La transplantation de sang de cordon ombilical (TSCO) est utilisée pour traiter les enfants atteints de maladies hématologiques en l’absence de donneurs apparentés compatibles. Elle est associée avec des risques plus élevés d’échec de greffe et d’infections opportunistes dans les premiers mois qui suivent la transplantation en comparaison avec une greffe de moelle osseuse. Par contre, la TSCO comporte un risque plus faible de maladie du greffon contre l’hôte et une incidence comparable de rechute de leucémie. Ces quatre complications impliquent directement les lymphocytes T. Dans le but de mieux comprendre le schéma particulier des évènements qui suivent la TSCO et d’améliorer le pronostic des patients, nous avons étudié le potentiel fonctionnel, la persistance et la reconstitution antivirale des lymphocytes T au sein d’un groupe d’enfants transplantés de sang de cordon ombilical (SCO). Étant donné que le SCO contient une majorité de lymphocytes T naïfs, nous avons étudié les lymphocytes T spécifiques au HLA-A2:Melan-A26-35 A27L; seul répertoire naïf et abondant caractérisé chez l’homme. Nous avons observé que les lymphocytes T du SCO se différencient en populations effectrices, s’oligoclonalisent, produisent de l’IFN-γ et lysent spécifiquement leur cible suite à la stimulation. Néanmoins, ces cellules produisent moins d’IFN-γ et sont moins bifonctionnelles que leurs homologues issus du sang périphérique d’adultes. Chez les patients, les lymphocytes T du SCO s’épuisent après la TSCO : ils s’oligoclonalisent dramatiquement, sont principalement en différenciation terminale, et une importante fréquence exprime PD-1 (« programmed death-1 ») dans les 3 à 6 premiers mois post-greffe. Très peu de patients sont capables de développer des réponses antivirales durant cette période et la fréquence de lymphocytes T qui expriment PD-1 semble aussi avoir un impact sur le risque subséquent de faire une rechute de leucémie. La deuxième vague de lymphocytes T émergeant à 6 mois post-TSCO mène à une population fonctionnelle et diversifiée. En conclusion, la fonctionnalité des lymphocytes T présents dans les 3 à 6 premiers mois post-TSCO doit être rétablie pour améliorer les risques d’infections opportunistes et de rechute de leucémie. / Umbilical cord blood (UCB) is increasingly used as a source of hematopoietic progenitor cells to treat a variety of disorders in children. UCB transplantation (UCBT) is associated with a reduced incidence of graft-versus-host disease, a robust graft-versus-leukemia effect, more frequent graft failures and a higher incidence of opportunistic infections (OI) compared to bone marrow transplantation; four processes in which donor-derived T lymphocytes are known to be predominantly involved. UCB T cells are mostly naïve. To examine the differential functionality of UCB T cells, CD8+ T cells specific for the melanoma-associated HLA-A2-restricted Melan-A26-35 A27L peptide were isolated from UCB and UCBT recipients, as it represents an abundant preimmune repertoire in human. Following in vitro stimulation, UCB T cells proliferated, oligoclonalized, acquired cell surface markers reflective of effector/memory differentiation, expressed cytolytic activity and produced IFN-γ. While functional properties of UCB T cells resembled their counterparts in adult peripheral blood, they were more likely to reach terminal differentiation following stimulation, produced less IFN-γ and were less frequently bifunctional (IFN-γ and cytolysis). Following UCBT, T cells became exhausted: they oligoclonalized dramatically, exhibited a terminal differentiation phenotype and a high frequency also expressed PD-1 (“ programmed death 1 ”) in the first 3-6 months post-UCBT. Moreover, very few patients developed an antiviral response during this period. Finally, the frequency of PD-1+ CD8+ T cells was significantly higher in subjects who subsequently experienced leukemic relapse. A second wave of T cells emerging at 6 months post-UCBT was observed and characterized by an increase in the repertoire diversity till 1 year, the development of a naïve population with polyfunctional potential and the progressive reconstitution of antiviral responses. This study reports to the biological properties of UCB-derived CD8+ T cells and provides a rationale for the characteristics of UCBT in terms of immune reconstitution and OI. These results also suggest that the first wave of CD8+ T cells in the first 3-6 months post-UCBT should be targeted in priority to improve both OI and leukemic relapse risks.

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) sont la première cause de handicap de l'adulte. Favoriser la plasticité cérébrale post-lésionnelle représente un objectif thérapeutique majeur. Dans ce contexte, la thérapie cellulaire a récemment émergé. Son action, fondée sur la " réparation " du tissu cérébral, a montré un bénéfice sur la récupération fonctionnelle dans des modèles d'ischémie cérébrale. La transposition de ce traitement à l'homme reste à ce jour limitée à des études pilotes. Dans nos travaux précliniques, nous avons montré, après un infarctus cérébral chez le rat, une bonne tolérance et un bénéfice fonctionnel de l'administration intracérébrale (à la phase aiguë) et intraveineuse (à la phase subaiguë) de cellules souches mésenchymateuses humaines (CSMh) de grade clinique. La survie des CSMh greffées (possible durant plusieurs semaines) et leur différenciation en cellules d'intérêt (neurones, astrocytes) sont très faibles et ne peuvent expliquer à elles seules le bénéfice observé. Parmi les mécanismes d'action possibles des CSM (effet neurotrophique, pro-angiogénique, immunomodulation...), nous avons mis en évidence par IRM un effet microvasculaire précoce. Nous avons également montré l'innocuité du marquage des CSMh par microparticules ferriques pour l'IRM cellulaire et la microscopie. Ce marquage cellulaire est utile pour détecter et suivre par IRM des cellules greffées au sein du cerveau (durant au moins 15 jours), mais nous a paru insuffisant dans le cadre d'une injection IV. Pour évaluer la biodistribution des CSMh injectées par voie IV à la phase subaiguë, nous avons effectué une étude par imagerie nucléaire qui a permis d'identifier l'attraction rapide de CSMh vers l'infarctus cérébral. En parallèle, la mise en place d'un essai clinique de phase 2 a été effectuée. Le délai, la voie optimale d'administration ainsi que la source cellulaire à utiliser restent encore controversés. L'optimisation de la thérapie cellulaire nécessite encore le développement de projets de recherche translationnelle associant les études expérimentales et les essais cliniques. C'est dans ces conditions que la thérapie cellulaire pourrait devenir un traitement efficace après un AVC.

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) représentent la première cause de handicap acquis de l'adulte. En dehors de la prise en charge dans une structure de soins spécialisée, l'Unité Neuro-Vasculaire (UNV), le seul traitement efficace est la thrombolyse qui doit être administrée dans les premières heures suivant un AVC ischémique (ou infarctus cérébral). Favoriser la plasticité post-lésionnelle du cerveau représente une alternative thérapeutique majeure. C'est dans ce contexte que la thérapie cellulaire basée sur l'administration de cellules souches a émergé. Son action, fondée sur la " réparation " du tissu cérébral lésé, a montré un bénéfice sur la récupération dans des modèles d'ischémie cérébrale expérimentale. Cependant, de nombreuses questions restent en suspens concernant les mécanismes d'action de ce type de traitement. Par ailleurs, la transposition à l'homme reste à ce jour limitée à des études pilotes encourageantes mais avec de faibles effectifs. L'objectif de nos travaux au Grenoble Institut des Neurosciences (GIN U 836) a été d'évaluer les effets fonctionnels de l'administration de cellules souches mésenchymateuses (CSM) après ischémie cérébrale chez le rat, de préciser les modes d'action possibles. En parallèle de ces travaux expérimentaux, un essai clinique pilote de tolérance chez l'homme (ISIS - HERMES) a été mis en place.

La chirurgie informatisée est une science nouvelle dont le but est de croiser la chirurgie avec les sciences de l’informatique afin d’aboutir à des améliorations significatives dans les deux domaines. Avec l’évolution des nouvelles techniques chirurgicales, une collaboration étroite entre chirurgiens et chercheurs est devenue à la fois inévitable et essentielle à l’optimisation des soins chirurgicaux. L’utilisation de modèles mathématiques est la pierre angulaire de ce nouveau domaine. Cette thèse démontre comment une approche systématique d’un problème clinique nous a amenés à répondre à des questions ouvertes dans le domaine chirurgical en utilisant des modèles mathématiques à grande échelle. De manière générale, notre approche inclut (i) une vision générale du problème, (ii) le ciblage du/des système(s) physiologique(s) à étudier pour y répondre, et (iii) un effort de modélisation mathématique, qui a toujours été poussé par la recherche d’un compromis entre complexité du système étudié et réalité physiologique. Nous avons consacré la première partie de cette thèse à l’optimisation des conditions limites à appliquer à un bio-réacteur utilisé pour démultiplier le tissu pulmonaire provenant d’un donneur. Un modèle géométrique de l’arbre trachéo-bronchique couplé à un modèle de dépôt de soluté nous a permis de déterminer l’ensemble des pressions à appliquer aux pompes servant le bio-réacteur afin d’obtenir une distribution optimale des nutriments à travers les cultures de tissus. Nous avons consacré la seconde partie de cette thèse au problème de resténose des greffes de veines utilisées pour contourner une occlusion artérielle. Nous avons reproduit l’apparition de resténose grâce à plusieurs modèles mathématiques qui permettent d’étudier les preuves cliniques et de tester des hypothèses cliniques avec un niveau croissant de complexité et de précision. Pour finir, nous avons développé un cadre de travail robuste pour tester les effets des thérapies géniques afin de limiter la resténose. Une découverte intéressante a été de constater qu’en contrôlant un groupe de gènes spécifique, la perméabilité à la lumière double après un mois de suivi. Grace aux résultats obtenus, nous avons démontré que la modélisation mathématique peut servir de puissant outil pour l’innovation chirurgicale. / Computational surgery is a new science that aims to intersect surgery and computational sciences in order to bring significant improvements in both fields. With the evolution of new surgical techniques, a close collaboration between surgeons and computational scientists became unavoidable and also essential to optimize surgical care. A large usage of mathematical models is the cornerstone in this new field. The present thesis shows how a systematic approach to a clinical problem brought us to answer open questions in the field of surgery by using mathematical models on a large scale. In general, our approach includes (i) an overview of the problem, (ii) the individuation of which physiological system/s is/are to be studied to address the question, and (iii) a mathematical modeling effort, which has been always driven by the pursue of a compromise between system complexity and closeness to the physiological reality. In the first part, we focused on the optimization of the boundary conditions to be applied to a bioreactor used to re-populate lung tissue from donor. A geometrical model of tracheobronchial tree combined with a solute deposition model allowed us to retrieve the set of pressures to be applied to the pumps serving the bioreactor in order to reach an optimal distribution of nourishment across the lung scaffold. In the second part, we focused on the issue of post-surgical restenosis of vein grafts used to bypass arterial occlusions. We replicated the event of restenosis with several mathematical models that allow us to study the clinical evidences and to test hypothesis with an escalating level of complexity and accuracy. Finally, we developed a solid framework to test the effect of gene therapies aimed to limit the restenosis. Interestingly, we found that by controlling a specific group of genes, the lumen patency is double after a month of follow-up. With the results achieved, we proved how mathematical modeling can be used as a powerful tool for surgical innovation.

La prédiction du devenir du greffon et de sa survie permettrait d’optimiser la prise en charge des patients transplantés. Le suivi des patients transplantés rénaux inclue des mesures répétées de marqueurs longitudinaux tels que la créatinine sérique et l’exposition aux médicaments immunosuppresseurs. L’approche statistique récemment proposée des modèles conjoints permet d’analyser la relation entre un processus longitudinal et la survenue d’un événement clinique. Dans la première partie de ce travail de thèse, nous avons utilisé les modèles conjoints à classes latentes pour étudier l’impact du profil de créatinine sérique au cours des 18 premiers mois post-greffe sur la survie du greffon à long terme. Dans la cohorte étudiée, trois groupes homogènes caractérisés par une trajectoire spécifique de l’évolution de la créatinine sérique en fonction du temps et un risque d’échec de greffe spécifique ont été identifiés. Les probabilités individuelles de l’échec de greffe pendant les 10 premières années post-transplantation ont été calculées sur la base du modèle conjoint développé. Chez les patients qui n’avaient pas développé d’anticorps anti-HLA spécifiques du donneur, le risque d’échec de greffe en fonction du temps était prédit avec un niveau de performance satisfaisant en termes de spécificité, sensibilité et précision.L’utilité clinique de cet outil devra être évaluée avec une approche dynamique. Dans une seconde partie, les modèles non linéaires à effets mixtes combinés avec l’approche des modèles de mélange a été utilisée pour analyser (i) l’association entre la variabilité de l’exposition au tacrolimus au cours du temps et l’adhésion au traitement rapportée par le patient et (ii) l’impact de cette variabilité d’exposition sur le risque de rejet aigu. Ce modèle a montré un effet significatif de la variabilité de l’exposition au cours du temps du tacrolimus sur la survenu de rejet aigu au-delà de 3 mois post-transplantation. Au contraire, aucune association entre l’adhésion et la variabilité de l’exposition au tacrolimus d’une part, et le risque de rejet aigu d’autre part n’a été observée dans cette étude qui n’incluait que des patients modérément non-adhérents. Ce résultat pose la question de l’impact d’une non adhésion modérée sur le devenir du greffon. / Prediction of graft outcome would be useful to optimize patient care. Follow-up of kidneytransplant patients include repeated measurements of longitudinal markers, such as serum creatinine and immunosuppressive drug exposure. Recently proposed joint models areappropriate to analyze relationship between longitudinal processes and time-to-event data. In the first part of present work, we used the approach of joint latent class mixed models tostudy the impact of time-profiles of serum creatinine collected within the first 18 months after kidney transplantation on long-term graft survival. The studied cohort was parted into three homogenous classes with a specific time-evolution of serum creatinine and a specific risk of graft failure. The individual predicted probabilities of graft failure up to 10 years posttransplantation, calculated from this joint model were satisfying in terms of sensitivity, specificity and overall accuracy, for patients who had not developed de novo donor specificanti-HLA antibodies. The clinical usefulness of developed predictive tooI needs to beevaluated with a dynamic approach. In the second part, non-linear mixed effects models witha mixture of distribution for random effects were used to investigate (i) the associationbetween variability over time of tacrolimus exposure and self-reported drug adherence and(ii) the impact of this variability on the acute rejection risk. This model found a significantimpact of tacrolimus time-exposure variability on acute rejection onset beyond 3 months posttransplantation. On the contrary, no association between adherence and (i) variability oftacrolimus time-exposure and (ii) acute rejection was observed in our study which included moderate non-adherent patients only. This result questions the impact of moderate nonadherence on graft outcome.

Le développement de nouvelles stratégies vaccinales et le traitement de nombreuses pathologies dermatologiques font partis des enjeux majeurs des années à venir. L'étude et la compréhension des mécanismes de réponses immunitaires cutanées sont ainsi essentielles. Les cellules de Langerhans épidermiques et les cellules dendritiques dermiques jouent un rôle central dans l'immunité adaptative spécifique à un pathogène, et dans l'immunité innée, de par leur fonction de présentation des antigènes (APC), mais également d'activateur et de régulateur de l'action des autres cellules immunitaires. Durant ce travail de recherche, nous avons mis au point et testé plusieurs modèles d'étude des mécanismes de l'immunité cutanée. Un premier modèle de " souris humanisées " a été mis au point, à partir de souris immunodéprimées NSG HLA-A2 tg et de greffes de peau humaine. Une fois le modèle techniquement mis au point, nous avons vérifié de la conservation et de la fonctionnalité des APC. La faible conservation des APC au-delà de plusieurs semaines, nous a conduit à mettre au point un deuxième modèle de " souris humanisées " qui bénéficiaient d'injections intra-hépatiques de progéniteurs hématopoïétiques humains. La colonisation en APCs cutanées humaines n'étant pas suffisante, il a fallu injecter aux souris des APCs provenant du même sang que les progéniteurs hématopoïétiques afin d'obtenir une réponse immunitaire suffisante. La faible concentration en APC cutanées de ce modèle, la lourdeur et le coût de mise au point sont des limites non négligeables pour l'utilisation de ce support d'étude. Ces souris humanisées sont d’excellents modèles d’étude, mais ils présentent chacun leurs limites. Lorsque cela est possible il est ainsi plus simple d’utiliser des explants cutanés frais. Nous avons quantifié les APC cutanées en fonction du site d’origine (abdomen, seins…) et de l’âge du donneur de ces explants issus de chirurgie plastique. Sur les 21 explants testés, nous n’avons pas retrouvé de différence significative dans la concentration en APC quel que soit le site et l’âge du donneur. Ces 3 modèles offrent des possibilités d’étude des mécanismes de l’immunité cutanée, nous les utilisons actuellement au sein du laboratoire pour des tests vaccinaux, et pour l’étude du rôle de l’IL-32 produite par les kératinocytes impliqués dans l’activation des cellules de Langerhans. / The development of new vaccination strategies and the treatment of many dermatological pathologies are among the major challenges of the years to come. The study and understanding of the mechanisms of cutaneous immune responses are thus essential. Epidermal Langerhans cells and dermal dendritic cells play a central role in pathogen-specific adaptive immunity, and in innate immunity, by their antigen presenting function (APC), but also as an activator and regulator of the action of other immune cells.During this research, we developed and tested several models for the study of the mechanisms of cutaneous immunity. A first model of "humanized mice" was developed from immunosuppressed NSG HLA-A2 tg mice and human skin grafts. Once the model was technically developed, we verified the conservation and functionality of the APCs. The low PCA retention beyond several weeks, led us to develop a second model of "humanized mice" that benefited from intrahepatic injections of human hematopoietic progenitors. Since colonization in human skin APCs was not sufficient, it was necessary to inject the APCs from the same blood as the hematopoietic progenitors to obtain a sufficient immune response. The low concentration of skin APCs in this model, the cumbersomeness and the cost of development are not insignificant limits for the use of this study support.These humanized mice are excellent models of study, but they each have their limitations. Where possible, it is thus easier to use fresh skin explants. We quantified the cutaneous APCs according to the site of origin (abdomen, breasts ...) and the age of the donor of these explants resulting from plastic surgery. Of the 21 explants tested, there was no significant difference in APC concentration at any site and age of the donor.These three models offer possibilities for studying the mechanisms of skin immunity, we are currently using them in the laboratory for vaccine tests, and for studying the role of IL-32 produced by the keratinocytes involved in l activation of Langerhans cells.

La sélection des nouveaux porte-greffes du genre Prunus a pour principal objectif d’utiliser lavariabilité génétique existant au sein des différentes espèces de Prunus afin de créer un matérielvégétal innovant, performant au plan agronomique et résistant à différentes contraintes biotiques etabiotiques. L’exploitation de la variabilité génétique s'appuie sur le phénotypage des différentsindividus présents dans les collections de ressources génétiques pour les caractères recherchés. Celapermet de sélectionner des génotypes spécifiques pour améliorer un trait donné.Dans cette étude constituée de deux parties, nous avons exploré la diversité génétique au seindu genre Prunus pour ce qui concerne deux traits importants : l’aptitude au bouturage et les réponsesde certains porte-greffes à la contrainte hydrique.Dans la première partie l’aptitude au bouturage ligneux a été explorée dans une collectiongénétique de 222 génotypes. Les résultats obtenus montrent une variabilité considérable entre les sousgenresAmygdalus et Prunophora et également une variabilité interspécifique au sein de chaque sousgenre.La réussite au bouturage est nettement améliorée chez les hybrides interspécifiques dont un desparents appartient à l’espèce P cerasifera.Dans la deuxième partie nous avons étudié les réponses à la contrainte hydrique chez neufgénotypes couramment utilisés comme porte-greffes. Nous avons comparé trois régimes hydriquesdifférents : témoins, stressés et recouvrés. L’humidité du substrat est maintenue à la capacité au champtout au long de l’expérience pour les plants témoins, par contre l’arrosage a été arrêté pendant 14 jourspour les plants stressés, puis il a été repris pendant 10 jours pour les plants recouvrés. Durant cetteexpérience, nous avons effectué des mesures morphologiques et physiologiques sur la partie aérienneainsi que des excavations à la fin de chaque phase pour examiner les modifications au niveau dusystème racinaire. Sur la partie aérienne, la contrainte hydrique a provoqué une diminutionsignificative de la photosynthèse nette, de la transpiration totale, de la conductance stomatique, et del’expansion des feuilles.Le système racinaire a répondu à cette contrainte par plusieurs modifications. D’abord, le ratio racines/pousses a augmenté pour 4 génotypes (GF305, GF677, Montclar et Myrobolan1254). Ensuite, lesdifférents traits de l’architecture racinaire ont montré des modifications sous l’effet de la contraintehydrique : la longueur de la zone apicale non ramifiée (LZANR) qui traduit l’élongation racinaire,ainsi que les diamètres apicaux des racines ont diminué chez tous les génotypes. Par conséquent lesracines se sont affinées et ont réduit leur croissance en longueur. Produire des racines plus finesaugmente la surface de contact entre les racines et le sol et améliore la capacité d’absorption. Unediminution de la distance inter-ramification a été observée chez les plants stressés. Cette modificationpourrait s’expliquer par le fait que les plantes produisent plus de racines latérales en profondeur oùl’eau est souvent plus disponible. De plus, les racines latérales produites étaient également plus fines.Au plan qualitatif, les génotypes ont eu des réponses semblables, mais l’intensité de la réponse a variéselon les génotypes. / In breeding programs of Prunus rootstocks the aim is to use the existing genetic variabilitywithin Prunus species in order to create new rootstock genotypes with excellent agronomic traits, andimproved resistance to biotic and abiotic stresses.Exploitation of the genetic variability is based on the evaluation of phenotypic variation amongindividuals within genetic collections for desirable traits. This make possible to select specificgenotypes to improve a given trait.This study consists of two parts; we explored the genetic diversity within the genus Prunusregarding two important characteristics: rooting ability of hardwood cuttings and responses of somerootstocks to water stress.In the first part, rooting ability of hardwood cuttings was evaluated among 222 genotypespreserved in genetic collection. The results show considerable variability among the sub genusAmygdalus, Prunophora, and also an interspecific variability within each of them. Rooting ability byhardwood cutting was significantly improved in interspecific hybrids if one parent belongs to Pcerasifera species.In the second part of this study we studied the responses of nine genotypes, commonly usedrootstocks, to water stress. We applied three treatments: control, water stress and recovering.Soil moisture was maintained at field capacity through all stages of the experiment for the controlplants. On the contrary we stopped watering during 14 days for the stressed plants, and then we rewateredthe recovered plants for 10 days.During this experience, we performed morphological and physiological measurements on the aboveground parts of plants and we excavated plants at the end of each phase to observe root systemmodifications.Aboveground parts of plant responded to water stress by a significant decrease in net photosynthesis,total transpiration, stomatal conductance and leaf expansion.Root system responded to water stress by several modifications:Four genotypes (GF305, Montclar, GF677 and Myrobolan) showed a significant increase in root toshoot ratio under drought conditions. We also detected morphological modifications on the differenttraits of root architecture in response to water stress.The length of the apical unbranched zone LAUZ and the apical diameter were decreased forall genotypes, consequently, roots became finer and reduced their rate of elongation. Fine rootsenhance the surface of contact between roots and soil which in turn improve the acquisition of waterunder drought condition.The inter-branch distance also responded, and it tended to decrease under the water stress treatment.The decrease in inter-branch distance can be explained by a production of more lateral roots in deeplayers, where water was more available, moreover these new laterals roots were also finer.Qualitatively, a common response to water stress was observed on the different traits of the rootsystem architecture, but we showed a genotypic effect determining the level of the response.

La greffe cardiaque est le traitement ultime de l’insuffisance cardiaque. Le rejet aigu pose plusieurs problématiques, en particulier sa survenue imprévisible même sous traitement immunosuppresseur, et un diagnostic histologique qui nécessite des biopsies endomyocardiques (BEM) invasives répétées, et qui souffre de nombreuses limites. Le besoin de critères diagnostiques et prédictifs, idéalement non invasifs, nous a conduits à étudier le rejet aigu de greffe cardiaque sur le plan moléculaire. Nous avons caractérisé les profils d’expression génique (PEG) myocardiques et sanguins lors de différentes phases du rejet cellulaire (RC) et du rejet médié par les anticorps (RMA), par analyse sans a priori des transcriptomes sur puce à ADN. Par une première étude des PEG myocardiques menée sur une collection historique de BEM, nous avons montré la modification des PEG tissulaires lors du RC. Pour le même grade histologique, deux profils de RC aux degrés d’activation immunitaire différents ont été identifiés. De plus, les PEG myocardiques étaient modifiés dès un mois avant la survenue d’un RC, quand l’analyse histologique ne montrait encore aucune anomalie. Par une seconde étude conduite sur une collection prospective de BEM et échantillons sanguins, nous avons confirmé les résultats de la première étude, et de plus montré l’existence de modulations des PEG également dans le sang périphérique, aussi bien pendant un épisode de RC qu’un mois avant. Enfin pour la première fois la modulation tissulaire et périphérique des PEG a été montrée dans le RMA en transplantation cardiaque. L’existence de voies modulées dans les deux types de rejet devrait conduire à la recherche de biomarqueurs. / Heart transplantation is the last treatment in case of terminal heart failure. Acute rejection after heart transplantation raises several issues due to its occurrence despite immunosuppressive therapies and the requirement of invasive and repeated endomyocardial biopsies (EMB) that have several histological grading limitations. The need of non-invasive diagnostic and predictive criteria led us to study the acute rejection of cardiac allograft using a molecular approach. We characterized myocardial and peripheral blood gene expression profiles (GEP) during acute cellular rejection (CR) and antibody-mediated rejection (AMR) by mean of microarray analyses. By a retrospective study conducted on a historical EMB collection, we first showed a strong immunologic modulation during CR. For the same CR histological grading, two transcriptional profiles were identified according to the inflammation level. Moreover, myocardial GEP modifications were observed one month before the occurrence of CR, while histological characteristics showed no abnormality. A second study conducted on a prospective collection of both EMB and peripheral blood samples confirmed the results obtained on EMB and showed peripheral blood GEP modulations during both CR and even one month earlier. Finally, we have also shown for the first time in heart transplantation, myocardial and peripheral GEP modulations in AMR. Identification of modulated pathways in both types of rejection should allow for the determination of rejection biomarkers.

Le sujet de l’adaptation aux changements climatiques est devenu l’un des sujets contemporains les plus importants dans la vigne. Une grande focalisation a été mise sur la compréhension des effets du porte-greffe sur la croissance du scion, l’absorption des nutriments, et la tolérance au stress, dans l’objectif final de développer de nouveaux porte-greffes qui facilitent l’adaptation au changement climatique. L’objectif de cette thèse est d’examiner comment les différences dans la résistance à la sécheresse entre les génotypes peut résulter en de grandes différences dans leur capacité à maintenir leur croissance racinaire en situation de stress. Une meilleure compréhension sur la manière dont la structure, la croissance racinaire et l’absorption d’eau répondent au stress nous permettra de mieux comprendre quels sont les aspects de la physiologie racinaire qui contribuent à la tolérance face à la sécheresse. Des recherches précédentes qui s’étaient focalisées sur l’absorption d’eau racinaire chez la vigne ont suggéré que l’absorption d’eau racinaire pouvait être fortement liée à la vitesse de croissance racinaire instantanée (voir Gambetta et al. 2013). Cette observation implique que des différences entre les génotypes dans la résistance face à la sécheresse pourrait largement résulter de leur capacité à maintenir la croissance racinaire en conditions de stress. Deux porte-greffes de vigne avec des capacités contrastées en matière de résistance à la sécheresse, le Riparia Gloire de Montpellier (RGM) et le 110 Richter (110R) ont été sélectionnés pour étudier dans cette thèse. RGM est considéré comme sensible à la sécheresse, tandis que 110R est fortement résistant à la sécheresse (Carbonneau 1985). La thèse a examiné la relation entre la croissance racinaire et la capacité de résistance à la sécheresse en évaluant la vitesse de croissance racinaire, la conductivité hydraulique à travers deux variétés de porte-greffe en conditions de déficit en eau. Le niveau de l’expression des gènes d’aquaporines (via la qPCR et l’ARNseq) et leur contribution à la conductivité hydraulique racinaire ont été analysés dans les radicelles afin d’obtenir une meilleure compréhension sur les mécanismes impliqués dans la régulation de l’absorption de l’eau racinaire et la conductivité hydraulique au cours du développement et en réponse à un manque d’eau.Le traitement de stress d’eau prolongé a diminué le potentiel hydraulique de la plante. La croissance racinaire individuelle est très hétérogène : bien que le traitement de sécheresse réduise l’élongation racinaire en moyenne, la vitesse de croissance racinaire varie tout de même énormément. Un haut niveau de stress hydrique a réduit significativement la vitesse de croissance racinaire moyenne à la fois pour RGM et 110R. Globalement, la vitesse de croissance racinaire moyenne a montré une tendance réduite au cours du développement de la plante. La température du sol est aussi un facteur qui affecte la croissance racinaire. Pour RGM et 110R, en conditionsIIde bon arrosage et de stress hydrique, la vitesse de croissance quotidienne moyenne a été positivement corrélée avec la température du sol quotidienne moyenne. En conditions de bon arrosage, des vitesses de croissance racinaires plus importantes ont été constamment observées chez 110R par rapport à RGM, ce qui pourrait être une explication possible de sa meilleure résistance à la sécheresse par rapport à 110R. [...] / The subject of adaptation to climate change has become one of the most important contemporary topics in grapevine. Much focus has been placed on the understanding of rootstocks effects on scion growth, nutrient uptake, and tolerance to stress, with the ultimate goal of developing novel rootstocks that facilitate adaptation to a changing climate. The purpose of this thesis is to examine how differences in drought resistance between genotypes could result largely from differences in their ability to maintain root growth under stress. A better understanding of how root structure, growth, and water uptake respond to stress will allow us to better understand what aspects of root physiology contribute to drought tolerance. Previous research focused on root water uptake in grapevine suggested that root water uptake could be tightly coupled to a root’s instantaneous rate of growth (see Gambetta et al. 2013). This observation implies that differences in drought resistance between genotypes could result largely from their ability to maintain root growth under stress. Two grapevine rootstocks with contrasting drought resistance capacity, Riparia Gloire de Montpellier (RGM) and 110 Richter (110R), were selected to study in this thesis. RGM is considered as sensitive to drought, while 110R is highly resistant to drought (Carbonneau 1985). The thesis examined the relationship between root growth and drought resistant capacity by assessing root growth rate, hydraulic conductivity across two rootstock varieties subjected to water deficit. The role of aquaporin gene expression (via qPCR and RNAseq) and their contribution to root hydraulic conductivity were analyzed in fine roots in order to obtain a better understanding on the mechanisms involved in the regulation of root water uptake and hydraulic conductivity across development and in response to water deficit.Prolonged water stress treatment decreased plant water potential. Individual root growth is very heterogeneous, although drought treatment reduces root elongation on average, individual root growth rate still varies enormously. High level of water stress significantly reduced average root growth rate for both RGM and 110R. Globally, average root growth rate showed a decreased trend over plant development. Soil temperature is also a factor that affects root growth. For both RGM and 110R, under both well-watered and water-stressed conditions, average daily root growth rate was positively correlated with average daily soil temperature. Under well-watered conditions, higher root growth rates were constantly observed in 110R compared to RGM, which could be one possible explanation for the higher capacity in drought resistance of 110R.Root hydraulic conductivity (Lpr) was influenced by both water stress treatment and plant developmental stage. Generally, for both RGM and 110R, Lpr was significantly reduced under water stress in early stage. In mid and late stages, no significant differences in Lpr were observedIVbetween well-watered and water-stressed plants. Changes in individual root Lpr in response to pre-dawn leaf water potential (ᴪpredawn) were investigated as well. Lpr showed a fast drop in the beginning of water stress treatment when ᴪpredawn was higher than -0.5 MPa. However, with ᴪpredawn getting more negative, e.g. from -0.4 MPa to -2.0 MPa, the range of Lpr values measured in our study maintained constant. Lpr of well-watered plants decreased as well even though their ᴪpredawn was maintained at a high level (< 0.1 MPa) during the period of the experiment. [...]

Les nouveaux immunosuppresseurs utilisés en transplantation rénale depuis le début des années 2000 :mycophenolate mofetil (MMF), tacrolimus, Neoral (nouvelle formulation de la cyclosporine-Sandimmun) et les inhibiteurs du mTOR ont amélioré le contrôle du risque de rejet, ainsi que la survie du greffon. Ces progrès sont contrebalancés par un risque accru d’infections. Nous avons évalué l'impact des nouveaux immunosuppresseurs sur les défenses humorales anti-infectieuses en 2 parties. Pour la première partie, nous avons étudié les réponses humorales primaires contre des antigènes protéiques. La 1ère étude montre que les réponses après l’administration d’un anticorps monoclonal anti-CD3 (OKT3) en induction sont profondément et additionnellement inhibées par le MMF comparé à l'AZA, et par le Neoral comparé au Sandimmun, ce qui empêche la neutralisation de ce puissant immunosuppresseur. La 2ème étude analyse les réponses au vaccin adjuvanté contre l’influenza H1N1 pandémique de 2009. Seuls 44% des transplantés rénaux ont développé une séroconversion, contre 57% de patients hémodialysés et 90% de contrôles sains. Nous observons aussi que le MMF limite l’augmentation des titres d’anticorps après vaccination par rapport à l’AZA. <p>Pour la seconde partie, nous observons l’évolution de composants de l’immunité humorale et innée au cours de la 1ère année de greffe. La 3ème étude montre que l’incidence de l’hypogammaglobulinémie atteint 45% à 3 mois de greffe, et est encore de 30% à 1 an. Les taux de MBP diminuent progressivement ce qui augmente le risque de sepsis et d’infection virale (CMV), tandis que l’hypogammaglobulinémie combinée :IgG + [IgA ou IgM] est corrélée avec une incidence élevée d’infections précoces (86%, RR :2, P=0.048), surtout d’origine respiratoire. La 4ème étude, indique que les immunosuppresseurs diminuent intensément les titres en Ac spécifiques induits avant la greffe :les Ac anti-pneumococciques, de nature polysaccharidique (Ac T-indépendants) et surtout les Ac anti-Anatoxine tétanique, de nature protéique (Ac T-dépendants). L’ensemble de notre observation conclut que les immunosuppresseurs actuels, et plus particulièrement le Mycophenolate diminuent fortement la production et le maintien des immunoglobulines, et ont un impact infectieux important. Il en découle que les stratégies de vaccination recommandées méritent d'être appliquées et que la vigilance à l'égard des pathogènes doit être implémentée. <p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished