non négligeable dans la prise en charge des patients atteints par ces maladies. Nous avons montré que la présence de lésions de pléxite sur la limite proximale de pièces de résection iléocaecale relative à une atteinte par la maladie de Crohn était prédictive d'une rechute de la maladie nécessitant une seconde chirurgie, pouvant ainsi guider le clinicien pour une prise en charge thérapeutique plus adaptée. D'un point de vue physiopathologique, les MICI sont des maladies dont la pathogénie reste encore en partie à élucider. Dans ce travail nous avons montré l'importance de certains acteurs comme PPAR gamma et NRLP6 dans le maintien d'un fonctionnement normal de l'intestin. Il en est de même pour une carence en donneurs de méthyles : nous avons démontré qu'une telle carence aggravait les lésions de colite induites par DSS (Dextran Sulfate Sodium) chez le rat. Afin de mieux comprendre comment une carence en donneurs de méthyles pouvait intervenir dans la pathogénie de la maladie de Crohn, nous avons étudié l'impact de cette carence sur le fonctionnement et le développement de l'intestin grêle chez des ratons issus de mères carencées en folate et en vitamine B12 durant la gestation et l'allaitement, démontrant ainsi qu'un déficit en donneurs de méthyles entraîne des conséquences sur le fonctionnement de l'intestin grêle, pouvant ainsi créer un état de prédisposition au développement de la maladie de Crohn / Inflammatory bowel diseases (IBD) are very frequent. Pathological examination in IBD management is important for the diagnosis and for the follow-up of the disease. In this study we show that submucosal plexitis in the proximal resection margins and early surgical revision after the first ileocecal resection are associated with CD recidive requiring surgical treatment. It could be very important in order to stratify patients according to their risk, identifying those who can benefit from aggressive medication regimen, possibly modifying the natural course of CD. IBD pathogenesis is not completely clarified. We show the importance of molecules as PPAR gamma and NRLP6 in intestinal homeostasis : a reduced expression of PPAR gamma and NRLP6 could predispose of IBD. The same observation is made for methyl donor deficiency (MDD): methyl deficient diet aggravates experimental colitis induced by Dextran Sodium Sulfate in rat. To understand how MDD could play a part in Crohn?s disease pathogenesis, we investigated whether MDD may affect development and functions of small intestine in rat pups from dams subjected to the MDD during gestation and lactation. MDD has dual effects on small intestine by producing dramatic effects on enterocyte differentiation and barrier function in rats. Our observations could explain how vitamin B12 and folate deficiency can play a role in Crohn?s disease development

L’insuffisance cardiaque droite est la première cause de mortalité des patients atteints d’hypertension pulmonaire (HP). Au début de la maladie, le ventricule droit (VD) opère un remodelage permettant une adaptation à l’augmentation des résistances vasculaires pulmonaires. Au cours de cette adaptation, les caractéristiques morphologiques, fonctionnelles et myocardiques se modifient. L’analyse de ces modifications peut s’appliquer en clinique au niveau du dépistage, de l’évaluation pronostique et du suivi des patients atteints d’HP. Néanmoins, la physiopathologie du passage d’un état compensé à un état décompensé reste à élucider de même que l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques ou l’élaboration de méthodes non-invasives d’évaluation du VD restent à développer. L’objectif de cette thèse était d’évaluer un moyen de dépistage de l’HP en échographie cardiaque et d’étudier la physiopathologie de la défaillance ventriculaire droite sur un cœur droit remodelé. Un large rappel des notions d’anatomie, d’embryologie et de physiologie nécessaires à la compréhension des paramètres d’évaluation du VD a été réalisé, puis des études originales publiées et en cours ont été présentées.Une première étude s’est intéressée au dépistage échocardiographique d’une HP chez des patients avec une pathologie pulmonaire avancée. Nous avons montré que la dilatation de l’oreillette droite, du VD et certains paramètres fonctionnels étaient liés à une HP. Lorsque la fuite tricuspidienne était quantifiable (chez 52% des patients), l’évaluation d’autres paramètres du VD n‘améliorait pas le dépistage d’une HP. La présence de paramètres du VD anormaux chez les patients dont la fuite tricuspidienne n’était pas quantifiable n’améliorait pas le dépistage ; 20% des patients sans HP présentaient une dilatation du VD. Une validation extrinsèque chez l’animal avec une obstruction vasculaire pulmonaire modérée et progressive confirmait que la dilatation du VD était un des paramètres les plus précoces quantifiable lors du développement d’une HP. Le développement d’indices non-invasifs du VD plus spécifique d’une l’HP est nécessaire.Une seconde étude, nous avons caractérisé les modifications du VD au cours d’une insuffisance cardiaque droite aigue survenant dans le cadre d’une HP dans une nouveau modèle animal. Le VD était évalué avec des paramètres de courbes pression-volume, d’échocardiographie, de cathétérisme cardiaque droit et par des biomarqueurs circulants. L’analyse anatomopathologique et protéique du VD, environ 3 heures après la restauration hémodynamique, retrouvait des lésions d’ischémie sous-endocardiques et sous-épicardiques et des stigmates d’activation d’autophagie. Nous avons retrouvé des lésions sous-endocardiques du VD similaires chez 5 patients avec une HP ayant bénéficié d’une transplantation cardiopulmonaire dans un contexte de défaillance hémodynamique. Des données préliminaires suggèrent que ces lésions sont associées aux défaillances rénales et hépatiques et à une altération de la survie après transplantation cardiopulmonaire.En conclusion, certains signes de remodelage du VD peuvent être présents chez des patients avec des pathologies pulmonaires avancés en l’absence d’HP, ce qui limite leur intérêt pour le diagnostic non-invasif d’une HP. A l’autre extrémité du spectre de sévérité d’une HP, nous avons modélisé pour la première fois une insuffisance cardiaque droite aigue dans un modèle animal d’HP. Nous avons démontré pour la première fois que des lésions ischémiques pouvaient se développer dans le VD en quelques heures malgré l’induction d’une restauration hémodynamique avec de la dobutamine. Ces données apportent un rationnel fort pour l’évaluation des lésions tissulaires du VD à l’aide de biomarqueurs circulant en pratique clinique dont les applications restent à établir. / Right heart failure is the leading cause of mortality in patients with pulmonary hypertension (PH). At early stage of PH the right ventricle (RV) remodels to adapt to the increased pulmonary vascular resistances. This adaptation is characterized by morphological, functional and myocardial changes. The evaluation of these changes may be applied for screening, prognosis evaluation and follow-up of patients with PH. However, the pathophysiology of the transition from adaptive to maladaptive phenotypes remains unclear; and identification of RV therapeutic targets and noninvasive methods for its evaluation remains to developed. The aim of this thesis was to evaluate non-invasive screening of PH with echocardiography and to study the pathophysiology of acute right heart failure in the setting of chronic PH by performing precise phenotyping of a new large animal model. A wide review of anatomic, embryologic and physiologic concepts was performed to help for the understanding of parameters of RV evaluation; then published and ongoing original studies were presented.In a first study, we investigated PH screening with echocardiography in patients with advanced lung disease. In this study, we showed that enlargement of the RV and of the right atrium, as well as function parameters of the RV were associated with PH. When the tricuspid regurgitation was available (52% of cases), RV morphology and function parameters did not improve PH diagnosis. Abnormal RV morphology and function without available tricuspid regurgitation provided moderate detection value; whereas 20% of patients without PH presented enlargement of the RV. In a large animal model with progressive increase in pulmonary artery mechanical obstruction, enlargement of the RV was the earliest RV parameter associated with PH development. This study highlights the need for more specific RV indices of PH.In a second study we investigated right ventricular changes in a new large animal model of acute right heart failure occurring on chronic PH; a situation associated with around 40% mid term mortality or transplantation. We characterized right ventricular changes during acute volume and pressure overload and after hemodynamic restauration in a large animal model of chronic thromboembolic PH. The RV was evaluated with parameters derived from pressure-volume loops, echocardiography, right heart catheterism and with circulating biomarkers. Pathological and proteins content analyzes of the RV around 3 hours after hemodynamic restauration showed acute subendocardial and subepicardial focal ischemic lesions as well as signs of autophagy activation. We found similar ischemic lesions in RV of 5 patients who underwent a heart-lung transplantation for PH in the setting of hemodynamic compromise. Preliminary data suggest that these lesions are associated with end-organ injury and poor overall survival after heart-lung transplantation in patients with PH.In conclusion, abnormal echocardiographic right heart metrics may be observed in patients with advanced lung disease without PH limiting their use for PH screening in this population. This highlight the need for more specific right heart metrics associated with PH. At the other extreme of the spectrum of PH severity, we described for the first time a large animal model of acute right heart failure in chronic PH. We reproduced and described the main morphological and functional features observed in acute right heart failure on PH and we showed for the first time that acute right ventricular ischemic lesions may develop within few hours despite hemodynamic restauration with dobutamine. These data provide a strong rational to develop specific biomarkers to evaluate tissue lesions of the right ventricle and determine their clinical implications.

With the increasing amount of information needed for diagnosis and therapeutic decision-making, and new trends such as “personalized medicine”, pathologists are expressing an increasing demand for automated tools that perform their most recurrent tasks in their daily practice, as well as an increase in the complexity of the analyses requested in their research activities. With current advances in histopathology, oncology, and biology, the current questions require the analysis of protein expression - evidenced using immunohistochemical (IHC) staining - within specific histological structures or tissue components, or the analysis of the co-expression of several proteins in a large number of tissue samples. In this Ph.D. thesis, we developed innovative solutions to make these analyses available for pathologists. To achieve this objective, we have used recent “machine learning” and, in particular, “deep learning” methodologies. We addressed different problems such as image normalization, to solve the important problem of inter-batch variability of IHC staining, and the automatic segmentation of histological structures, to compartmentalize protein expression quantification. Finally, we adapted image registration techniques to Tissue MicroArray (TMA) slide images to enable large-scale analyses of IHC staining colocalization. While imagenormalization will improve study reproducibility, the tools developed for automated segmentation will drastically reduce time and expert resources required for some studies as well as errors and imprecision due to the human factor. Finally, the work on image registration can provide answers to complex questions that require studying the potential interaction between several proteins on numerous histological samples. / Avec la quantité croissante d’informations nécessaires au diagnostic et à la prise de décision thérapeutique, et le développement de la “médecine personnalisée”, les pathologistes ont un besoin croissant d’outils automatisés pour exécuter leurs tâches les plus récurrentes. Ces outils se doivent également de réaliser des tâches de plus en plus complexes. En effet, avec les progrès récents en histopathologie, oncologie et biologie, les questions actuelles demandent, par exemple, l’analyse de l’expression de protéines révélées par marquages immunohistochimiques (IHC) au sein de structures ou compartiments histologiques spécifiques, ou encore l’analyse de la co-expression de plusieurs protéines dans un grand nombre d’échantillons. Dans cette thèse de doctorat, nous avons développé des solutions innovantes pour mettre ce type d’analyse à la disposition des pathologistes. Pour atteindre cet objectif, nous avons notamment fait appel à des méthodologies récentes de “machine learning” et, particulièrement, de “deep learning”. Nous avons ainsi abordé différentes questions telles que la normalisation d’images, pour résoudre l’important problème de la variabilité des marquages IHC, et la segmentation automatique de structures histologiques, pour permettre une quantification compartimentée de l’expression de protéines. Enfin, nous avons adapté des techniques dites de “recalage” aux images de lames de Tissue MicroArrays (TMA) pour permettre des analyses de colocalisation de marquages IHC à grande échelle. Alors que la normalisation des images améliore la reproductibilité des évaluations de marquages IHC, les outils développés pour la segmentation automatisée permettent de réduire significativement le temps et les ressources expertes nécessaires, ainsi que les erreurs et imprécisions dues au facteur humain. Enfin, les travaux sur le recalages d’images permettent d’apporter des éléments de réponse à des questions complexes qui nécessitent d’étudier l’interaction potentielle entre plusieurs protéines sur de nombreux échantillons histologiques. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les tumeurs sont constituées de deux groupes cellulaires :les cellules tumorales et les cellules dites « hôtes ». Au sein de ce dernier groupe, on retrouve les cellules endothéliales, les cellules inflammatoires mais également les fibroblastes associés au cancer (FAC). De plus en plus de données dans la littérature suggèrent l’importance des FAC dans l’invasion tumorale et le développement métastatique. De nombreuses études immunohistochimiques ont démontré le rôle pronostique des FAC dans différents cancers. Les traitements néoadjuvants modifient l’environnement tumoral mais l’impact de ces traitements sur les FAC est assez méconnu.Notre travail porte, tout d’abord, sur une revue de littérature à propos de l’impact pronostique négatif des FAC dans différents cancers. Ensuite, nous avons étudié le ratio des FAC SMA+/surface épithéliale tumorale dans une cohorte de patients ayant été opérés d’un adénocarcinome rectal ayant bénéficié ou pas d’une thérapie néoadjuvante. La comparaison du ratio entre les groupes traités et non traités a montré un ratio plus élevé chez les patients ayant bénéficié d’une thérapie néoadjuvante. Par ailleurs, les tumeurs présentant un ratio élevé présentent également un indice de prolifération faible suggérant que la thérapie néoadjuvante modifie l’environnement tumoral par une majoration des FAC aux dépens des cellules tumorales et par l’acquisition d’un phénotype quiescent des cellules tumorales. Finalement, chez les patients traités par une thérapie néoadjuvante, un ratio supérieur à un est associé à une survie sans récidive mauvaise.Nous nous sommes ensuite intéressés à la protéine FHL2 qui est exprimée par les FAC mais également par les cellules tumorales. L’étude de l’expression immunohistochimique de la protéine FHL2 sur un tissue microarray de cancers coliques a démontré que celle-ci est exprimée fréquemment dans les FAC de cancers coliques alors que l’expression dans les cellules tumorales est plus variable. Nous avons démontré que les tumeurs coliques exprimant fortement FHL2 sont associées à un plus mauvais pronostic (survie et survie sans récidive). Ce résultat est probablement lié à l’implication de cette protéine dans la transition épithélio-mésenchymateuse.Finalement, nous avons étudié la possibilité d’une interaction entre FHL2 et ADAM-17. Nous avons démontré que cette interaction est plus fréquente dans le cancer colique comparé au tissu colique normal. Ce dernier résultat ouvre la voie vers un partenaire potentiel de FHL2 qui pourrait notamment interférer avec la voie de signalisation de l’EGF. / Tumours are composed of two cellular groups: the tumoural cells and the host cells. In this latter, we find endothelial cells, inflammatory cells but also the cancer-associated fibroblasts (CAFs). More and more litterature data suggest a key role of CAFs in the tumoural invasion and in the metastatic development. Several immunohistochemical studies have highlighted the prognostic role of CAFs in different cancers. Neoadjuvant treatments modulate the tumoural environment but the impact of such treatment on the CAFs is relatively unknown.In the first part of this thesis we revise the current knowledge on the adverse prognostic impact of CAFs in different cancers. We studied by immunohistochemistry the ratio CAFs SMA+/tumoural epithelial area within a patient cohort operated for rectal adenocarcinoma receiving or not a neoadjuvant treatment. The comparison of the ratio between the treated group and the non-treated group showed that this ratio is higher in patients treated with neoadjuvant therapy. Moreover, rectal cancer with a high ratio displayed a lower proliferation rate suggesting that the neoadjuvant treatment modifies the tumoural environment by an increase of CAFs and by acquisition of a quiescent phenotype of the tumoural cells. In the group of patients treated with neoadjuvant treatment, a ratio >1 was associated with an adverse impact on recurrence free survival.Secondly, we studied Four-and-a-half LIM Domain protein 2 (FHL2) which is a protein expressed by CAFs but also by the tumoural cells. Immunohistochemical study of FHL2 expression on a colon cancer tissue microarray demonstrated that FHL2 is frequently expressed in colon cancer CAFs while its expression is variable in the tumoural cells. We demonstrated that high FHL2 expression in colon cancer is related to poor prognosis (overall survival and metastasis free survival). Aggressive behaviour in such tumours might be related to the implication of FHL2 in epithelial-to-mesenchymal transition.Finally, we studied a possible interaction between FHL2 and ADAM-17. We demonstrated that this interaction is more frequent in colon cancer compared to normal colonic tissue, suggesting a role for it in colon cancer development. This interaction possibly interferes with the EGF pathway / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Primary scalp alopecia is classically divided into cicatricial (scarring) and non-cicatricial (non-scarring). Challenging cases are assessed with a scalp biopsy. The use of both horizontal and vertical sections (HoVert sections) has dramatically improved the accuracy of histopathological diagnosis. In this work, we have used immunostaining to address diagnostic difficulties, which persist despite all currently available tools. We performed an immunostain panel (CD3, CD4, CD8 and CD20) in order to distinguish pattern hair loss from alopecia aerate in cases which do not have the usual peribulbar lymphocytic infiltrate and showed that CD3+ T-lymphocytes within the empty fibrous follicular tracts favor a diagnosis of alopecia areata. We performed CD123 in order to distinguish lichen planopilaris from alopecia lupus erythematosus in cases with only a superficial lymphocytic infiltrate and an uninvolved interfollicular epidermis and showed that clusters of CD123+ plasmacytoid dendritic cells favor a diagnosis of lupus erythematosus. We performed cytokeratin 15 in order to assess whether the loss of the follicular bulge stem cells has diagnostic value in cicatricial alopecia and demonstrated that the loss of cytokeratin 15+ bulge stem cells is identified in lichen planopilaris, frontal fibrosing alopecia, and lupus erythematous, so cytokeratin 15 has no diagnostic value. We have attempted to integrate the new concepts and our findings into the traditional classifications of alopecia and proposed a new diagnostic algorithm. In conclusion, immunostaining combined with HoVert grossing advances the accuracy of histopathological diagnosis of primary scalp alopecia. / L’alopécie primitive du cuir chevelu est habituellement classée en cicatricielle et non-cicatricielle. Dans les cas difficiles, la biopsie du cuir chevelu peut aider au diagnostic. L’utilisation de coupes, à la fois verticales et horizontales sur le même spécimen (technique HoVert), a radicalement amélioré le diagnostic histopathologique. Dans ce travail, nous avons utilisé l’immunohistochimie pour évaluer les difficultés diagnostiques qui persistent malgré tous les outils actuels. Nous avons utilisé les CD3, CD4, CD8 et CD20 pour différencier l’alopécie androgénique de la pelade dépourvue de l’infiltrat lymphocytaire péribulbaire habituel et nous avons démontré que la présence de lymphocytes CD3+ dans les travées folliculaires fibreuses est en faveur de la pelade. Nous avons utilisé le CD123 pour différencier le lichen plan pilaire du lupus érythémateux alopécie avec infiltrat lymphocytaire superficiel et sans atteinte de l’épiderme interfolliculaire et nous avons démontré que la présence d’amas de cellules dendritiques plasmacytoïdes CD123+ est en faveur du lupus érythémateux. Nous avons utilisé la cytokératine 15 pour évaluer si la perte des cellules souches du bulge a une valeur diagnostique dans l’alopécie cicatricielle et nous avons démontré que cette perte s’observait de manière identique dans le lichen plan pilaire, l’alopécie frontale fibrosante comme dans le lupus érythémateux et n’avait donc aucune valeur diagnostique. Nous avons tenté d’intégrer les nouveaux concepts et nos données dans les classifications traditionnelles des alopécies et nous avons élaboré un nouvel algorithme diagnostique. L’association des immunomarquages avec la technique HoVert ouvre de nouvelles perspectives dans le diagnostic histopathologique des alopécies primaires du cuir chevelu. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Background. The development of non-invasive imaging techniques has been stimulated by the shortcomings of histopathology. Currently the only valid diagnostic technique in dermatology is skin biopsy which remains a painful, invasive intervention for the patient. Moreover, this approach is not always convenient for monitoring and follow-up of a skin disease. Optical imaging technologies could solve these shortcomings as they are fast, precise, repeatable and painless. There are four established non-invasive skin imaging techniques used in daily practice: dermoscopy, high-frequency ultrasound, reflectance confocal microscopy (RCM) and conventional optical coherence tomography (C-OCT). In imaging there is a trade-off between resolution and penetration depth. The former permits the visualization of cells, if the resolution is at least 3 µm. The latter enables the recognition of patterns and structures in deeper layers of the skin if the penetration depth is deeper than 150 µm. New non-invasive techniques using infrared light sources have been developed recently. The technique used in this work is a high-definition optical coherence tomography (HD-OCT).Objectives. The overall aims of this thesis were the feasibility of HD-OCT to visualize in/ex vivo, in real time and in 3-D the cellular and structural morphology of the skin, secondly the assessment of the capability of this technology to measure in vivo and real time the cutaneous optical properties, and finally the determination of the contribution of this technique to the non-invasive near-infrared imaging technologies. Five specific objectives have been established: i) could cells be observed in their 3-D microenvironment in normal and diseased skin, ii) could we describe morphologic features of cells and structures in normal and diseased skin (m_HD-OCT), iii) could these morphologic features be quantified by optical property analysis (o_HD-OCT), iv) was it possible to perform accurate thickness measurements in normal and diseased skin, and finally v) what was the diagnostic potential of this technique?Methodology. HD-OCT uses a combination of parallel time-domain interferometry, high power tungsten lamp (with Gaussian filter, very low lateral coherence and ultra-high bandwidth (1300 nm +/- 100 nm)), and last but not least, full field illumination with real time focus tracking. A constant homogeneous resolution of 3 µm resolution in all three dimensions is obtained up to a depth of 570 µm. Hence, the system is capable of capturing real time full 3-D images. Moreover, the in vivo assessment of optical properties of the skin is only applicable to OCT when operating in focus-tracking mode, which is the case for HD-OCT. The means to obtain answers to the five specific questions were the comparison of en face HD-OCT images with RCM and HD-OCT cross-sectional images with histopathology and C-OCT. Results. At least 160 line pares were observed by imaging a high resolution phantom with HD-OCT. This suggested a 3 µm lateral resolution. The presence of cells such as keratinocytes, melanocytes, inflammatory cells, fibroblasts and melanophages in their 3-D cutaneous microenvironment in vivo as well as ex vivo has been demonstrated .A qualitative description of structures and patterns in normal and diseased skin could be performed by HD-OCT. Clear structural changes of the epidermis, dermo-epidermal junction, papillary dermis and reticular dermis related to intrinsic skin ageing could be observed. Lobulated structures, surrounded by stretched stromal fibers and arborizing vessels, could be demonstrated in nodular basal cell carcinoma (BCC). The o_HD-OCT of normal and diseased skin could be assessed in vivo. This approach permitted the quantitative assessment of the OCT signal attenuation profiles of normal healthy skin, actinic keratosis (AK) and squamous cell carcinoma (SCC). Differences in signal attenuation profiles could be demonstrated between these three groups. These differences were also observed between BCC subtypes. The slope of the exponential attenuation of the signal in the upper part of the epidermis was very high in benign nevi. The more malignant the lesion the lower the slope. Thickness measurements of epidermis and papillary dermis could be performed by m_HD-OCT, based on a cross-sectional images and their corresponding en face image. More accurate measurements of epidermal and papillary dermal thickness could be performed based on the optical analysis of a skin volume by o_HD-OCT. The diagnostic potential of HD-OCT in comparison with dermoscopy, RCM and C-OCT could be assessed regarding i) melanoma, ii) BCC differentiation from BCC imitators and BCC sub-differentiation and iii) SCC differentiation from AK. A much higher diagnostic potential could be demonstrated for o_HD-OCT in comparison with m_HD-OCT concerning melanoma detection. The diagnostic potential of HD-OCT to discriminate BCC from clinical BCC imitators was moderate. However, HD-OCT seemed to have high potential in sub-differentiation of BCC subtypes: i) it seemed to be the best technique to include and exclude a superficial BCC, ii) the technique appeared to be the best approach to exclude nodular BCC, and iii) HD-OCT looked to be the best technique to include an infiltrative BCC. Finally, HD-OCT has proven to be a powerful method to discriminate AK from SCC.Conclusions. HD-OCT is able to capture real time 3-D imaging with a sufficiently high optical resolution and penetration depth to allow the visualization of cells in and ex vivo in their micro-architectural context. At the same time, HD-OCT permits the recognition of patterns and structures in a sufficiently large volume of skin (1.5 mm³). HD-OCT closes therefore the gap between RCM with a high resolution but low penetration depth and C-OCT with a low resolution but high penetration depth. Moreover, HD-OCT permits, in contrast to RCM and C-OCT, the real time in vivo analysis of optical properties of the skin. HD-OCT seems to be a promising tool for early diagnosis of melanoma, BCC sub-differentiation and differentiation between SCC and AK.Future perspectives. Multicenter validation studies are needed to determine the diagnostic performance of this promising new technology, especially in other clinical settings combining both morphological and optical property analysis. This combined analysis could be a valuable method not only for diagnosis, monitoring and therapeutic guidance of dermatologic diseases but it could also be helpful in the management of non-dermatologic conditions such as diabetic micro-angiopathy, infantile cystinosis or even osteoporosis. / Doctorat en Sciences médicales (Santé Publique) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans ce travail, nous démontrons que STIM1, un senseur calcique activé par la déplétion du Ca2+ intracellulaire du réticulum endoplasmique, est indispensable pour la signalisation calcique et la préférence oro-sensorielle du gras. Nous observons que l'acide linoléique (LA), en activant les phospholipases A2 via CD36, produit de l'acide arachidonique (AA) et de la lyso-phosphatidylcholine (lyso-PC). Cette activation déclenche un influx calcique dans les cellules CD36-positives, et induit la production du facteur CIF (Ca2+ Influx Factor). CIF, AA et lyso-PC exercent différentes actions sur l'ouverture des canaux SOC (Stored Operated Calcium Channel) constitués de protéines Orai et contrôlés par STIM1. Par ailleurs, les souris au phénotype Stim1-/- perdent la préférence spontanée pour les lipides et la libération de la sérotonine à partir des cellules gustatives dans le milieu extracellulaire chez les animaux sauvages. Nous demontrons aussi que la signalisation calcique médiée via CD36 est doublement modulée lors de l'obésité. L'augmentation de la [Ca2+]i dans les cellules gustatives observée chez le Psammomys obesus, un modèle d'obésité nutritionelle, est fortement diminuée chez les souris rendues obèses par un regime hyperlipidique. Nous avons constaté également que l'interaction de LA avec le CD36 induit l'activation des MAP Kinases de la voie MEK1/2/ERK1/2/Elk-1 qui est non seulement à l'origine de l'activation des aires cérébrales telles que le NTS, le noyau arqué, l'hippocampe mais aussi indispensable pour la préférence spontanée pour les lipides alimentaires. Nos résultats suggèrent pour la prémière fois, que la voie ERK1/2 des MAPK et la signalisation calcique lipidique controlée par STIM1 sont impliquées dans la perception oro-gustative des lipides