Die Maligne Hyperthermie ist eine latente metabolische Myopathie, die durch Exposition mit volatilen Anästhetika oder depolarisierenden Muskelrelaxantien in disponierten Individuen zu einem potentiell lebensbedrohlichen hypermetabolen Syndrom der Skelettmuskulatur führen kann. Dieser Zustand basiert auf einer unkontrollierten sarkoplasmatischen Kalziumfreisetzung über funktionell veränderte Ryanodinrezeptoren. Die klinische Symptomatik umfasst einen Anstieg des Kohlendioxidpartialdrucks und der Körperkerntemperatur sowie eine Tachykardie, Laktatazidose und Muskelspasmen. Zur Diagnostik einer MH-Veranlagung stellt der In-Vitro-Kontrakturtest bis heute das einzige verlässliche diagnostische Verfahren dar. Der in dieser Studie untersuchte metabolische Test bietet aufgrund seiner minimalen Invasivität und seinem geringeren zeitlichen bzw. kostenintensiven Aufwand relevante Vorteile gegenüber dem In-Vitro-Kontrakturtest. In dieser Studie wurde untersucht, ob unter Einsatz der MAB 7 Mikrodialysesonden mit integriertem Zuspritzkatheter der intramuskuläre Laktatspiegel durch lokale Applikation von Halothan 4 Vol% und Koffein 80 mM gesteigert werden kann und somit eine Differenzierung zwischen MHS- und MHN-Individuen möglich ist. Mit Genehmigung der örtlichen Ethikkommission wurden bei 7 MHS-, 9 MHN-, 7 MHN-Neuro- und 7 Kontrollprobanden je vier Mikrodialysesonden im Musculus vastus lateralis platziert. Nach 20-minütiger Äquilibrierungszeit wurden über je 2 Sonden 200 µl Koffein 80 mM bzw. 200 µl Halothan gelöst in Sojabohnenöl mit einer Flussgeschwindigkeit von 70 µl/min injiziert und die Laktatkonzentration im Dialysat spektrophotometrisch gemessen. Sowohl nach Stimulation mit Halothan 4 Vol% als auch Koffein 80 mM kam es in der MHS-Gruppe zu einem signifikanten Anstieg der Laktatkonzentrationen im Vergleich zu allen drei anderen Probandengruppen. Ebenso waren die erreichten Maximalwerte der MHS-Probanden signifikant höher verglichen mit denen der MHN-, MHN-Neuro- und Kontrollgruppen. Als Zeichen der stärker abgelaufenen Stoffwechselreaktion waren die Kreatinkinase und die VAS-Werte nach Triggerapplikation in der MHS-Gruppe signifikant erhöht. Systemische hämodynamische und metabolische Parameter blieben bei allen vier Probandengruppen im Normbereich. Wie schon in vorangegangenen Untersuchungen gezeigt, belegt diese Studie, dass die intramuskuläre Stimulation mit MH-Triggersubstanzen zu einer Aktivierung der lokalen Stoffwechselvorgänge führt mit einem signifikanten Laktatanstieg in MH-disponierten Individuen. Die gewählten Triggerkonzentrationen von Halothan 4 Vol% und Koffein 80 mM ermöglichten eine Unterscheidung zwischen MHS- und MHN-Probanden. Es kam jedoch bei drei nicht MH-veranlagten Probanden zu einem falsch-positiven Ergebnis. Die erstmalig eingesetzten MAB 7 Mikrodialysesonden mit integriertem Zuspritzkatheter zeigten konstante relative Recovery-Werte unter den jeweiligen Flussgeschwindigkeiten. Die Einführung dieser Sonden stellt einen weiteren Schritt zur Vereinfachung und Standardisierung des Verfahrens dar. Durch weitere methodische Untersuchungen mit variierenden Parametern wie Trigger-konzentration, Menge und Applikationsintervall scheint es möglich, noch eindeutigere Grenzen zur sicheren Unterscheidung zwischen MHS und MHN ziehen zu können. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass die Entwicklung des minimal-invasiven Testverfahrens eine für die Zukunft vielversprechende klinische Grundlage zur Diagnostik einer MH-Veranlagung darstellt. / Malignant hyperthermia (MH) is a potentially lethal hypermetabolic syndrome which develops in predisposed individuals after exposure to trigger substances: depolarizing neuromuscular blocking agents and volatile anesthetics. In skeletal muscles of MH susceptible (MHS) individuals, a mutated ryanodine receptor leads to an intracellular Ca2+ release. This alters mitochondrial energy turnover resulting in a significant increase in oxygen consumption and an overwhelming production of carbon dioxide and heat. The breakdown of the cellular homeostasis leads to lactic acidosis and rhabdomyolyis. At the moment, the standard testing to diagnose a MH susceptibility is the in-vitro contracture test (IVCT), which requires an invasive open muscle biopsy. We hypothesized that intramuscular injection of halothane 4 vol% and caffeine 80 mM using standardised microdialyse probes MAB 7 would increase local lactate concentrations in individuals susceptible to MH (MHS) but not in those who are not susceptible (MHN) or healthy control individuals. Furthermore we examined how MHN individuals (MHN-Neuro) with elevated creatine kinase (CK) levels behave in the minimally invasive, metabolic test. Custom made microdialysis probes (MAB7, Microbiotec, Stockholm, Sweden) including an attached microtubing that ended in the middle of the microdialysis membrane were inserted in the lateral vastus muscle in 7 MHS, 9MHN, 7MHN-Neuro and 7 control individuals. After equilibration, 200 µl halothane 4 vol% and 200 µl caffeine 80 mM were injected to the tip of each probe with an injection rate of 70µl/min and the lactate concentrations of the dialysate samples were measured spectrophotometrically. Moreover microdialysis was performed to verify the relative recovery of the MAB 7 microdialysis probes. Lactate and CK increased significantly in MHS probands compared to MHN, MHN-Neuro and control individuals after injection of caffeine 80mM and halothane 4 vol%. 3 MHN-Neuro probands showed a relevant increase of lactate after injection of halothane 4 vol% comparable to the reaction of MHS patients. Stable relative recovery was observed. The results demonstrate that a differentiation between MHS and MHN individuals using the standardised microdialyse probe MAB 7 is possible. It is a further step to standardisation and simplification of the metabolic test. Concerning the MHN-Neuro probands, the muscle metabolism is more sensitive compared to MHN individuals without elevated CK levels. It supports various guidelines to abstain from classic MH trigger substances succinylcholin and volatile anesthetics in patients with known or suspected myopathies.

Der Schimmelpilz Aspergillus (A.) fumigatus stellt den häufigsten Erreger der invasiven Aspergillose (IA) dar, die vor allem bei immunsupprimierten Patienten auftritt. Unter den unspezifischen klinischen Symptomen dieser Erkrankung ist Fieber das häufigste. Dennoch wurden physiologische Aspekte wie eine erhöhte Körpertemperatur in Arbei-ten zur Interaktion menschlicher Immunzellen mit A. fumigatus bisher nicht berück-sichtigt. Zahlreiche Studien konnten den Einfluss einer erhöhten Temperatur auf den Verlauf von Infektionserkrankungen in vivo sowie auf die Funktionen verschiedener Immunzellen – einschließlich dendritischer Zellen (DCs) – in vitro zeigen. DCs spielen eine wichtige Rolle in der Immunabwehr gegenüber A. fumigatus, ihre besondere Be-deutung liegt in der Verknüpfung der angeborenen mit der erworben Immunantwort. Ziel dieser Arbeit war die in vitro Analyse des Einflusses einer erhöhten Temperatur auf die Immunantwort humaner DCs gegenüber A. fumigatus. Dazu wurden DCs mit A. fumigatus oder Zymosan, einem ß-1,3-Glucan, bei Normo- (37 °C) und Hyperthermie (40 °C) für bis zu 24 h inkubiert und spezifische DC-Funktionen charakterisiert. Hierbei tolerierten DCs die Inkubation und Stimulation unter Hyperthermie ohne signifikanten Viabilitätsverlust. Die Zytokinexpression und -sekretion durch A. fumigatus-Stimulation wurde durch Hyperthermie nicht signifikant verändert. Die Fähigkeit zur Aufnahme von A. fumigatus-Konidien wurde durch eine kurzzeitige (1 h) Hyperthermie nicht beein-flusst, längerfristige (24 h) Hyperthermie reduzierte diese Fähigkeit jedoch signifikant. Ebenso bestand unter Hyperthermie eine verstärkte Expression von CD86 und HLA-DR auf unstimulierten DCs sowie von CD80, CD86 und HLA-DR auf stimulierten DCs. Die reduzierte Aufnahmekapazität für A. fumigatus-Konidien und die verstärkte Expression der kostimulatorischen Moleküle unter Hyperthermie zeigten, dass Hyper-thermie in vitro einen reiferen Phänotyp unstimulierter DCs bewirkt sowie die DC-Reifung durch A. fumigatus-Stimulation verstärken kann. Diese reiferen DCs könnten zu einer verbesserten T-Zell-Aktivierung und Abwehr von A. fumigatus und zu einem verbesserten Outcome der IA beitragen. Außerdem könnte Hyperthermie als Adjuvans zur in vitro Generierung A. fumigatus-spezifischer DCs eingesetzt werden. / In immunocompromised patients, invasive aspergillosis (IA) is the most frequent disease caused by the pathogenic mould Aspergillus (A.) fumigatus. Fever is one of the most common yet nonspecific clinical symptoms of IA. However, physiological aspects such as febrile body temperature have never been taken into account in studies investigating the interaction between human immune cells and A. fumigatus in vitro. It has been shown that elevated body temperatures can influence the course and out-come of infectious diseases in vivo as well as the functions of different immune cells in vitro, including dendritic cells (DCs). DCs play an important role in the immune response to A. fumigatus, as they act as a bridge between the innate and adaptive immune system. In order to determine the influence of elevated body temperature during IA, I investigated the effect of hyperthermia on human DCs confronted with A. fumigatus in vitro. DCs were stimulated with germ tubes of A. fumigatus or the fungal cell wall component zymosan, a ß-1,3-glucan, at 37 °C or 40 °C for up to 24 h, followed by characterization of specific DC functions. My results demonstrate that DC viability was maintained under hyperthermia. Expression and secretion of cytokines by DCs following A. fumigatus-stimulation were not influenced by hyperthermia. Short-time hyperthermia did not affect antigen uptake, however, long-time hyperthermia reduced uptake of A. fumigatus-conidia by DCs significantly. Hyperthermia enhanced CD86 and HLA-DR expression on unstimulated DCs as well as CD80, CD86 and HLA-DR expression on A. fumigatus-stimulated DCs. As the expression of costimulatory molecules on DCs was enhanced and uptake of A. fumigatus-conidia by DCs was reduced at 40°C, hyperthermia might cause a more mature phenotype in unstimulated DCs and enhance DC-maturation caused by A. fumi-gatus-stimulation. This could contribute to an increased T-cell-activation and to an improved A. fumigatus-defense and might influence the course and outcome of IA. Moreover, hyperthermia might even be a useful adjuvant in the in vitro generation of A. fumigatus-specific DCs for immunotherapy.

Les nanoparticules magnétiques peuvent être utilisées pour détruire des cellules cancéreuses. La connaissance des propriétés rhéologiques de ces cellules permet de modéliser le mouvement des particules sur la surface des membranes et de mieux comprendre les mécanismes en jeu. Une première approche fut d'utiliser des microsondes magnétiques pour déterminer les propriétés viscoélastiques du milieu cellulaire. Puis une technique plus directe à l'aide d'un AFM a été utilisée. Nous avons à cet effet développé une méthode générale d'analyse du mouvement de la pointe AFM pour les étapes d'indentation et de relaxation, ce qui permet une détermination plus précise des paramètres rhéologiques de cellules et en particulier de la lignée Hep-G2. La modélisation du comportement viscoélastique des cellules a ensuite permis de calculer l'indentation de ces cellules par des particules magnétiques soumise à un gradient de champ magnétique. Des nanoparticules de fer en forme de fuseau, recouvertes d'or, ainsi que des nanofibres de cobalt ont été synthétisées au laboratoire. Nous avons montré que l'application d'un champ magnétique de basse fréquence (quelques Hz) sur ces nanoparticules de fer pouvait "in vitro" détruire des cellules cancéreuses mais que, par contre, un champ constant n'avait pratiquement aucun effet. En s'appuyant sur la modélisation de l'indentation, on montre que seule la formation de clusters de particules peut expliquer ces résultats. A coté de la magnétolyse par voie mécanique, nous avons montré qu'il était aussi possible d'utiliser l'importante hystérésis magnétique des nanoparticules de cobalt pour le traitement par hyperthermie de cellules cancéreuses à des fréquences aussi basses que 10 kHz.

La résistance pléïotropique aux médicaments est l'un des obstacles majeurs limitant l'utilisation de la chimiothérapie comme possibilité thérapeutique anticancéreuse. Bien que non totalement élucidé, ce phénomène de résistance observé a été associé à la surexpression d'une protéine de 170kDa, appartenant à la classe des protéines de transport ABC, ATP dépendante. Il a été démontré que les cellules surexprimant la MDR développent également un phénomène de résistance à l'induction de l'apoptose rendant ainsi les essais de sensibilisation des cellules résistantes aux médicaments et les recherches menées pour cette fin très avantageux et louables pour la thérapie anti-cancer. Dans la présente étude nous avons investigué la possibilité de l'induction de l'apoptose chez des cellules de l'ovaire de hamster chinois surexprimants la protéine MDR (CHO MDR CHRC5) et des cellules parentales ne développant pas la résistance pléïotropique aux médicaments (CHO AuxB1) par le choc thermique. Pour mieux comprendre ce phénomène de résistance, nous nous sommes intéressé en particulier, à la voie du récepteur de mort Fas et à la voie intrinsèque médiée par la mitochondrie. Nos résultats montrent que le choc thermique (40-43°C) active les caspases initiatrices 9 et 8 ainsi que les caspases effectrices 3, et 7. Contrairement aux cellules AuxB1, les cellules CHRC5 exhibent une résistance à l'induction de la voie du récepteur de mort Fas par le choc thermique. La voie intrinsèque, quant à elle, est induite pareillement chez les deux lignées cellulaires. De plus, la translocation de Bax et du Bid tronqué (tBid) à la mitochondrie était responsable de la perméabilisation de la membrane mitochondriale et par conséquent la libération du cytochrome c et l'activation des caspases 9 et 3 chez les deux lignées cellulaires. Le clivage des substrats de la caspase 3 (ICAD et PARP) était similaire chez les deux modèles cellulaires, suggérant que les cellules MDR CHRC5 sont non résistantes au choc thermique. Toutefois, cette étude est la première à investiguer les mécanismes moléculaires de l'apoptose induite par le choc thermique chez des cellules surexprimants la protéine MDR et à conjecturer le rôle de l'hyperthermie dans la lutte contre la résistance pléïotropique aux médicaments en médicine clinique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hyperthermie, Résistance pléiotropique, P-glycoproteine, Apoptose, Cellules.

Il est généralement admis que l'expertise scientifique et technique des laboratoires de recherche ainsi que l'expertise médicale des services cliniques contribuent toutes à mieux connaître et à améliorer la santé de l'homme en favorisant les interfaces entre recherche fondamentale et recherche médicale cognitive et clinique. Ce présent projet vient soutenir cette contribution en soutenant l'intégration de l'hyperthermie comme possibilité thérapeutique dans la lutte contre le cancer au sein des établissements de santé canadiens. Ce travail de recherche comprend deux volets. En premier lieu, nous nous sommes intéressés à la toxicité du choc thermique et à sa capacité d'induire différentes voies de signalisation de l'apoptose. En second lieu, nous avons évalué l'effet protecteur de la thermotolérance induite à des températures douces contre la toxicité d'un choc thermique subséquent létal. Plus précisément, nous avons étudié les mécanismes moléculaires d'induction de la voie des récepteurs de mort Fas par le choc thermique (1), ainsi que la tendance du choc thermique à activer les voies de signalisation cellulaire impliquant les protéines MAP kinases et la protéine p53(2) et à générer un stress du réticulum endoplasmique (3). Dans les trois chapitres de l'étude, nous avons également investigué le rôle de la thermotolérance et des protéines de choc thermique dans la protection des cellules contre l'induction de l'apoptose par l'hyperthermie létale. L'exposition des cellules à des températures élevées létales (42-45°C) a conduit les cellules vers une mort majoritairement apoptotique. Les trois voies de l'apoptose (voie mitochondriale, voie du récepteur de mort Fas et voie du RE) ont été induites. Cependant, l'inhibition spécifique de la voie du récepteur de mort Fas nous a permis de conclure que cette dernière était responsable de l'induction de la voie intrinsèque de l'apoptose médiée par la mitochondrie. Pour sa part, la voie du réticulum endoplasmique (RE) est induite suite à un stress prolongé du RE. Il s'est avéré aussi que l'induction de cette voie n'est pas indispensable pour l'induction de l'apoptose par choc thermique létal. Durant ces cascades signalétiques, les MAP kinases, en particulier les protéines JNK et p38, jouent un rôle crucial dans la phosphorylation et l'activation de divers facteurs pro-apoptotiques tels que Bax, Puma, Noxa et p53. Ceci a conduit à l'arrêt du cycle cellulaire en phase G0/S, et à la translocation de Bax à la mitochondrie et la dégradation de Bcl-2. D'autre part, suite à l'induction de la thermotolérance à la température de la fièvre (40°), nous étions capables de protéger les cellules contre la cytotoxicité d'un choc thermique létal subséquent. Malgré qu'aucunes évidences n'aient été établi, cet effet protecteur de la thermotolérance semble être en parfaite corrélation avec l'augmentation du niveau d'expression des HSPs. L'utilisation conjointe de l'hyperthermie létale et non létale (la thermotolérance) pourrait constituer une possibilité à envisager lors du traitement du cancer par les méthodes classiques. La pertinence et l'originalité de ce projet réside dans le fait que cette alternative est avant tout naturelle et biologique, peu coûteuse, et exemptée de la plupart des effets secondaires observés lors de l'utilisation des méthodes classiques de traitement, qui sont généralement toxiques et couteuses. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hyperthermie, HSPs, Thermotolérance, Apoptose, Nécrose, Caspases, Calcium, ROS, Bcl-2, Fas, Mitochondrie, Réticulum Endoplasmique, p53, MAP kinases, Calpaïnes

Le coup de chaleur est une pathologie grave sans thérapeutique spécifique. Les animaux en coup de chaleur souffrent d'une inflammation accompagnée d'un déséquilibre métabolique en dépit de l'induction de « heat shock proteins » (Hsp70) et de la sécrétion de glucocorticoïdes. Le rôle relatif des ARNm Hsp70 et des glucocorticoïdes dans la tolérance à la chaleur est analysé. Les animaux vigiles intolérants à la chaleur présentent : une hyperthermie et une déshydratation sévères, un déséquilibre métabolique, une moindre sécrétion de glucocorticoïdes, des signes d'hyperactivation et d'agression cellulaires ainsi qu'une activation des processus inflammatoires. L'expression des ARNm Hsp70 est dépendante de l'intensité de l'agression et apparaît comme un mécanisme suiveur. Les glucocorticoïdes sont impliqués dans la tolérance en réduisant le développement des processus inflammatoires locaux et en favorisant l'expression des ARNm du facteur inhibiteur κBα (IκBα).

Magnetic fluid hyperthermia is a potential therapy for achieving interstitial hyperthermia and is currently under clinical trials. This approach is based on the instillation of magnetic nanoparticles at the tumour site, which dissipate heat when exposed to an alternating magnetic field. This procedure leads to a local increase of temperature and induction of tumour death or regression. Nanoparticles of metallic iron are potential heating agents for this therapy, but rely on the presence of a protecting coat that avoids reactions with their environment. In this work, iron nanospheres and iron nanowires with a graphite coat are explored for this purpose. From these two nanostructures, the nanospheres are shown to have a greater potential in terms of heat dissipation. The graphite shell is further investigated as an interface for conjugation with other molecules of relevance such as drugs and fluorescent probes. The effect of acidic treatments on the magnetic and surface properties of the nanospheres is systematically studied and a suitable method to generate carboxylic functionalities on the nanoparticle surface alongside with a good preservation of the magnetic properties is developed. These carboxylic groups are shown to work as a bridge for conjugation with a model molecule, methylamine, as well as with a fluorescent dye, allowing the detection of the nanoparticles in cells by means of optical methods. The carboxylic functionalities are further explored for the conjugation with the anti-cancer drug cisplatin, where the amount of drug loaded per particle is found to be dependent on the density of free carboxylic groups. The release of the drug in physiological salt solutions is time and temperature dependent, making them particularly interesting for multi-modal anti-cancer therapies, where concomitant hyperthermia and chemotherapy could be achieved. Their potential for such therapies is shown in vitro by inducing hyperthermia in cell suspensions containing these nanoparticles. These results are finally translated to a three dimensional cell culture model where the in vitro growth of tumour spheroids is inhibited. The developed nanostructures have a great potential for therapeutic approaches based on the synergistic effects of hyperthermia and chemotherapy.

Cette thèse présente la conception de nano-objets magnétiques dendronisés permettant à la fois le diagnostic par imagerie par IRM et la thérapie par hyperthermie magnétique (HM). La validation in vitro et in vivo des propriétés de ces nano-objets et la démonstration de leur efficacité pour le ciblage spécifique de tumeurs sont rapportées. Un état de l’art sur la synthèse des NPs d’oxydes métalliques, leur fonctionnalisation ainsi que leurs propriétés en IRM et en HM est présenté. L’influence de la méthode de fonctionnalisation de NPs d’oxyde de fer puis l’influence de l’architecture de la molécule greffée sur la stabilité colloïdale et la relaxivité ont été étudiées. Des NPs de différentes tailles, morphologies et composition ont ensuite été synthétisées et fonctionnalisées par une molécule dendron et leurs les propriétés en IRM et en HM ont été étudiées. Le ciblage spécifique de la mélanine au sein de mélanome a été montré. / This thesis presents the design of dendronized magnetic nano- objects for both diagnostic imaging by MRI and magnetic hyperthermia therapy (HM). In vitro and in vivo validation of these nano-objects properties and the demonstrattion of their effectiveness for specific targeting of tumors are reported. A state of the art on the synthesis of metal oxide NPs, their functionalization and their properties in MRI and HM is presented. The influence of the NPs iron oxide functionalization method and the influence of the molecule architecture on the colloidal stability and relaxivity were studied. NPs of different sizes, morphologies and composition were then synthesized and functionalized with a dendron molecule and the MRI and HM properties were investigated. The specific targeting of melanin in melanoma was demonstrated.

L'hyperthermie magnétique est une technique de traitement de cancers en plein essor. Cette conversion d'une énergie électromagnétique en énergie thermique par des nanoparticules soumises à une excitation magnétique oscillant à haute fréquence est étudiée depuis près de deux décennies mais elle est encore mal décrite pour des systèmes complexes.Le travail présenté ici s'attache à compléter la connaissance de ce phénomène en reliant l'état de dispersion de nanoparticules à leurs propriétés d'hyperthermie.Tout d'abord sont présentés la caractérisation et le contrôle de dispersions dans des milieux complexes tels qu'un liquide ionique ou une matrice polymère.En effet, l'obtention d'une dispersion colloïdalement stable dans un liquide ionique soulève de nombreux défis. Une étude approfondie du rôle de la charge de surface des particules, contrôlée à l'aide du pH dans un liquide ionique protique, a permis de mieux comprendre le rôle du solvant et la nature des interactions dans ce type de milieu.En outre, disperser finement des nanoparticules hydrophiles dans une matrice hydrophobe telle qu'une matrice siliconée est également une tâche délicate et une méthode nouvelle d'évaporation d'émulsion ferrofluide-dans-matrice polymère est présentée ici, ainsi que l'étude des dispersions ainsi obtenues.Enfin est exposée une étude du pouvoir chauffant de nanoparticules dans des états de dispersion variés, faisant notamment intervenir une méthode de mesure développée dans le cadre de cette thèse. Ces résultats soulignent l'influence de l'agrégation des particules qui provoque une baisse significative de leur échauffement ainsi que le rôle clef de la compacité des agrégats formés. / Magnetic hyperthermia is a promising therapeutic technique against cancer. It consists in turning electromagnetic energy into heat thanks to nanoparticles that are excited by a radiofrequency oscillating magnetic field. Although this phenomenon has been studied for more than two decades, it remains poorly described. This work aims at filling the gap of knowledge about magnetic hyperthermia through the study of the correlations between the dispersion state and the heating efficiency of the particles. The characterisation and the control of dispersions in complex media such as ionic liquids or a polymer matrix is dealt with in the first part. Obtaining a colloidally stable dispersion in an ionic liquid proves indeed a challenging task. The particles surface charge can be controlled in a protic ionic liquid by tuning the pH. A thorough study of the influence of this parameter allowed a better insight into the role of the solvent and the nature of the interactions. Furthermore, the formation of a fine dispersion of hydrophilic nanoparticles in a hydrophobic silicon matrix is also a ticklish task. A new method is presented here, that consists in the evaporation of a ferrofluid-in-polymer matrix emulsion. The dispersion state of the resulting materials is then characterised.The heating efficiency of particles showing different dispersion states is studied in the last part. It includes results obtained with a new measurement method developed in the scope of this thesis. These results highlight that the particles aggregation causes a decrease of their heating properties. They also evidence the key role of the aggregates compactness in this respect.

Introduction. L’efficacité de la chimiothérapie intracavitaire dépend de la pénétration du produit au sein du péritoine (CHIP) ou de la plèvre. L’hyperthermie et l’hyperpression peuvent augmenter cette pénétration. Ce travail étudie leur effet intrapéritonéal, puis établit la méthode optimale pour les délivrer. L’étude de la faisabilité et de la tolérance d’une hyperpression intrapleurale est essentielle pour transposer ces bénéfices à la cavité thoracique. Méthodes. Quatre groupes de porcs ont reçu une CHIP ouverte avec de l’oxaliplatine à une concentration constante (150 mg/l) pendant 30 minutes en normothermie ou hyperthermie (42-43°C) ; et en pression atmosphérique ou hyperpression (25 cmH2O). Deux groupes ont reçu une procédure fermée en hyperthermie et hyperpression ou forte hyperpression (40 cmH2O). L’absorption systémique et tissulaire d’oxaliplatine a été étudiée. La tolérance d’une perfusion pleurale a été étudiée chez 21 porcs avec ou sans résection associée, avec ou sans chimiothérapie (cisplatine + gemcitabine), à divers niveaux de pression de 15 à 25 cmH2O. Résultats. L’hyperthermie augmente les concentrations de platine dans les surfaces viscérales (p=0.0014), alors que l’hyperpression l’augmente dans les surfaces viscérales et pariétales (respectivement p= 0.0058 et p= 0.0044). L’association des deux facteurs permet d’obtenir les concentrations les plus importantes dans le péritoine viscéral (p= 0.00001) et pariétal (p= 0.0003). Les concentrations obtenues lors des procédures fermées sont inférieures à celles obtenues en ouvert, même lorsque la pression atteint 40 cmH2O. Une chimiothérapie intrapleurale à 20 cmH2O sans résection associée est le niveau maximal toléré durant 60 minutes. Conclusion. Au cours d’une CHIP, l’hyperthermie augmente la pénétration d’oxaliplatine dans le péritoine viscéral, alors que l’hyperpression est efficace dans le péritoine viscéral et pariétal. Leur association est synergique et la procédure ouverte semble la meilleure pour la délivrer. Une chimiothérapie intrapleurale est faisable à 20 cmH2O dans ce modèle. / Introduction. In order to achieve a good effect, chemotherapy drugs need to penetrate into the peritoneal (HIPEC) or pleural tissue. Hyperthermia and high-pressure may enhance this penetration. The aim of this study was to evaluate their peritoneal effect and to establish the best technique to it. A feasibility study of an intrapleural high-pressure was an essential step to export these effects to the thoracic space. Methods. Four groups of pigs underwent an open HIPEC with a constant concentration (150 mg/l) of oxaliplatin during 30 minutes either in normothermia, or in hyperthermia (42-43°C); and either with atmospheric pressure or with high-pressure (25 cmH2O). Two more groups underwent a closed procedure with hyperthermia and either high-pressure or very high-pressure (40 cmH2O). The systemic and tissue absorption of oxaliplatin were studied. The haemodynamic and respiratory tolerance of a pleural infusion was also tested in 21 pigs with and without associated resection; with and without chemotherapy infusion (cisplatin + gemcitabin) and at various levels of pressure (from 15 to 25 cmH2O). Results. Hyperthermia enhances the concentrations of platinum in visceral surfaces (p=0.0014), whereas high-pressure enhances it both in visceral and in parietal surfaces (p= 0.0058 and p= 0.0044, respectively). Their association obtains the highest concentrations both in the visceral (p= 0.00001) and the parietal peritoneum (p= 0.0003). The concentrations obtained during closed procedure are lower than those achieved with the open technique, even with 40 cmH2O of pressure. A 60-minutes intrapleural chemotherapy perfusion with 20 cmH2O of pressure without any lung resection was the maximal tolerated level. Conclusion. During HIPEC, hyperthermia improves the penetration of oxaliplatin in the visceral peritoneum, whereas high-pressure is effective in both peritoneal surfaces. Their association is synergic and the open technique seems to be the best one to deliver it. An intrapleural chemotherapy with a 20 cmH2O pressure is feasible in this model.