La paroi vasculaire est composée de cellules endothéliales, de cellules musculaires lisses vasculaires et de fibroblastes qui sont entourés d’un réseau structuré et complexe de protéines, la matrice extracellulaire. Les interactions réciproques entre la matrice et les cellules sont nécessaires à la croissance, au développement et au remodelage. Or, différents contextes pathologiques entraînent la perturbation de ces interactions et sont la cause de différentes maladies. Au cours du vieillissement, la matrice extracellulaire des grosses artères élastiques est modifiée. Ainsi, les lamelles élastiques de la paroi vasculaire se fragmentent ou sont dégradées, en plus de calcifier. De même, l’accumulation de protéines plus rigides, comme le collagène, entraîne le développement de la fibrose. Ces modulations vont mener à l’augmentation de la rigidité artérielle et au développement de l’hypertension systolique isolée. En utilisant un modèle animal de calcification basé sur l’inhibition d’une protéine anti-calcifiante, la matrix Gla protein, avec la warfarine, nous avons étudié la séquence des événements impliqués dans le développement de l’hypertension systolique isolée. Nous avons observé l’activation précoce et transitoire de MMP-9, puis du TGF-ß, précédant la modulation phénotypique des cellules musculaires lisses vasculaires, la calcification et les changements hémodynamiques. L’inhibition des métalloprotéinases et du TGF-ß a permis de prévenir la calcification vasculaire. Nous avons également étudié le rôle joué par une enzyme de la matrice extracellulaire, la transglutaminase 2, dans le développement de la calcification associée à l’hypertension systolique isolée. À l’aide d’un nouvel inhibiteur de cette enzyme, qui a permis de prévenir la calcification, nous avons établi que la transglutaminase était un élément clé dans le processus pathologique. Ces travaux ont permis de démontré l’intérêt de nouvelles avenues thérapeutiques ciblant directement la matrice extracellulaire, particulièrement la MMP-9, le TGF-ß et la transglutaminase 2, dans la pathologie de l’hypertension systolique isolée. / Within the vascular wall, endothelial cells, vascular smooth muscle cells and fibroblasts are surrounded by a complex and structured network of secreted macromolecules and proteins, the extracellular matrix. Reciprocal interactions between matrix and cells are essential to growth, development and remodeling. However, in pathological situations, the alteration of these interactions can lead to the development of different disease states. With aging, the extracellular matrix of large elastic arteries undergoes several modifications. The elastic lamellae are fragmented or degraded and calcify, whereas more rigid proteins, such as collagen, accumulate and cause fibrosis. These alterations are associated with the stiffening of arteries, which results in the development of isolated systolic hypertension. In order to study the sequence of events occuring in the development of this pathology, we used an animal model of calcification based on the inhibition of a matrix Gla protein, which physiologically prevents calcification, with warfarin. We observed an acute and transient activation of MMP-9 and TGF-ß, which preceded the phenotypic modulation of vascular smooth muscle cells, calcification and changes to hemodynamic parameters. Moreover, the inhibition of MMPs and TGF-ß prevented vascular calcification. We also studied the role of an extracellular matrix enzyme, transglutaminase 2, in the development of vascular calcification associated with isolated systolic hypertension. Using a novel inhibitor of this enzyme, we established a key role for transglutaminase 2 in this pathological process. This thesis demonstrates the relevance of directly targeting the extracellular matrix, particularly MMP-9, TGF-ß and transglutaminase 2, as a novel therapeutic avenue in the treatment of isolated systolic hypertension.

En chirurgie vasculaire, l’accès à l’artère fémorale, qu’il soit par une incision chirurgicale ou par une approche percutanée, est très fréquemment utilisé pour une multitude d’interventions vasculaires ou endovasculaires; pour des pontages divers, le traitement d’occlusions artérielles, la réparation d’anévrismes et la pose d’endoprothèses. L’objectif général de ce projet de recherche est de faciliter et réduire les risques des approches de l’artère fémorale par une meilleure compréhension anatomique du triangle fémoral. La méthodologie a été réalisée grâce à l’utilisation de cadavres spécialement embaumés par la méthode développée par Walter Thiel. Les résultats présentés dans ce mémoire ont permis de proposer des solutions en réponse à des problèmes cliniques en chirurgie vasculaire. Dans un premier temps, l’étude de la vascularisation cutanée du triangle fémoral a mené à proposer de nouvelles incisions chirurgicales afin de limiter la dévascularisation cutanée des plaies et ainsi réduire les problèmes de cicatrisation observés. Ensuite, nous avons validé l’identification radiographique et échographique de l’artère fémorale à son croisement avec le ligament inguinal afin de faciliter l’identification d’un site de ponction artérielle adéquat. Enfin, nous avons développé une méthode échographique simple qui facilite l’approche percutanée de l’artère fémorale, même chez les patients obèses. Les retombées de ce projet de recherche sont multiples pour les cliniciens, l’étude fournit une meilleure compréhension anatomique tridimensionnelle du triangle fémoral et les techniques proposées dans ce mémoire pourront apporter une amélioration de la pratique chirurgicale et faciliter le travail des médecins. Toutefois, ces propositions devront maintenant être validées en clinique. / In vascular surgery, access to the femoral artery is frequently used either through a surgical incision of the groin or by a percutaneous approach in a wide variety of vascular and endovascular procedures; for multiple bypasses, treatment of arterial occlusions, aneurysms repair and placement of various stents. The general purpose of this study is to facilitate and reduces the risks of both the surgical and the percutaneous approaches of the femoral artery through a better anatomical understanding of the femoral triangle. The methodology was conducted on specifically embalmed cadavers according to the method developed by Walter Thiel. The results presented in this memory allowed us to propose solutions to clinical problems in vascular surgery. First, the study of the cutaneous vascularisation of the femoral triangle led to suggest new surgical approaches in order to reduce lesions of the cutaneous arteries and the potential devascularization of the borders of the wound yielding a better postoperative outcome. Then, we validated the radiographic and ultrasonographic position and identification of the inguinal ligament and the proximal femoral artery to facilitate the identification of a safe arterial puncture site. Moreover, we developed a simple method for ultrasound-guided arterial puncture, suitable for obese patients, to facilitate the percutaneous approach of the femoral artery. The benefits of this research project are multiple for clinicians, the study provides a better tridimensional anatomic understanding of the femoral triangle and the techniques proposed will lead to an improved surgical practice and facilitate the work of doctors. However, our work and propositions still need to be validated clinically.

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN. / Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) kinases are the largest family of receptor tyrosine kinases. Their ligands, ephrins (EFNs), are also cell surface molecules. Ephs/EFNs are implicated in many biological processes. Hypertension is a chronic medical condition of high arterial blood pressure (BP). New hypertension therapeutic treatments are of great importance for public health. Until recently, there are only a few studies related to the role of EPHs/EFNs in vascular smooth muscle cell (VSMC) function. In our previous studies, we have found that EPHB6 and EFNB1 function in concert with sex hormones to regulate BP. In the present investigation, we found that different EPH/EFN family members can either positively or negatively regulate the VSMC contractility and BP: while EPHB4 and EFNB2 belong to the former category, EFNB1, EFNB3 and EPHB6, the latter. In vivo, male but not female smooth muscle-specific EPHB4 knockout (KO) mice presented decreased BP, compared to WT controls. VSMCs from EPHB4 KO mice in the presence of testosterone showed reduced contractility. EFNB2 is the major ligand of EPHB4. As expected, smooth muscle-specific EFNB2 KO mice had a similar although not identical BP phenotype as EPHB4 KO mice. Male but not female EFNB2 KO mice on regular or high-salt diet presented reduced BP, compared to WT counterparts. At the cellular level, the KO VSMCs showed reduced contractility compared to WT controls. In a human genetic study, we identified in the EFNB2 gene six SNPs that were significantly associated with hypertension risk in a sex-dependent way, corroborating our findings in mice. On the other hand, EFNB3 gene KO in female mice resulted in elevated BP and small artery resistance in vivo, enhanced small arterial contractility ex vivo, and augmented VSMC contractility in vitro. Male KO mice had normal BP, but castration led to significant BP elevation in KO but not in WT mice. VSMCs from female KO mice showed heightened MLC phosphorylation and reduced MLC kinase phosphorylation. This signaling change was mediated through an adaptor protein Grip1. Indeed, in a genome-wide association study by the International Consortium for Blood Pressure, an SNP in the GRIP1 gene approached the significant threshold p-value for its association with diastolic BP. Our research for the first time revealed that EPHs/EFNs are novel components in the BP regulation system. Members of the EPH/EFN family may act as Yin and Yang forces to finely tune the vessel tone for BP homeostasis and regulation. Such effects of EPHs/EFNs depend on sex and sex-hormone levels. Based on this new knowledge, we could develop novel personalized hypertension therapy using sex hormone antagonists or sex hormone replacement therapy, depending on the sex hormone levels of the patients and mutations in EPH/EFN genes.

En 2011, l’Agence de la santé et des services sociaux de Montréal (ASSSM), en partenariat avec les Centres de santé et services sociaux (CSSS) de la région, a coordonné la mise en œuvre d’un programme de prévention et de prise en charge intégré sur le risque cardiométabolique. Ce programme, s’inspirant du Chronic Care Model et s’adressant aux patients atteints de diabète et d’hypertension artérielle, est d’une durée de deux ans et comporte une séquence de suivis individuels avec l’infirmière et la nutritionniste, de cours de groupe et de séances d’activité physique. L’objectif de ce mémoire est d’évaluer, à l’aide d’un devis quasi-expérimental, l’impact de la variation dans l’implantation de certains aspects du programme dans les six CSSS participant à l’étude sur les résultats de santé des patients. Cinq aspects du programme ont été retenus : les ressources, la conformité au processus clinique prévu dans le programme régional, la maturité du programme, la coordination interne au sein de l’équipe de soins et la coordination externe avec les médecins de 1re ligne. Des analyses de différence de différences, incluant des scores de propension afin de rendre les groupes comparables, ont été effectuées dans le but d’évaluer l’influence de ces aspects sur quatre indicateurs de santé : l’hémoglobine glyquée, l’atteinte de la cible de tension artérielle et l’atteinte de deux cibles d’habitudes de vie concernant la répartition des glucides alimentaires et la pratique d’activité physique. Les résultats indiquent que les indicateurs de santé sélectionnés se sont améliorés chez les patients participant au programme et ce, indépendamment des variations dans son implantation entre les CSSS participant à l’étude. Très peu d’analyses de différence de différences ont en effet relevé un impact significatif des variables d’implantation étudiées sur ces indicateurs. Les résultats suggèrent que les effets bénéfiques d’un tel programme sont davantage tributaires de la prestation des interventions auprès des patients que d’aspects organisationnels liés à son implantation. / In 2011, the Agence de la santé et des services sociaux de Montréal (ASSSM), in partnership with the Health and social service centres (CSSS) of the region, coordinated implementation of an integrated and interdisciplinary program for prevention and management of cardiometabolic risk. The program, based on the Chronic Care Model and designed for patients with diabetes and hypertension, consists of a two-year sequence of individual follow-ups with a nurse and a nutritionist, group classes and physical activity sessions. The objective of this master’s thesis is to assess the impact of variations in implementation of some aspects of the program in the six CSSS participating in this study on patients’ health outcomes. Five aspects of implementation have been selected: resources, conformity to the clinical process proposed in the regional program, maturity of the program, internal coordination within the CSSS team and external coordination with primary care physicians. Analysis of difference in differences, including propensity scores that make the groups comparable, have been calculated to assess the impact of those aspects on four health outcomes: glycated hemoglobin, reaching the blood pressure level target and reaching two targets of lifestyle habits regarding the distribution of dietary carbohydrates and the practice of physical activity. The results show that the program yielded expected effects in regard to patients’ selected health outcomes, regardless of implementation variations among the studied CSSS. Indeed, few analysis revealed a significant impact of the implementation variables on those outcomes. Results suggest that beneficial effects of this program depend more on services provided to patients than on specific organisational aspects of its implementation.

Le faible poids de naissance (FPN) est un facteur de risque indépendant reconnu de maladies cardiovasculaires et d'hypertension à l'âge adulte, mais les mécanismes physiopathologiques sous-tendant cette programmation précoce ne sont que partiellement connus. Chez l'adulte, la dysfonction endothéliale et l'altération tant quantitative que qualitative de la cellule progénitrice endothéliale (PEC) sont un marqueur précoce et sensible de risque cardiovasculaire. Des altérations vasculaires (raréfaction microvasculaire, anomalies de la structure vasculaire) et une dysfonction endothéliale (altération de la vasodilatation endothélium-dépendante) sont retrouvées chez le nouveau-né de FPN. Cependant, l'hypothèse d'une altération de la cellule progénitrice endothéliale chez le nouveau-né de FPN reste à être démontrée. Au cours de notre travail, nous avons montré une altération des capacités clonogéniques et angiogéniques des PECs des nouveau-nés de FPN, tant in vitro qu'in vivo. Cette dysfonction pourrait être liée à un déséquilibre antiangiogénique d'origine environnementale conduisant à un profil antiangiogénique d'expression génique de la PEC. Ainsi, nous avons pu montrer qu'une surexpression du gène de la thrombospondine-1 pouvait en partie expliquer la réduction du potentiel angiogénique des PECs du nouveau-né de FPN via une inhibition de la transduction du signal de la voie Akt/PI3K. D'autre part, une diminution des concentrations circulantes de VEGF, dont le rôle critique dans la néovascularisation est bien connu, peut-être liée à une augmentation de son inhibiteur circulant, sFlt1 (récepteur soluble au VEGF), a été retrouvée chez le nouveau-né de FPN. / Low birth weight (LBW) is a risk factor for cardiovascular disease in adulthood. However, the mechanisms explaining cardiovascular programming are incompletely understood. In adults, a reduced level of circulating endothelial progenitor cells (EPCs) is correlated with cardiovascular disease and independently predicts atherosclerosis disease progression. Recent studies demonstrated an impairment of vascular structure (microvascular rarefaction) and function (impaired vasodilation) in LBW neonates. Thus, we hypothesized that LBW infants display an EPCs impairment.We demonstrated an alteration of clonogenic and angiogenic capacities of EPCs fropm LBW infants, both in vitro and in vivo. This could be due to a fetal antiangiogenic imbalance and a subsequent antiangiogenic gene expression profile in EPCs of LBW infants. Through an inhibition of Akt/PI3K signaling, an upregulation of thrombospondin-1 expression could partially explain such observations. Moreover, VEGF pathway, the main angiogenesis regulator, could be involved as we found reduced circulating levels of VEGF, probably due to an increase of its main inhibitor, sFlt1 (soluble receptor of VEGF 1) in LBW infants. The addition of VEGF reversed the in vitro negative effect of LBW infants' sera on EPCs angiogenic function.This investigation opens the way for more studies of EPCs function in LBW subjects. Indeed, many questions emerged about the impact of such dysfunction on the future health of LBW infants.

Une fistule artérioveineuse (FAV) est un accès vasculaire permanent créé par voie chirurgicale en connectant une veine et une artère chez le patient en hémodialyse. Cet accès vasculaire permet de mettre en place une circulation extracorporelle partielle afin de remplacer les fonctions exocrines des reins. En France, environ 36000 patients sont atteint d’insuffisance rénale chronique en phase terminale, stade de la maladie le plus grave qui nécessite la mise en place d’un traitement de suppléance des reins : l’hémodialyse. La création et présence de la FAV modifient significativement l’hémodynamique dans les vaisseaux sanguins, au niveau local et systémique ainsi qu’à court et à plus long terme. Ces modifications de l’hémodynamiques peuvent induire différents pathologies vasculaires, comme la formation d’anévrysmes et de sténoses. L’objectif de cette étude est de mieux comprendre le comportement mécanique et l’hémodynamique dans les vaisseaux de la FAV. Nous avons étudié numériquement les interactions fluide-structure (IFS) au sein d’une FAV patient-spécifique, dont la géométrie a été reconstruite à partir d’images médicales acquises lors d’un précédent doctorat. Cette FAV a été créée chez le patient en connectant la veine céphalique du patient à l’artère radiale et présente une sténose artérielle réduisant de 80% la lumière du vaisseau. Nous avons imposé le profil de vitesse mesuré sur le patient comme conditions aux limites en entrée et un modèle de Windkessel au niveau des sorties artérielle et veineuse. Nous avons considéré des propriétés mécaniques différentes pour l’artère et la veine et pris en compte le comportement non-Newtonien du sang. Les simulations IFS permettent de calculer l’évolution temporelle des contraintes hémodynamiques et des contraintes internes à la paroi des vaisseaux. Nous nous sommes demandées aussi si des simulations non couplées des équations fluides et solides permettaient d’obtenir des résultats suffisamment précis tout en réduisant significativement le temps de calcul, afin d’envisager son utilisation par les chirurgiens. Dans la deuxième partie de l’étude, nous nous sommes intéressés à l’effet de la présence d’une sténose artérielle sur l’hémodynamique et en particulier à ses traitements endovasculaires. Nous avons dans un premier temps simulé numériquement le traitement de la sténose par angioplastie. En clinique, les sténoses résiduelles après angioplastie sont considérées comme acceptables si elles obstruent moins de 30% de la lumière du vaisseau. Nous avons donc gonflé le ballonnet pour angioplastie avec différentes pressions de manière à obtenir des degrés de sténoses résiduelles compris entre 0 et 30%. Une autre possibilité pour traiter la sténose est de placer un stent après l’angioplastie. Nous avons donc dans un deuxième temps simulé ce traitement numériquement et résolu le problème d’IFS dans la fistule après la pose du stent. Dans ces simulations, la présence du stent a été prise en compte en imposant les propriétés mécaniques équivalentes du vaisseau après la pose du stent à une portion de l’artère. Dans la dernière partie de l’étude nous avons mis en place un dispositif de mesure par PIV (Particle Image Velocimetry). Un moule rigide et transparent de la géométrie a été obtenu par prototypage rapide. Les résultats expérimentaux ont été validés par comparaison avec les résultats des simulations numériques. / An arteriovenous fistula (AVF) is a permanent vascular access created surgically connecting a vein onto an artery. It enables to circulate blood extra-corporeally in order to clean it from metabolic waste products and excess of water for patients with end-stage renal disease undergoing hemodialysis. The hemodynamics results to be significantly altered within the arteriovenous fistula compared to the physiological situation. Several studies have been carried out in order to better understand the consequences of AVF creation, maturation and frequent use, but many clinical questions still lie unanswered. The aim of the present study is to better understand the hemodynamics within the AVF, when the compliance of the vascularwall is taken into account. We also propose to quantify the effect of a stenosis at the afferent artery, the incidence of which has been underestimated for many years. The fluid-structure interactions (FSI) within a patient-specific radio-cephalic arteriovenous fistula are investigated numerically. The considered AVF presents an 80% stenosis at the afferent artery. The patient-specific velocity profile is imposed at the boundary inlet, and a Windkessel model is set at the arterial and venous outlets. The mechanical properties of the vein and the artery are differentiated. The non-Newtonian blood behavior has been taken into account. The FSI simulation advantageously provides the time-evolution of both the hemodynamic and structural stresses, and guarantees the equilibrium of the solution at the interface between the fluid and solid domains. The FSI results show the presence of large zones of blood flow recirculation within the cephalic vein, which might promote neointima formation. Large internal stresses are also observed at the venous wall, which may lead to wall remodeling. The fully-coupled FSI simulation results to be costly in computational time, which can so far limit its clinical use. We have investigated whether uncoupled fluid and structure simulations can provide accurate results and significantly reduce the computational time. The uncoupled simulations have the advantage to run 5 times faster than the fully-coupled FSI. We show that an uncoupled fluid simulation provides informative qualitative maps of the hemodynamic conditions in the AVF. Quantitatively, the maximum error on the hemodynamic parameters is 20%. The uncoupled structural simulation with non-uniform wall properties along the vasculature provides the accurate distribution of internal wall stresses, but only at one instant of time within the cardiac cycle. Although partially inaccurate or incomplete, the results of the uncoupled simulations could still be informative enough to guide clinicians in their decision-making. In the second part of the study we have investigated the effects of the arterial stenosis on the hemodynamics, and simulated its treatment by balloon-angioplasty. Clinically, balloon-angioplasty rarely corrects the stenosis fully and a degree of stenosis remains after treatment. Residual degrees of stenosis below 30% are considered as successful. We have inflated the balloon with different pressures to simulate residual stenoses ranging from 0 to 30%. The arterial stenosis has little impact on the blood flow distribution: the venous flow rate remains unchanged before and after the treatment and thus permits hemodialysis. But an increase in the pressure difference across the stenosis is observed, which could cause the heart work load to increase. To guarantee a pressure drop below 5 mmHg, which is considered as the threshold stenosis pressure difference clinically, we find that the residual stenosis degree must be 20% maximum.

L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’impact potentiel de l’activité physique de loisirs en milieu de travail sur la prévention du SM et sur la réduction des coûts médicaux que le système de santé destine au diabète de type 2 et à l’hypertension artérielle. Résultats : La prévalence du SM est de 24,4%. La proportion des individus qui ont un niveau d’activité physique de loisirs insuffisant est de 78,2%. Les hommes et les femmes qui effectuent ≥30 minutes d’activité physique de loisirs par jour montrent respectivement, 28% et 22% de moins de risque de présenter le SM. Par ailleurs, un investissement hypothétique de 25 852 dollars américains par an (≈ 18 096 euros) pour inciter 400 travailleurs d’une université publique à effectuer un niveau d’activité physique de loisirs recommandable pour la santé, pourrait nous apporter une réduction potentielle de 9% des cas de SM, 6,1% des cas de glucose altéré et 7,4% de cas de tension artérielle altérée ; ainsi que 138 880 dollars américains par an (≈ 97 216 euros) économisés sur le budget que la système de santé mexicain destine aux soins de santé du diabète et de l’hypertension artérielle. Ce qui génèrerait un ratio coût-bénéfice de 0,19 ; ce qui signifie, qu’un dollar investi dans l’organisation des activités physiques de loisirs, permettrait de réduire de 5,2 dollars les coûts médicaux liés au diabète et à l’hypertension artérielle. Conclusion : Nos résultats, nous apportent d’une part, plus d’éléments clefs pour fonder les décisions d’allocation des ressources dans le cadre de la prévention des maladies chroniques, et d’autre part, des éléments clefs pour la mise en œuvre de manière plus efficiente des programmes d’incitation à l’activité physique déjà existants au Mexique / Objective: This thesis assesses the potential impact of leisure-time physical activity on metabolic syndrome prevention and Mexican healthcare system expenditures on type 2 diabetes and hypertension treatment, in a sample of urban Mexican health workers. Results: The prevalence of MS was 24,4%. The proportion of participants who did not perform recommended levels of leisure time physical activity was 78,2%. MS risk was reduced at 28% in men and 22% in women who reported ≥30 minutes per day of physical activity during their leisure time. In addition, a hypothetical investment of $25 852 US dollars annually (≈ 18 096 euros) for engaging 400 workers in the recommended levels of physical activity at workplace, could decrease the prevalence of MS by 9%, cases of hyperglycemia by 6,1%, cases of hypertension by 7,4%, and reduce healthcare system expenditures for treatment of type 2 diabetes and hypertension by 138 880 of US dollars per year (≈ 97 216 euros). That would be a cost-benefit ratio of 0,19: one dollar invested might translate into a healthcare cost reduction of 5,2 dollars. Conclusion: Physical activity should be one of the most important strategies for chronic diseases prevention. Our findings may help to improve resource allocation decisions in the context of chronic disease prevention, as well to guide implementation of more efficient physical activity programs for Mexican workers

La sténose de l’artère rénale (SAR) est à l’origine d’une néphropathie dite « ischémique », dont les mécanismes conduisant au développement d’une insuffisance rénale sont mal connus. Il est utile de savoir à partir de quel degré de SAR surviennent des modifications hémodynamiques significatives dans le rein d’aval, et si une SAR chronique et hémodynamiquement significative peut entraîner une hypoxie rénale. Nous avons donc entrepris 2 études afin de préciser le lien entre degré de SAR et baisse du débit sanguin rénal (DSR), et de rechercher l’apparition d’une hypoxie dans le rein situé en aval d’une SAR chronique. Les résultats de la première étude montrent que la baisse du DSR reste modeste tant que le degré de SAR n’a pas dépassé 70%. Ces résultats nous permettent de conclure qu’une SAR de degré inférieur à 70% n’est probablement associée qu’à des modifications hémodynamiques mineures dans le rein d’aval. Dans la deuxième étude, nous avons décrit l’évolution du contenu rénal en oxygène (CRO) sur une période de 4 semaines après induction d’une SAR chez des rats. La méthode utilisée était l’IRM BOLD, qui permet d’étudier le CRO de manière non-invasive en mesurant le paramètre R2* dont la valeur est inversement proportionnelle au CRO. La mesure hebdomadaire de R2* dans le cortex, la médullaire externe et la partie externe de la médullaire externe des reins sténosés et des reins controlatéraux ne variaient pas au cours de l’étude, malgré l’apparition progressive d’une atrophie des reins en aval de la SAR. Ces données tendent à montrer qu’il n’y a pas d’hypoxie rénale dans notre modèle, et que l’atrophie rénale observée n’est donc pas secondaire à l’hypoxie / Renal artery stenosis (RAS) can lead to a so-called “ischemic” nephropathy but the mechanisms responsible for the development of chronic kidney disease in kidney downstream the RAS are largely unknown. There is an interest to know the degree of RAS that involves significant hémodynamic changes in the downstream kidney and if hypoxia occurs in this case. Therefore, we have undertaken two studies in order to describe the link between RAS degree and renal blood flow (RBF) and to search for the development of renal hypoxia in kidney downstream the RAS. Findings of the first study were that only a minor decrease of RBF occurs until the RAS degree reach 70%. We can thus conclude from these results that RAS degree must be at least of 70% to have hemodynamical repercussions in downstream kidney. In the second study, we describe the evolution of renal oxygen content (ROC) before and during 4 weeks after the constitution of RAS. ROC was measured weekly by the MRI BOLD technique, who allows to study ROC non-invasively by measuring the parameter called R2* that is inversely proportional to ROC. The value of R2* in the cortex, the outer medulla and the outer stripe of outer medulla in stenotic kidneys and controlateral kidneys was unchanged instead the development of atrophy of the kidney downstream the RAS. These results suggest that no renal hypoxia occur in this model and that renal atrophy is not caused by hypoxia

Le terme d’« hypertension artérielle pulmonaire » (HTAP) décrit une maladie vasculaire pulmonaire caractérisée par une augmentation progressive des pressions artérielles pulmonaires (PAP), définie par une PAP moyenne supérieure ou égale à 25 mmHg au repos et dont le principal symptôme est un essoufflement à l’effort. Un remodelage artériel pulmonaire intense conduisant à une obstruction des petits vaisseaux pulmonaires est responsable de la maladie. C’est une maladie rare mais néanmoins grave car pouvant aboutir à une insuffisance ventriculaire droite et entraîner le décès du patient.Le cadre général de notre étude est l’amélioration de la compréhension des mécanismes physiopathologiques de l’HTAP afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement au phénotype « pseudo-tumoral » des cellules musculaires lisses des artères pulmonaires (CML-AP) des patients atteints d’HTAP qui jouent un rôle primordial dans le remodelage vasculaire pulmonaire de l’HTAP et qui présentent des caractéristiques communes avec les cellules cancéreuses, notamment une hyper-prolifération, une résistance à l’apoptose, des désordres métaboliques et une instabilité génomique. Etant donné que la protéine p53, un des plus importants suppresseurs de tumeur, est largement décrite comme inactivée dans la plupart des cancers, nous avons émis l’hypothèse qu’elle pourrait également jouer un rôle important dans le développement de l’HTAP. Les résultats des études in vitro menées sur des CML-AP de patients atteints d'HTAP idiopathiques (HTAPi) versus des sujets contrôles semblent indiquer que la protéine p53 n’est pas altérée dans les CML-AP HTAPi. En effet, la séquence codante du gène TP53 ne présente pas de mutation dans les CML-AP HTAPi, les expressions génique et protéique de p53 (et de certaines de ses protéines cibles) ne semblent pas être différentes entre contrôles et HTAPi, ni à l’état basal ni en réponse à différents stress cellulaires inducteurs de p53 (étoposide et H2O2). Cependant, la régulation de p53 semble altérée puisque nous avons observé une augmentation du taux protéique de MDM2, principal régulateur de p53, dans les CML-AP HTAPi. Ce résultat peut être considéré comme une des caractéristiques « pseudo-tumorales » des CML-AP HTAPi mais également être un élément déterminant du mécanisme d’action de la Nutlin-3a, qui a montré des effets anti-prolifératifs accrus dans les CML-AP HTAPi.Dans des études in vivo menées chez le rat, la protéine p53 semble jouer un rôle dans l’initiation de la pathogénèse d’une HTAP. En effet, les taux protéiques pulmonaires de p53, de sa cible p21 et de son régulateur (mais également cible transcriptionnelle) MDM2 sont diminués lors de la première semaine dans un modèle d’induction d’HTAP par mono-injection de monocrotaline (MCT) chez le rat, au cours duquel la pathologie se développe à partir de la 2ème semaine. De plus, l’administration quotidienne à des rats d’un inhibiteur de l’activité transcriptionnelle de p53, le pifithrin-α (PFT), conduit au développement d’une HTAP en 14 jours, au même titre qu’une mono-injection de MCT, et aggrave l’HTAP induite par la MCT. Des effets pro-prolifératifs et anti-apoptotiques du PFT révélés sur des CML-AP indiquent que l’inhibition de l’activité transcriptionnelle de p53 est à l'origine d'une prolifération exagéree et une résistance à l'apoptose, deux composantes clés dans le remaniement vasculaire pulmonaire et le développement de l'HTAP.En conclusion, ces résultats mettent en évidence l’implication de l’inactivation de la voie de p53 lors de la phase initiatrice du développement de l’HTAP, alors qu’aux stades tardifs et sévères de la maladie, il semble il y avoir une normalisation de p53. En revanche, l’augmentation de l’expression de son principal régulateur MDM2 observée dans les CML-AP de patients HTAP semble être une cible thérapeutique potentiellement intéressante. / Pulmonary artery hypertension (PAH) is a severe pulmonary vascular disease characterized by a progressive increase of the pulmonary arterial pressure (PAP), defined by a mean PAP greater than or equal to 25 mmHg at rest. The main symptom is a shortness of breath. An intense pulmonary arterial remodeling that leads to an obstruction of the small pulmonary vessels is responsible of the disease. PAH is a rare but severe disease that develops into right ventricular cardiac failure leading to the patient's death.The general framework of our study was to improve the understanding of the pathophysiology of PAH in order to identify new potential therapeutic targets and improve the clinical management of patients. In particular, we were interested in the “cancer-like phenotype” of PAH patient pulmonary arterial smooth muscle cells (PA-SMCs). PA-SMCs play a key role in the pulmonary vascular remodeling of PAH. These cells share characteristics with cancerous cells, such as: exaggerated proliferation, apoptosis resistance, metabolic disorders and genomic instability. Owing to the growth-suppressive and pro-apoptotic functions of p53 protein and its inactivation largely described in cancer, we hypothesized that the p53 pathway could also be altered during PAH development in PA-SMCs.The results of in vitro studies on PA-SMCs of late stage patients with idiopathic PAH (iPAH) versus control patients suggest that the p53 protein nor pathway is not altered in iPAH PA-SMCs. Indeed, the coding sequence of the TP53 gene presented no mutations in iPAH PA-SMCs. Analysis of mRNA and protein levels of p53 and its target proteins showed no difference between controls and iPAH PA-SMCs, neither in a basal state or in response to various cellular stresses such as etoposide and H2O2. However, regulation of p53 may be altered in iPAH PA-SMCs as we observed an increase of the MDM2 (the main p53 regulator) protein level compared to control. This last result may be considered as a “cancer-like” characteristic of iPAH PA-SMCs and also be a determining factor in the mechanism of action of Nutlin-3a, which had more important anti-proliferative effects in iPAH PA-SMCs than in control cells.In vivo studies in rats revealed, however, that the p53 pathway may play a role in the initiation stage of PAH pathogenesis. Indeed, kinetics evaluation of p53 lung expression in the PAH model, induced by a single injection of monocrotaline (MCT), revealed a decrease in the p53 protein level during the first week, followed by a normalization by the second week. PAH symptoms are developed in MCT rats after two weeks. Similarly, the protein levels of p21, a p53 target, and MDM2, the major p53 regulator, and also a transcriptional target of p53, decreased during the first week in the MCT-PAH model. In addition, daily treatment in rats with an inhibitor of p53 transcriptional activity, pifithrin-α (PFT), led to the development of PAH in 14 days, similarly to MCT, and worsened the PAH induced by MCT. Pro-apoptotic and anti-proliferative effects of PFT on PA-SMCs indicate that inhibition of p53 transcriptional activity causes an excessive proliferation and an apoptosis resistance, which are two key components of the pulmonary vascular remodeling and development of human and experimental PAH.In conclusion, these results demonstrate the involvement of the p53 pathway inactivation in the initiation stage of PAH development, whereas in late and severe stages of disease, its role seems to be less implicated. In contrast, the increased expression of MDM2 observed in PA-SMCs of PAH patients may be a potential therapeutic target.

Le déclin des performances motrices du sujet âgé est associé à un risque accru de morbimortalitéet représente une problématique majeure pour nos sociétés vieillissantes. Son origine est le plus souvent multifactorielle et nous nous sommes plus particulièrement intéressés au rôle des facteurs de risque vasculaire à partir des données longitudinales et transversales de la cohorte dijonnaise de l’étude des 3 Cités. Les performances motrices ont été évaluées à travers la mesure de la vitesse de marche sur 6 mètres chez des sujets âgés de 65 à 85 ans à l'inclusiondans l'étude.Nous avons ainsi observé que l’hypertension artérielle à l’inclusion dans l’étude était associée à une vitesse de marche plus lente et à un déclin de la vitesse de marche plus important au cours du suivi. Parmi les participants ayant eu une IRM cérébrale à l’inclusion, nous avons observé une relation entre la vitesse de marche et les volumes sous-corticaux de substance grise cérébrale, en particulier le volume du noyau caudé. Une vitesse de marche plus lente à l'inclusion était associée à un risque accru de mortalité toutes causes 5 ans plus tard, avec une association plus forte pour la mortalité cardiovasculaire.Ces résultats sont en faveur d’une contribution cérébrovasculaire au déclin des fonctions motrices du sujet âgé, et participent à une meilleure compréhension de ce processus. / Motor decline in the elderly is associated with an increased risk of morbidity and mortality, and represents a major issue for our ageing societies. Its etiology is usually multifactorial, and, in this work, we specifically addressed the contribution of vascular risk factors, based on crosssectional and longitudinal data from the Dijon center of the Three-City study. Motor function was assessed through measures of walking speed over 6 meters in participants aged 65 to 85 years old.We observed that baseline hypertension was associated with lower walking speed at baseline and greater motor decline over follow-up. Among participants with a baseline brain MRI, we observed a relationship between walking speed and the volume of brain subcortical gray matter structures, particularly the volume of the caudate nucleus. Slower walking speed at baseline was associated with an increased risk of all-cause death over 5 years of follow-up; this association was stronger for cardiovascular deaths.These results support the hypothesis of a contribution of vascular risk factors to motor decline in the elderly and contribute to improve our understanding of this process.