Le syndrome de Leigh, type canadien français (LSFC) est une maladie infantile orpheline causée par une mutation du gène lrpprc. Elle se caractérise par une déficience tissu spécifique de cytochrome c oxydase (COX), une dysfonction mitochondriale et la survenue de crises d’acidose lactique fatales dans plus de 80% de cas. Selon les familles des patients, ces crises apparaissent lors d’une demande excessive d’énergie. Malheureusement, les mécanismes sous-jacents à l’apparition des crises et notamment la physiopathologie du LSFC demeurent inconnus. Afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation du métabolisme énergétique chez les patients LSFC, nous avons examiné la régulation de la protéine kinase activée par l’AMP (AMPK), une enzyme clé de l'homéostasie énergétique, de même que certaines de ses voies cibles (SIRT1/PGC1α et Akt/mTOR) dans les fibroblastes de patients LSFC et de témoins en conditions basales et conditions de stress. En conditions basales, l’activité de l’AMPK était similaire dans les cellules LSFC et les témoins. Par contre, les cellules LSFC montraient une surexpression significative des voies Akt/mTOR et SIRT1/PGC1α comparativement aux cellules témoins. Nous avons aussi examiné ces voies de signalisation suite à une incubation de 4h avec 10 mM de lactate et 1 mM de palmitate (LP), nous permettant de mimer les conditions de « crise ». Nos résultats ont démontré que le LP augmentait les niveaux de phosphorylation de l’AMPK de 90% (p<0,01) dans les cellules témoins mais pas dans les cellules LSFC. Pourtant, l’AMPK est activée dans les cellules LSFC en réponse à une hypoxie chimique induite par le 2,4 dinitrophénol. Dans les cellules témoins, le LP augmentait aussi les niveaux d’expression de SIRT1 (57%, p<0,05), de LRPPRC (23%, p=0,045) et de COXIV (19%, p<0,05). Un prétraitement de 48h au ZMP, un activateur pharmacologique de l’AMPK, a eu un effet additif avec le LP et des augmentations de SIRT1 phosphorylée (120%, p<0,05), de SIRT1 total (75%, p<0,01), de LRPPRC (63%, p<0,001) et de COXIV (38%, p<0,001) ont été observées. Tous ces effets étaient aussi abolis dans les cellules LSFC. En conclusion, nos résultats ont démontré des altérations importantes de la régulation du métabolisme énergétique dans les fibroblastes de patients LSFC. / Leigh syndrome French Canadian type (LSFC) is an orphan infantile disease caused by mutations in the LRPPRC gene. It is characterized by a tissue-specific cytochrome c oxidase deficiency (COX), mitochondrial dysfunction and fatal lactic acidosis crises which occur in more than 80% of cases. According to parents, these crises occur during stressful situations. The pathophysiology underlying this disease and the factors that precipitate these crises remain unknown. To better understand the regulation of energy metabolism in LSFC patients, we examined the activity of AMP activated protein kinase (AMPK), a key regulator of energy balance, and its downstream targets (SIRT1/PGC1α and Akt/mTOR) in LSFC and control fibroblasts under basal and stress conditions. Our results showed that AMPK activity was similar in LSFC and control cells under basal conditions. On the other hand, Akt/mTOR and SIRT1/PGC1α pathways were up regulated in LSFC cells compared to controls. We next examined AMPK activity in cells treated with 10 mM lactate and 1mM palmitate (LP) for 4h, thus mimicking the conditions of “crisis”. Following this treatment, AMPK phosphorylation levels increased significantly (90%, p<0.01) in control cells but not in LSFC cells. Nevertheless, AMPK seems functional in LSFC cells because the enzyme was activated in response to chemical hypoxia induced by 2,4 dinitrophenol. LP also increased the expression of SIRT1 (57%, p<0.05), LRPPRC (23%, p=0.045) and COXIV (19%, p<0.05), in controls cells. Furthermore, pretreatment with ZMP, a pharmacological activator of AMPK, had an additive effect with LP leading to a further increase in the activity of SIRT1 (120%, p<0.05), as well as the expression levels of SIRT1 (75%, p<0.01), LRPPRC (63%, p<0.001) and COXIV (38%, p<0.001). All these effects were abolished in LSFC cells and thus, our data highlight alterations in the regulation of key enzymes of energy metabolism, including the activation of AMPK, in LFSC fibroblasts.

Les lymphocytes T cytotoxiques (CTLs) présents au niveau des tumeurs reconnaissent des antigènes présentés par les cellules cancéreuses, mais ne parviennent pas à induire le rejet de ces tumeurs chez les patients cancéreux. Cette observation a amené les immunologistes à étudier les différents mécanismes d'immunosuppression induits par les tumeurs qui permettent aux cellules cancéreuses d'échapper à la reconnaissance et à la destruction immunitaires. L'un des mécanismes contribuant à la résistance des tumeurs aux réponses immunitaires est le recrutement de lymphocytes T CD4+ régulateurs (Tregs). Les Tregs s'accumulent au niveau des sites tumoraux et jouent un rôle important dans la suppression des réponses immunitaires dirigées contre les cellules tumorales. Dans ce travail de thèse, nous rapportons que des épitopes tumoraux dérivés des protéines NY-ESO-1 et TRAG-3 stimulent à la fois des lymphocytes T CD4+ auxiliaires (Th) et des Tregs chez des patients porteurs de mélanome. Grâce à une analyse clonotypique, nous démontrons que, contrairement aux cellules CD4+ Th, les TCR des Tregs dirigés contre NY-ESO-1 et TRAG-3 sont retrouvés à la fois dans le répertoire des Tregs naturels (CD4+CD25high) et dans celui des cellules T CD4+ classiques/Th (CD4+CD25-), au niveau des PBMCs des patients. Cette observation suggère que le recrutement des Tregs spécifiques d'antigènes tumoraux se fait en partie par la conversion des cellules T CD4+ classiques suite à leur stimulation chronique par des antigènes de tumeurs. / Cytotoxic T lymphocytes (CTLs) present in tumors recognize tumor antigens presented by cancer cells but fail to induce tumor rejection in patients. This observation has led immunologists to study the different mechanisms of tumor-induced immunosuppression that allow cancer cells to escape from recognition and destruction by the immune system. One of the mechanisms contributing to tumor resistance to immune responses is the recruitment of CD4+ regulatory T cells (Tregs). Tregs accumulate at tumor sites and play an important role in suppressing immune responses against tumor cells. In this thesis, we report that tumor epitopes derived from the proteins NY-ESO-1 and TRAG-3 stimulate both CD4+ T helper cells (Th) and Tregs in patients with metastatic melanoma. Through clonotypic analysis, we show that, within PBMCs of melanoma patients, tumor antigen-specific Tregs, but not Th cells, share a common TCR usage with naturally-occuring Tregs (CD4+CD25high) and Th cells (CD4+CD25-), suggesting that their recruitment occurs through the peripheral conversion of CD4+CD25- T cells upon chronic antigen exposure. The second part of this thesis consists of the study of inhibitory receptors expressed by CTLs directed against tumor antigens which, upon engagement by their ligands presented on the surface of tumor cells, activate negative regulatory pathways. Here, we report that tumor-induced CTLs directed against a peptide derived from NY-ESO-1 in melanoma patients upregulate the expression of the inhibitory receptors PD-1, Tim-3 and BTLA. Additionaly, the co-expression of PD-1 with Tim-3 and/or BTLA defines populations of dysfunctional tumor antigen-specific CTLs.

On estime qu'approximativement 20 millions de personnes dans le monde souffrent d'insuffisance cardiaque et la prévalence de cette pathologie ne cesse d'augmenter avec le vieillissement croissant de la population. L'évaluation de la fonction ventriculaire gauche par la mesure de la fraction d'éjection permet en fait de distinguer deux populations distinctes de patients insuffisants cardiaques : l'une avec et l'autre sans altération de la fraction d'éjection, encore dénommées respectivement Heart Failure with Reduced Ejection Fraction (IC-FEr) et Heart Failure with Preserved Ejection Fraction (IC-FEp). On ne sait pas aujourd'hui si ces deux entités représentent deux pathologies distinctes ou, au contraire, deux entités intimement liées. L'IC-FEp est actuellement observée chez environ 40 à 50% des patients présentant une insuffisance cardiaque et son évolution est semblable à celle des patients IC-FEr.Le concept d'IC-FEp soulève toutefois des difficultés conceptuelles : d'une part car la notion d'une fraction d'éjection préservée implique la connaissance de sa valeur de base et d'autre part, les valeurs dites "normales" de la fraction d'éjection sont encore à établir. Par ailleurs, la vision mécanique du cœur comme une pompe hémodynamique ou musculaire conditionne la compréhension de la physiopathologie de la IF-FEp.Dans ce contexte, nous avons mis au point un modèle porcin de dysfonction diastolique avec éjection préservée secondaire à une hypertension artérielle induite par une perfusion continue d'angiotensine II pendant 28 jours. Dans ces conditions, nous avons démontré une altération de la fonction ventriculaire gauche alors même que l'éjection était préservée. Ceci était objectivé par 1) une augmentation paradoxale des durées relatives de contraction et de relaxation isovolumiques, 2) des réponses inappropriées des phases isovolumiques du cycle cardiaque à des augmentations de la fréquence et de l'inotropisme cardiaques et 3) une étroite relation entre ces deux phases isovolumiques (couplage contraction-relaxation). L'inadéquation entre les niveaux de fréquence cardiaque et des phases isovolumiques nous a amené à évaluer les effets de la modulation pharmacologique de la fréquence cardiaque sur le couplage contraction-relaxation. Ainsi la réduction sélective de la fréquence cardiaque par l'administration d'ivabradine, un inhibiteur des canaux If, a réduit significativement la durée de ces deux phases et favorisé le remplissage. Cependant, cette normalisation n'était qu'apparente puisque le ratio entre la contraction et la relaxation isovolumiques restait augmenté à J28, en défaveur de la contraction isovolumique.En conclusion, le développement d'une dysfonction diastolique avec une éjection préservée s'accompagne d'une dysfonction systolique qui entrave une réponse adéquate du myocarde à un stress dans un contexte d'hypertension chronique. / Approximately 20 millions individuals in the world experience heart failure symptoms; heart failure prevalence is continuously rising with population aging. Left ventricular function evaluation by the ejection fraction allows distinguishing two different patient sets: one with and one other without ejection fraction alteration, respectively named Heart Failure with Reduced Ejection Fraction (HF-rEF) and Heart Failure with Preserved Ejection Fraction (HF-pEF). It is unknown if these two clinical presentations represent two different pathologies or two manifestations of the same clinical entity. HF-pEF is found in about 40-50% of patients with heart failure and its evolution is similar to that of patients with HF-rEF.However, several conceptual difficulties deal with the HFpEF: on one hand, talking about preserved ejection fraction implies the knowledge of its basal value; on the other, the normality needs to be established. Moreover, considering the heart either as a hemodynamic pump or as a muscular pump may modify the understanding of HFpEF physiopathology.We therefore set up a swine model of diastolic dysfunction with preserved ejection induced by chronic hypertension, which was obtained by continuous perfusion of angiotensin II during 28 days. In these conditions, we clearly demonstrated a LV function impairment, while the ejection phase parameters remained preserved. The LV impairment is demonstrated by: 1) the paradox increase of the relative durations of isovolumic contraction and relaxation; 2) the blunted responses of the isovolumic phases of cardiac cycle to heart rate augmentation and cardiac inotropisme; 3) a straight relationship between these two isovolumic phases (contraction-relaxation relationship).The mismatch between the heart rate and the isovolumic phases behaviour led us to investigate the possible effects of the heart rate pharmacological modulation on the contraction-relaxation coupling. The selective reduction of the heart rate by ivabradine administration (a selective If channel inhibitor) was able to significantly reduce the isovolumic contraction and relaxation phases' durations, thus improving filling phase dynamics. Anyway, this “normalisation” was only apparent, because the contraction to relaxation ratio was increased at day 28, to the detriment of the isovolumic contraction.In conclusion, chronic hypertension induces a diastolic dysfunction with a preserved ejection fraction paralleled by a systolic dysfunction which is responsible of a blunted myocardial response to stress.

L'administration chronique de rHuEPO peut engendrer de graves effets secondaires. Une augmentation de l’hématocrite provoquée par la rHuEPO, en augmentant l'érythrocytose, la viscosité sanguine et les forces de cisaillement à la surface vasculaire, peut être responsable d'hypertension artérielle (HTA) et de thromboses artérielles. La présence d'une fonction endothéliale normale et de monoxyde d'azote (NO) peut contrer les effets délétères thrombogène et hypertenseur de l'EPO. Sur ces bases, nous avons étudié les effets cardiovasculaires d'une administration chronique de rHuEPO dans différentes situations : dans le cadre du dopage, chezdes rats "sportifs" présentant une dysfonction endothéliale NO-dépendante induite par l'administration chronique de L-NAME et dans le cadre d'un traitement chez des rats urémiques développant une dysfonction endothéliale NO-dépendante résultante d'une néphrectomie de 5/6de la masse rénale. Chez nos rats entrainés, dopés et traités au L-NAME, nous avons observé une altération de la performance physique avec une mortalité importante (51%). Une HTA sévères'est développée chez ces rats, avec des valeurs de pression artérielle (> 220 mmHg) bien plusélevées que celles des rats recevant le L-NAME seul, associée à une altération de la vasorelaxation NO-dépendante aortique (< 60%). Les rats insuffisants rénaux (IRC) ont eux aussi montré une augmentation de la pression artérielle et une dysfonction endothéliale en réponse àl'acétylcholine au niveau de l'aorte et en réponse à une élévation du flux au niveau de l'artère mésentérique perfusée. Ces différents paramètres ont été améliorés par l'exercice. Les coupes de rein colorées au rouge Sirius ont montré une fibrose accentuée chez les rats CKD. La fibrose, la créatinémie et l'albuminurie ont été diminuées par l'exercice seul mais ont été aggravées chez les rats du groupe CKD+EPO+Ex. L'activité NADPH oxydase et l'expression des Nox4, p67phox etMAPK erk1/2 ont été augmentées chez les les rats CKD. L'exercice ou la rHuEPO ont prévenuces augmentations. Cependant, l'activité de la NAD(P)H oxydase et l’expression des MAPKerk1/2 sont restées élevées dans le rein des rats CKD+EPO+Ex. Nos données suggèrent que l'exercice seul a un effet protecteur contre les dysfonctions vasculaire et rénale et la fibrose rénale. Ces effets protecteurs sont associés à une inhibition de l'activité de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPK erk1/2. Par contre, l'exercice combiné avec le traitement rHuEPO, a des effets délétères sur la structure et la fonction rénale des rats CKD. Ces effets nocifs semblent liés à la stimulation de la NADPH oxydase et des voies de signalisation MAPKerk1/2. Malgré les effets protecteurs cardiovasculaire et rénal de l'entraînement physique, ces résultats mettent en évidence que la fonction rénale peut être potentiellement endommagée ainsique la structure du rein en combinant l'exercice avec le traitement rHuEPO dans l'insuffisance rénale. En conclusion, nous pouvons dire que la rHuEPO affecte gravement la fonction cardiovasculaire du rat entraîné présentant une dysfonction endothéliale. Ce risque étant fatal,beaucoup de sportifs, voulant augmenter leur performance, mettent leur vie en danger. Par ailleurs, ayant remarqué les effets délétères au niveau rénal, en associant exercice et traitement rHuEPO dans des conditions expérimentales sur un modèle d'insuffisance rénale, nous suggérons une investigation clinique afin de vérifier la transposition de nos résultats aux patients insuffisants rénaux. / The chronic administration of rHuEPO can engender side effects. An increase of the hematocritinduced by rHuEPO, by increasing the erythrocytosis, the blood viscosity and the shear stress onvascular surface, can be responsible of arterial high blood pressure and arterial thrombosis. Thepresence of a normal endothelial function and nitric oxide (NO) can counter the noxious effectsof rHuEPO. On these bases, we studied the cardiovascular effects of a chronic administration ofrHuEPO in various frames: within doping field, to trained rats with L-NAME-induced NOdependentendothelial dysfunction and within the framework of a treatment, to chronic kidneydisease (CKD) rats developing endothelial dysfunction caused by the "5/6 nephrectomy". In ourdoped rats, we observed an important mortality (51%). A severe arterial high blood pressuredeveloped in these rats (> 220 mmHg) associated with an impairment of the NO-dependentvasorelaxation (< 60 %). CKD rats also showed an increase in blood pressure and an endothelialdysfunction, in response to acetylcholine in the aorta and in response to a rise in flow in perfusedmesenteric artery. These parameters were improved by exercise. Kidney sections stained withSirius red showed marked fibrosis in CKD rats. Fibrosis, creatinine and albumin were decreasedby exercise alone but were increased in rats from the CKD + EPO + Ex group. NAD(P)H oxidaseactivity and the expression of Nox4, p67phox, and MAPK erk1/2 were increased in CKDrats. Exercise or rHuEPO prevented these increases. However, the NAD(P)H oxidase activityand the expression of MAPK erk1/2 remained high in the kidney of rats from the CKD+EPO+Exgroup. Our data suggest that exercise alone has a protective effect against vascular and renaldysfunction and renal fibrosis. These protective effects are linked to the downregulation of theNADPH oxidase activity and MAPK erk1/2 signaling pathways. However, exercise combinedwith rHuEPO treatment has deleterious effects on kidney structure and function in CKDrats. These adverse effects appear to be related to the stimulation of NADPH oxidase and MAPKerk1/2 signaling pathways. Despite the cardiovascular and renal protective effects of physicaltraining, these results highlight the potentially damaging renal function and structure bycombining exercise with rHuEPO therapy in renal failure. In conclusion, we can say that therHuEPO affects seriously cardiovascular function in trained rat with endothelial dysfunction. Thisrisk being fatal, many sportsmen, looking to increase their performance, put their life in danger.Moreover, having noticed the deleterious effects in the kidney by combining exercise andrHuEPO therapy under experimental conditions on a model of renal failure, we suggest a clinicalinvestigation to verify the transposition of our results to patients with renal failure

Afin d’identifier de nouveaux composés prévenant la dysfonction et l’immunogénicité des cellules endothéliales qui sont impliquées dans la survenue des rejets de greffe,nous nous sommes intéressés aux métabolites secondaires de différentes espèces de Clusiaceae et de Calophyllaceae. Tout d’abord, 4 extraits DCM de Calophyllaceae malaisiennes ont été sélectionnés sur la base d’une étude déréplicative et d’un criblage biologique anti-inflammatoire. Puis, l’étude phytochimique de l’extrait de fruits de Mesua lepidota a permis d’isoler 9 coumarines de type mammea, dont 7 constituent 2 nouvelles séries : Les lépidotols et les lépidotines. L’étude des extraits de 2 lots de feuilles de Calophyllumtetrapterum a quant à elle conduit à l’isolement de dérivés polyphénoliques distincts : Desacylphloroglucinols polyprénylés dans le lot A, dont le composé majoritaire, la tétraptérone, est un dérivé acide original, et des pyranochromanones acides dans le lot B, dont un nouveau dérivé appelé acide tétraptérique. Le même protocole appliqué à l’extrait de feuilles de Mesuaassamica a montré que les fractions cytotoxiques sont riches en xanthones, tandis que les fractions anti inflammatoires renferment des coumarines de type mammea. Parallèlement à ces études phytochimiques, un panel de polyphénols représentatifs des classes chimiques retrouvées dans les Clusiaceae et les Calophyllaceae ont été évalués pour leurs effets sur divers marqueurs endothéliaux de l’inflammation et de l’immunité. Il apparaît ainsi que les coumarines de type mammea et la guttiférone J, une benzophénone polyprénylée, inhibent significativement l’expression de VCAM-1 ainsi que des molécules HLA de classe II, HLAE et MICA. / In order to identify new compounds preventing endothelial cells dysfunction and immunogenicity which are involved in the emergence of graft rejection, the secondary metabolites of different Clusiaceae and Calophyllaceae specious were investigated. Firstly 4DCM extracts originating from Malaysian Calophyllaceae specious were selected through a dereplication analysis combined with an anti-inflammatory screening. Then, the phytochemical study of the fruits extract of Mesualepidota allowed us to isolate 9 mammea coumarins, among which 7 represent 2 novel series, i.e. lepidotols and lepidotins. The phytochemical study of 2 different batches of Calophyllum tetrapterum leaves led to the isolation of distinct polyphenolic derivatives : polyprenylated acylphloroglucinols were identified in batch A, with the major compound, tetrapterone, as a new acid derivative, whilst chromanone acids were identified in batch B, including a new derivative named as tetrapteric acid. The same protocol applied to Mesuaassamica leave extract showed that cytotoxic fractions were rich in xanthones whereas anti-inflammatory fractions contained numerous mammea coumarins. Along with these phytochemical studies, a panel of polyphenols representative of the chemical classes generally identified in Clusiaceae and Calophyllaceae specious were evaluated for their effects on various endothelial markersof inflammation and immunity. Mammea coumarins and guttiferone J, a polyprenylated benzophenone, appeared to significantly inhibit the expression of VCAM-1 as well as that of HLA class II molecules, HLA-E and MICA.

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie grave caractérisée par une obstruction progressive des artères pulmonaires de petit calibre, conduisant à une augmentation des résistances vasculaires pulmonaires et, à terme, à une défaillance cardiaque droite et au décès du patient. La vasoconstriction, le remodelage vasculaire et la dysfonction endothéliale pulmonaire sont autant de facteurs qui contribuent au développement et à la progression de la maladie. Plusieurs arguments sont également en faveur d’une hypothèse de désordres immunologiques, voire autoimmuns, dans la physiopathologie de l’HTAP. Malgré ces données, le lien entre endothélium pulmonaire et système immunitaire dans cette maladie restent peu connus. Ce travail de thèse a donc eu pour objectif d’étudier et mieux comprendre la nature et les conséquences d’une communication aberrante entre cellules endothéliales pulmonaires et système immunitaire dans la pathogénèse de l‘HTAP, afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Pour cela, nous avons analysé le rôle de la dysfonction endothéliale dans la régulation de deux processus de la dysfonction immunitaire : l’autoimmunité pour la réponse adaptative d’une part, et la sécrétion de cytokines en ce qui concerne la réponse innée d’autre part. A travers ce travail de thèse, nous avons mis en évidence l’existence d’une communication aberrante entre endothélium pulmonaire et système immunitaire dans l’HTAP et montré que l‘endothélium pulmonaire jouait un rôle primordial dans le contrôle des réponses adaptatives, en régulant la fonction des lymphocytes T régulateurs via la leptine, et dans la participation active à la réponse innée, en acquérant un phénotype pro-inflammatoire. Cette meilleure compréhension du rôle de la dysfonction endothéliale dans la dérégulation du système immunitaire présente dans l’HTAP pourrait aider au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques dans cette maladie. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a severe disease characterized by a progressive obstruction of small pulmonary arteries, leading to an increase in pulmonary vascular resistance and ultimately right heart failure and death. Vasoconstriction, vascular remodeling and pulmonary endothelial dysfunction contribute to the disease development and progression. Increasing evidence are also suggesting the importance of immune disorders, such as autoimmunity, in PAH pathophysiology. Despite these data, the link between pulmonary endothelium and immune system is still unclear. The objective of this work was to investigate and elucidate the nature and the consequences of an aberrant communication between pulmonary endothelial cells and immune system in PAH pathogenesis, in order to identify new therapeutical targets. Therefore, we analyzed the role of endothelial dysfunction in the control of two types of altered immune responses: autoimmunity for the adaptive response and cytokine secretion for the innate response. In this work, we highlighted the existence of an aberrant communication between pulmonary endothelium and immune system in PAH and showed that pulmonary endothelium played a key role in the control of adaptive responses, by regulating regulatory T lymphocyte function in a leptin-dependent manner, and by actively participating to the innate responses through a pro-inflammatory phenotype. A better understanding of the role of endothelial dysfunction in PAH immune system dysregulation may help to the development of new therapeutical strategies for this disease.

La fibrillation atriale est l'arythmie cardiaquela plus fréquente. Les études sur les modèles animaux ont fourni beaucoup de renseignements sur les mécanismes de cette arythmie, mais, à ce jour, nous ne disposons pas de modèle animal d'arythmie atriale spontanée.Nous avons cherché à développer un modèle d'arythmie atriale spontanée chez le rat et àidentifier les mécanismes physiopathologiques de ces arythmies. Nous avons également cherché àévaluer la présence et la sévérité de l'inflammation et de la dysfonction endothéliale, impliquées dansla survenue des complications de la fibrillation atriale comme les accidents vasculaires cérébraux, chezles patients avec fibrillation atriale. Nous avons également constaté des niveauxélevés de facteur de croissance endothélial vasculaire et de facteur von Willebrand chez les patientsavec fibrillation atriale par rapport aux contrôles. Ces résultats suggèrent un profil spécifique du risquethromboembolique en fonction de la forme clinique de l'arythmie et mettent en évidence une évolutionparallèle de la fibrillation atriale et de la dysfonction endothéliale.Ce nouveau modèle animal permettra d'étudier les mécanismes physiopathologiques desarythmies atriales et d'évaluer de nouveaux agents thérapeutiques dans un cadre qui reproduitfidèlement la présentation clinique de l'arythmie / Atrial fibrillation is the most prevalent form of cardiac arrhythmia. Studies in animal modelshave provided important insights into arrhythmia mechanisms. However, to date, we do not dispose ofanimal models of spontaneous atrial arrhythmia.Thus, we aimed to develop a model of spontaneous atrial arrhythmia in rats and to assesspathophysiological mechanisms of these arrhythmias by using a multidisciplinary approach. We alsoaimed to assess the presence and the extent of inflammation and endothelial dysfunction, incriminatedin atrial fibrillation-related complications such as stroke, in atrial fibrillation patients.The animal study describes the first animal model of spontaneous atrial arrhythmias. We alsoprovide evidence that multiple mechanisms participate in arrhythmia occurrence in this model,particularly autonomic imbalance with relative vagal hyperactivity, left atrial endocardial fibrosis, anddecreased left atrial expression of the Pitx2 gene. In our clinical study, we found high levels ofvascular endothelial growth factor and von Willebrand factor in atrial fibrillation patients compared tosinus rhythm controls. These results suggest specific thromboembolic risk patterns according to theclinical form of arrhythmia and highlight a parallel evolution of atrial fibrillation and endothelialdysfunction. These results add new insights into the understanding of atrial arrhythmias. This new animalmodel could facilitate studies of pathophysiological mechanisms involved in atrial arrhythmias andallow assessment of efficacy and toxicity of therapeutic agents in a setting that faithfully reproducesthe clinical presentation of the arrhythmia

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La gravité est un facteur environnemental majeur. C’est cette force qui a façonné la vie et le fonctionnement de notre organisme est intimement lié à la gravité. Pour rester en bonne santé, nous devons bénéficier de l’influence quotidienne de la gravité et d’un apport alimentaire adapté à notre activité physique. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier le remodelage vasculaire et la dysfonction endothéliale dans des modèles de sédentarité et de troubles métaboliques ainsi que d’explorer des moyens de contre mesures. Un alitement de 60 jours chez des sujets sains masculins induit un remodelage de la macrocirculation au niveau de l’artère fémorale ainsi qu’une dysfonction endothéliale au niveau de la microcirculation. La prise quotidienne d’extraits végétaux complexes issus de la médecine traditionnelle chinoise (Taikong Yangxin) a permis de prévenir l’atteinte endothéliale.Dans un modèle de rat diabétique avec atteinte vasculaire (rats GK),nous avons testé le salidroside, important composé issus du Taikong Yangxin. Bien qu’il n’ait pas d’effets sur le diabète, cecomposé a montré un effet bénéfique sur la vasodilatation endothéliale -dépendante et -indépendante. Dans une dernière partie nous avons étudié chez la souris l’implication du récepteur de type 2 à l’angiotensine et des récepteurs aux estrogènes dans les dysfonctions cardiovasculaires induite par une alimentation hypercalorique. L’inactivité physique induit un remodelage morphologique et fonctionnel au niveau de l’arbre vasculaire ce qui en fait un facteur de risque majeur et indépendant des maladies cardio-vasculaires. Des extraits végétaux simples ou complexes ont des effets bénéfiques sur les fonctions endothéliales. Le récepteur de type 2 à l’angiotensine et ses interactions possibles avec le récepteur aux oestrogènes pourrait être une cible pharmacologique comme contre mesure des atteintes vasculaires liées à l’environnement. / Gravity is a major environmental factor. This force that shaped the life and the functioning of our body is closely related to gravity. To remain healthy, we should benefit from the daily influence of gravity and a food intake adapted to our physical activity. The objective of this thesis is to study vascular remodeling and endothelial dysfunction in sedentary models and metabolic disorders and to explore ways of countermeasures. 60 days of head down bed rest in healthy male induce a macrocirculation remodeling at the femoral artery and an endothelial dysfunction at the microcirculation level. Daily intake of complex plant extracts from traditional Chinese medicine (Taikong Yangxin) helped to prevent endothelial dysfunction. In a diabetic rat model with vascular dysfunction (GK rats), we tested the salidroside, an important compound from the Taikong Yangxin. Although it has no effect on diabetes, this compound showed a beneficial effect on endothelial -dependent and -independent vasodilation. In the last part of our work, we studied the involvement of type 2 angiotensin receptor and estrogen receptor in cardiovascular dysfunction induced by a high calorie diet in mice. Physical inactivity induces morphological and functional remodeling in the vascular tree, making it a major risk factor independent of cardiovascular diseases. Simple or complex plant extracts have beneficial effects on endothelial function. Angiotensin type 2 receptor and its interaction with the estrogen receptor could be a pharmacological target as a countermeasure against vascular damage related to the environment.

Le syndrome métabolique (SM) est défini comme l'association de troubles favorisant les risques cardiovasculaires et le développement d'un diabète de type 2. Une personne atteinte de SM doit présenter au moins 3 critères sur les 5 suivants : une obésité abdominale; un taux élevé en triglycérides ; un faible taux en cholestérol HDL ; une hypertension et une hyperglycémie. Le SM est caractérisé par une dysfonction endothéliale, qui est définie par une diminution de la production de monoxyde d'azote (NO), et l'augmentation d’espèces réactives de l’oxygène, comme l'anion superoxyde (O2-), participant au stress oxydant. Dans notre étude, nous avons émis l’hypothèse que les exosomes pouvaient participer à la dysfonction endothéliale chez ces patients. Les exosomes sont des vésicules extracellulaires de petite taille (entre 30 à 100 nm), formées à partir du compartiment endo-lysosomal et libérées par la plupart des cellules. Suite à leur libération, elles peuvent interagir avec des cellules cibles et servir ainsi de vecteurs d'information biologique. Il a été montré que les exosomes pouvaient être impliqués dans de nombreuses pathologies. Ainsi, nous avons montré que les patients atteints de SM présentent un taux d’exosomes circulants augmenté, dont la taille est diminuée. De plus, les exosomes provenant de patients SM diminuent la production de NO dans les cellules endothéliale, qui s’accompagne d’une augmentation de l’O2-mitochondriale. Chez la souris, les exosomes de patients SM induisent une diminution du relâchement vasculaire. Les exosomes pourraient ainsi participer au développement de la dysfonction endothéliale chez les patients atteints de SM et pourraient être de biomarqueurs intéressants pour cette pathologie. / Metabolic syndrome (MetS) is defined as the combination of metabolic disorders leading to cardiovascular diseases and the development of type 2 diabetes. To be diagnosed with MetS, a person must present at least 3 of the following 5 metabolic risk factors: (i) abdominal obesity, (ii) high triglyceride levels,(iii) low HDL cholesterol levels, (iv) hypertension and (v) hyperglycaemia. MetS is characterized by endothelial dysfunction, which is defined by a decreased nitric oxide (NO) production, and an increased in reactive oxygen species such as superoxide (O2-), involved in oxidative stress. In our study, we hypothesized that exosomes could participate in the endothelial dysfunction observed in MetS patients. Exosomes are nanoscaled (30-100nm) extracellular vesicles produced from the endolysosomal compartment and released by most of the cells of the organism. Following their release, they can interact with their target cells and be considered as biological information carriers. Exosomes have been shown to be involved in many pathologies. Thus, we have shown that MetS patients displayed an increased circulating rate of exosomes whose sizes were decreased. In addition, we have observed that exosomes from MetS patients induced (i) a decrease of NO production in endothelial cells, and (ii) an increase in mitochondrial O2-. Furthermore, the exosomes originating from MetS patients induced a decrease invascular relaxation in mice. Thus, the exosomes could participate in the development of endothelial dysfunction in MetS patients and could be considered as biomarkers of interest for this pathology.