Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont en augmentation au niveau mondial et sont désormais un problème de santé publique coûteux. La suralimentation et le manque d'activité physique sont des facteurs clé dans le développement pathologique. Ces dernières années, les études sur la pathogenèse des MCV ont mis en évidence de nombreux facteurs contribuant au développement de ces pathologies complexes, notamment le surpoids, l'obésité centrale, le stress oxydant, l'inflammation vasculaire et systémique, la résistance à l'insuline ou encore la dysfonction endothéliale. La prévention de ces désordres est donc la cible des stratégies pharmaceutiques et diététiques et les polyphénols ont d'ores et déjà démontré des effets bénéfiques et préventifs. Parmi les 8000 composés phénoliques décrits à ce jour, le resvératrol a émergé en tant que candidat robuste dans la prévention des pathologies liées à la nutrition. L'objectif de ce travail a été d'étudier les potentialités d'action d'un extrait de sarment de vigne (Vineatrol®) et de vins rouges riches en resvératrol et ses oligomères, sur un modèle animal d'athérosclérose nutritionnellement induite. La première partie de cette étude a consisté à mettre au point un régime alimentaire déclenchant au mieux l'athérosclérose précoce chez le hamster Syrien doré. A partir de ce modèle, un effet préventif du Vineatrol® a été mis en évidence : le Vineatrol® induit une diminution des dépôts lipidiques aortiques mais améliore également le statut oxydatif et inflammatoire des animaux. Dans une troisième partie, des vins rouges enrichis en Vineatrol® ont démontré des effets préventifs sur certains facteurs de risque de la pathologie athéromateuse et sur les désordres liés à la consommation d'un régime gras. Des mécanismes d'action possibles, expliquant les effets bénéfiques de ces vins, ont été envisagés et recherchés. Ces mécanismes pourraient impliquer une modulation de la voie du NF-κB et/ou de SIRT1. Le degré d'importance de ces différentes voies devra être confirmé. / Cardiovascular diseases (CVD) are increasing globally and are now an expensive public health problem. Overnutrition and lack of physical activity are key factors in the disease development. In recent years, studies on the pathogenesis of CVD showed many factors contributing to the development of these complex diseases including overweight, centralobesity, oxidative stress, vascular and systemic inflammation, insulin ressitance or endothelial dysfunction. Prevention of these disorders is the focus of pharmaceutical and dietarystrategies and polyphenols have already demonstrated beneficial and preventive effects. Among the 8000 phenolic compounds described to date, resveratrol has emerged as a strong candidate for the prevention of nutrition-related diseases.The objective of this work was to study the potential action of vine shoot extract (Vineatrol®) and red wines rich in resveratrol and its oligomers, in an animal model of nutritionallyinduced atherosclerosis.The first part of this study was to develop a diet triggering the best early atherosclerosis in theSyrian golden hamster. From this model, a preventive effect of Vineatrol® was highlighted: Vineatrol® induces adecrease in aortic lipid deposition but also improves the oxidative and inflammatory status of the animals. In the third part , Vineatrol®-enriched red wines showed preventive effects on risk factors foratherosclerotic disease and disorders related to the consumption of a high-fat diet. Possible mechanisms of action, explaining the beneficial effects of these wines have been consideredand sough. These mechanisms could involve modulation of the NF-κB and/or SIRT1pathways. The degree of importance of these different pathways will have to be confirmed.

La réponse de l’organisme contre un agent pathogène nécessite la mise en jeu d’interactions complexes entre cellules immunitaires et environnement. La matrice extra-cellulaire est remodelée au cours de la réponse immunitaire pour permettre la migration des cellules vers le site infectieux. Les peptides issus de la dégradation de la matrice peuvent influencer les fonctions biologiques des cellules immunitaires. Dans les pathologies impliquant des tissus riches en élastine, les cellules de la réponse inflammatoire et immunitaire, notamment les polynucléaires neutrophiles (PN) et les cellules dendritiques se retrouvent dans un environnement riche en produits issus de la dégradation de l’élastine. Le travail de thèse présenté ici nous a permis de montrer que les peptides d’élastine (PE) régulent les fonctions des PN de sujets sains en augmentant de façon significative leur capacité migratoire, leur capacité à produire des cytokines pro-inflammatoire et à phagocyter les agents pathogènes. Les effets régulateurs des PE sont moindres chez les sujets BPCO et varient en fonction de l’état clinique des patients. Les propriétés biologiques des PN de patients BPCO en exacerbation ne sont pas affectées par les PE. Cette différence de réponse aux PE des PN de patients BPCO à l’état stable ou à l’état exacerbé est proportionnellement liée au niveau d’expression du récepteur S-Gal à la surface des PN. Dans un second travail nous avons montré que les PE sont capables d’attirer les CD au niveau du site infectieux sans influencer la maturation des cellules induite par une activation antigénique. L’effet des PE sur la migration des CD met en jeu le récepteur S-Gal présent à la surface des cellules. Par ailleurs, les PE orientent la réponse cytokinique des CD activées par le LPS vers un profil de type Th-2 et favorisent l’émergence d‟un profil tolérogénique des CD. Ces effets régulateurs des PE sont médiés via l’interaction PE/S-Gal et conduisent au développement d’une réponse adaptative T régulatrice. L’ensemble de ces résultats suggère que les PE participent activement à la régulation de la réponse immunitaire innée et adaptative / Organisme defense against pathogens needs complexe interactions interactions between immune cells and environnement. The extracellular matrix is being remodeled to aloww cells to migrate to infectious site. Peptides generated by this degradation can influence biological fonctions of immune cells. In pathologies involving elastin rich tissue degradation inflammatory and immune cells, especially neutrophils and dendritic cells are in an environnement including numbers of matrix degradation products. This work shows that Elastin Peptides (EP) can regulate the fonctions of neutrophils from healthy subjects, by increasing significantly their migration, their cytokines production and their phagocytic capacity. These EP effects are howeever less important en stable COPD subject and depends on the clinical state of these patients. Indeed the biological properties of neutrophils from COPD patients in exacerbation are not affected by EP. This discrepancy considering the clinical state can be explained by the level of the S-Gal receptor expression. In a second part we have shown the ability of the EP to attract dendritic cell (DC) on the infection site without couetracting DC maturation. This effect involves the S-Gal receptor present on the surface of the cells. EP can also oriente the cytokine production by LPS-induced toward a Th-2 profil and favorise the emergence of DC with tolerogenic features. These effects are mediated throug EP/S-Gal interaction and leads to the developement of a T regulatory response. All of these results suggest that EP are involved in the regulation of innate and adaptative immunity.

Les hormones thyroïdiennes jouent un rôle dans de nombreux processus métabolique tels que le développement, la croissance et le contrôle du métabolisme. Les HT se fixent sur leurs récepteurs nucléaires, les TR (TRalpha et beta). Ces TR sont des facteurs de transcription dont l’activité est contrôlée par la fixation de leur ligand, ils appartiennent à la super famille des récepteurs nucléaires d’hormone. Au cours de ma thèse je me suis intéressée aux rôles des TR dans deux contextes particuliers. Dans un premier temps, j’ai pu mettre en évidence le rôle de TRbeta dans la régulation du métabolisme hépatique via l’activation d’un gène clé ChREBP permettant la détection du glucose. Par l’utilisation d’animaux transgéniques et des systèmes in vitro, j’ai pu montrer que TRbeta régule positivement l’expression de ChREBP via le fixation sur son élément de réponse présent de le promoteur. Nous avons pu montrer que cette activation est isoforme spécifique, indépendante d’un autre récepteur nucléaire LXR. Dans un deuxième temps, j’ai montré que l’autre isoforme de TR, TRalpha est impliqué dans le développement de l’athérosclérose, une maladie cardiovasculaire. Par l’utilisation d’un modèle de souris transgénique, j’ai pu mettre en évidence que TRalpha possède à la fois un rôle anti-inflammatoire et également il est capable de stimuler l’élimination du cholestérol par les macrophages. L’absence de ce récepteur induit une augmentation du développement de la maladie ainsi que des cytokines circulantes chez la souris. Par l’utilisation d’un système in vitro, j’ai pu mettre en évidence que l’absence de TRalpha diminue l’efflux de cholestérol dans les macrophages de souris. Ces données suggèrent un nouveau rôle des HT/TR dans le développement de pathologies humaines, notamment un effet anti-inflammatoire longtemps supposer mais mis en évidence que très récemment. / Thyroid hormones (TH) play a role in many processes such as development, growth and metabolic control. HT bind to their nuclear receptors, the TR (TRalpha and beta). TRs belong to the superfamily of nuclear hormone receptors. These TRs are transcription factors whose activity is controlled by the binding of their ligand. During my PhD thesis I focused on the roles of TR in two contexts. Initially, I highlighted the role of TRbeta in the regulation of the hepatic metabolism via the activation of the key gene ChREBP, a glucose-responsive transcription factor. Using transgenic animal models and in vitro systems, I showed that TRbeta up regulates the expression of ChREBP via binding to its response element present in the promoter. I have shown that this activation is isoform specific and independent of another nuclear receptor LXR. In a second part, I demonstrated that the TRalpha isoform is involved in the development of atherosclerosis, a cardiovascular disease. Using a transgenic mice model, I observed that TRalpha has an anti-inflammatory effect and it is also able to stimulate the reverse cholesterol transport by macrophages. The absence of this receptor induces an increase in the development of the disease as well as in the level of circulating cytokines in mice. The deletion of TRalpha decreases the cholesterol efflux in bone marrow derived macrophages in vitro and it is correlated with a decrease of ABCA1 expression. All these data suggest a novel role of HT / TR in the development of human pathologies, including an anti-inflammatory role assumed, but recently demonstrated.

La première partie de ce travail se centre sur la recherche de tests sanguins (reposant sur les granulocytes) de dépistage, de suivi et d’efficacité thérapeutique dans différentes maladies allergiques. Elle débute par un travail réalisé dans la maladie asthmatique. Elle se poursuit par l’étude du rôle des granulocytes (polynucléaires neutrophiles et/ou polynucléaires éosinophiles et/ou basophiles) dans deux maladies allergiques : l’oesophagite à éosinophiles et les allergies alimentaires. Chez des patients atteints d’oesophagite à éosinophiles, nous avons étudier le profil d’activation des éosinophiles sanguins et de l’œsophage. Nous nous sommes focalisés sur certains marqueurs d’activation de surface (CD66b) et sur certains phosphoépitopes d’intérêt (Ph-STAT1 et Ph-STAT6). Nous avons démontré que les éosinophiles sanguins avaient un profil spécifique dans cette maladie. Enfin, cette première partie s’achève par deux études portant sur les basophiles sanguins dans les allergies alimentaires, plus précisément, dans les allergies aux fruits à coques ; Nous avons développé de nouveaux potentiels tests de dépistage de patients atteints d’allergies alimentaires, d’identification des allergènes responsables ainsi que de potentiels marqueurs d’évaluation d’efficacité de nouvelles thérapeutiques dans les allergies alimentaires par l’utilisation des marqueurs d’activation de surface des basophiles.La deuxième partie se centre principalement sur le rôle des polynucléaires neutrophiles (PNN) du sang et des voies aériennes des patients atteints de mucoviscidose. La mucoviscidose est la maladie génétique autosomique récessive la plus fréquente dans l’Europe du nord. Son pronostic est étroitement lié à l’atteinte pulmonaire, qui se caractérise par des infections à répétition, une obstruction et une inflammation à PNN. Notre équipe a tout d’abord démontré que les PNN sanguins de patients atteints de mucoviscidose présentaient un déficit en glutathion. Nous avons donc réaliser un essai clinique de phase IIa ou, N-acétyl-cystéine (précurseur du glutathion) était donné, à forte dose et par voie orale à des patients atteints de mucoviscidose. Ce traitement par N-acétyl-cystéine pendant douze semaines a permis une correction du déficit des PNN sanguins en glutathion. Cette correction de l’excès de stress oxydatif au sein des PNN a permis une diminution significative du nombre d’exacerbation chez les patients atteints de mucoviscidose. En revanche, possiblement en raison de la courte durée de ce traitement, aucune différence significative ne fut observée au niveau des paramètres de fonction respiratoire, tels que le VEMS. De plus, nous avons démontré que les PNN des voies aériennes des patients atteints de mucoviscidose dysfonctionnaient. En effet, alors qu’il était rapporté dans la littérature que les PNN nécrotiques des voies aériennes larguaient de manière passive l’élastase et la myélopéroxidase, nous avons démontré que les PNN vivants larguaient de manière active ces deux enzymes, dont la présence est en étroite corrélation avec le déclin de la fonction pulmonaire.. Nous avons alors émis l’hypothèse que les PNN, lors de leur migration du sang vers les voies aériennes, s’activaient anormalement. Nous avons donc décider d’étudier leurs cascade d’activations intracellulaire. Nous avons ainsi démontré que les PNN des voies aériennes des patients atteints de mucoviscidose présentaient une régulation positive de la voie mTOR. mTOR étaient possiblement activé par la pléthore d’acides aminés présents dans le poumon mucoviscidosique. mTOR pourrait refléter une possible survie prolongée des PNN des voies aériennes du poumon mucoviscidosique. Ces PNN pourraient aussi secréter de nouvelles protéines, alors même qu’ils sont « conventionnellement » définis comme cellules terminallement différenciées. [...] / Summary of the first part. We hypothesized that granulocytes were not only playing an effector role in atopic diseases, but also a regulatory role. Furthermore, we proposed that granulocytes, due to their rapid activation response, could be used in rapid non-invasive whole blood assays for Allergic Asthma (AA), Food Allergy (FA) and Eosinophillic Esophagitis (EoE), three allergic diseases. We first studied asthma. Then, we explored the profil of activation of blood eosinophils in patients with EoE. We explored some activation surface markers (CD66b) and some intracellular phosphoepitopes of interest (Ph-STAT1 and Ph-STAT6). We then focused our attention on blood basophils in food allergy. We developped a potential blood basophil assay (based on two basophil activation surface markers, CD203c and CD63), which could discriminate a patient with food allergy, which could also identify the offending allergen and, which could monitor the effect of new therapy.Summary of the second part. We focused our attention on the role of the blood and sputum neutrophils in cystic fibrosis (CF). Cystic fibrosis is the most frequent disease in Caucasians. While CF affects all exocrine organs throughout the body, its lung manifestation represents the main cause of morbidity and mortality. We first discovered that blood neutrophils were deficient in glutathion. We therefore started a clinical phase IIa, where N-acetyl-cystein were given orally in high dose to patients with CF for twelve weeks. Thanks to this regimen, the deficit in glutathion in blood PNN disappeared. The number of exacerbations significantly decreased, however, no positive effect were observerd on the lung function. Furthermore, we demonstrated that profound functional and signaling changes readily occur within viable PNN recruited to CF airways, compared to their blood counterparts. For a long time, neutrophil dysfunction in CF airways has been equated with necrosis and passive release of elastase, DNA and, actin. However, we established recently by direct ex vivo analysis of airway neutrophils from CF patients that a large fraction of these cells are viable and appear to actively release these enzymes-containing granules. We also show that neutrophils that entered CF airways have increased phosphorylation of key effectors in the amino acid-regulated mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway. An upregulation of the mTOR pathway might reflect an increase of the survival of the neutrophils in the airways. Another common view of peripheral neutrophils is that of terminally differentiated population, with little if any ability to become anabolic. However, we outlined the ability of human neutrophils to modify their transcriptional profile upon migration to the lung in CF. The last part of these thesis is a combination of knowledge that we acquired on the blood basophils in food allergy and on the neutrophils from the airways of patients with CF. We are currently trying to develop an unmet need blood (basophil) test which could discrimate the CF patients with allergic bronchopulmonary aspergillosis. We are also trying to understand the role of airways neutrophils and eosinophils in the pathogenese of these disease.

Les plus grandes interfaces avec l'environnement extérieur sont la peau, et les muqueuses gastro-intestinales. Ces barrières, sont constamment menacées par des attaques physico-chimiques ou par des tentatives d'invasion de micro-organismes. Les phagocytes mononucléés qui comprennent les DCs, les monocytes et les macrophages et sont issus de la lignée myéloïde possèdent des propriétés distinctes de phagocytose de pathogènes et de cellules apoptotiques, d'apprêtement des antigènes et de présentation de ces derniers aux lymphocytes T. d'activation. La distinction de ces différentes cellules est un enjeu majeur pour la compréhension des mécanismes de la réponse immune et pour sa modulation dans des buts thérapeutiques. En utilisant des marqueurs cellulaires Ly-6C, CD64 et ainsi que le fait que les monocytes dépendent du récepteur de chimiomokine CCR2 pour émigrer de la moelle osseuse et les DCs de l'engagement du récepteur Flt3, nous avons montré pour la première fois qu'il existe dans la peau et l'intestin une cascade de différenciation qui conduit à des monocytes et des macrophages tissulaires et est distincte de celle donnant naissance aux DCs. Nous avons ensuite étudié le comportement de ces cellules dans une inflammation stérile dans la peau médiée par le DNFB (dinitrofluorobenzène) et dans une maladie inflammatoire de l'intestin (IBD) et montré que leurs capacités de migration vers les ganglions lymphatiques et de présentation antigénique à des lymphocytes T sont dépendantes du modèle utilisé. Cette déconvolution des populations tissulaires de cellules monuclées nous permet ainsi de disséquer le rôle de chacun de ces acteurs lors de la réponse immune. / The skin and the gastrointestinal mucosa that are the largest interfaces with the external environment. These barriers are the guardians of the body's integrity and are constantly threatened by physicochemical or microorganisms attacks. They have a dense network of effector cells dedicated to the defense of the body. Among them, mononuclear phagocytes which include DCs, monocytes and macrophages are all derived from the myeloid lineage and possess distinct properties of pathogens and apoptotic cells phagocytosis, antigens processing and presentation to T cells. However, DCs, monocytes and macrophages share common ancestry and functions and are hard to differentiate from each other in tissues and lymphoid organs. The distinction of these cells is a major challenge for understanding immune response's mechanisms and its modulation for therapeutic purposes.Using Ly-6C, CD64 and CCR2 as cell markers, as well as the CCR2 dependent emigration from bone marrow of monocytes and DCs dependency to Flt3-L, we have shown for the first time a cascade of monocytes differentiation, and separate populations of tissue monocytes, macrophages and DCs within the skin and the intestine. We then studied the behavior of these cells in a sterile skin inflammation mediated by DNFB (dinitrofluorobenzène) and in an inflammatory bowel disease (IBD) and showed that their ability to migrate to lymph nodes and to present antigens to naïve T lymphocytes are model dependent. Disentangling those tissue populations allows us to dissect the role of each of these actors in the immune response.

La compréhension des mécanismes précis conduisant à la formation d'une plaque d'athérosclérose et à sa déstabilisation provoquant infarctus du myocarde ou accident vasculaire cérébral est fondamentale pour l'amélioration de la prévention, du dépistage et du traitement. Notre travail de thèse a porté sur l'analyse et le développement des modalités d'imagerie de la plaque d'athérosclérose afin d'améliorer notre capacité à suivre in vivo l'évolution de cette maladie. Nous proposons, après une introduction sur l'athérosclérose et la notion de plaque vulnérable, une revue des modèles animaux d'athérosclérose et l'intérêt du suivi en imagerie par résonance magnétique. Différentes modalités permettent le suivi en imagerie de la plaque d'athérosclérose. En pratique clinique, l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) haute résolution est reconnue comme étant une modalité fiable et reproductible de caractérisation morphologique de la plaque carotidienne. Nous démontrons que l'injection de Gadolinium utilisée classiquement pour visualiser la lumière des vaisseaux permet également de préciser la caractérisation de la plaque carotidienne en donnant des informations sur la néovascularisation, la matrice extracellulaire et son statut inflammatoire. La caractérisation fonctionnelle de la plaque peut également être appréciée par l'injection de particules de fer en IRM ou par l'injection de radio-traceur comme le 18Ffluorodesoxyglucose en Tomographie par Emission de Positron (TEP). Le couplage de l'IRM et de la TEP de développement récent nous a permis de montrer une plus grande sensibilité de signal en TEP qu'en IRM avec particules de fer pour détecter les changements inflammatoires observés dans des plaques d'athérome d'aorte de lapin. Les applications actuelles de l'imagerie de l'athérosclérose sont nombreuses permettant de juger de l'efficacité thérapeutique d'un médicament ou d'identifier les patients à plus haut risque d'évènement cardiovasculaire / A better understanding of mechanisms leading to the formation of an atherosclerotic plaque and its destabilization causing myocardial infarction or stroke is fundamental to improve prevention, detection and treatment. Our work focused on development of imaging modalities of atherosclerotic plaque in order to improve our ability to monitor in vivo the progression of this disease. We propose, after an introduction to the concept of atherosclerosis and vulnerable plaque, a review of existing animal models of atherosclerosis and the interest of monitoring with magnetic resonance imaging. Different methods allow imaging of atherosclerotic plaque. In clinical practice, Magnetic Resonance Imaging (MRI) is recognized as a reliable and reproducible tool for morphological characterization of carotid plaque. We demonstrate that Gadolinium conventionally used to visualize the lumen of the vessels also allows a characterization of carotid plaque with information on neovascularization, extracellular matrix and inflammatory status. The functional characterization of the atherosclerotic plaque can be assessed with iron particles in MRI or with radiotracer such as 18Ffluorodeoxyglucose in positron emission tomography (PET). Combined PET-MR systems allowed us to show a better sensitivity of PET signal than USPIO-MR signal to detect early inflammatory changes in atherosclerotic plaque of rabbit aorta. We also provide some current clinical applications of atherosclerosis imaging (drug efficacy or identification of high risk patients)

La chirurgie cardiaque sous circulation extra-corporelle conduit à une altération de la perfusion de la microcirculation, qui peut contribuer de façon importante à la dysfonction d’organe postopératoire. Cette thèse rassemble des études cliniques et animales, dont le but était d’investiguer les mécanismes expliquant la dysfonction microcirculatoire en chirurgie cardiaque sous circulation extra-corporelle. En outre nous avons eu pour but d’évaluer deux stratégies thérapeutiques pour la préservation de la perfusion microcirculatoire au cours de la circulation extracorporelle : l’utilisation d’un flux pulsé comparativement à un flux non pulsé conventionnel durant la circulation extra-corporelle, et le traitement par imatinib dans le but de réduire la fuite vasculaire en inhibant la dysfonction de la barrière endothéliale. La thèse actuelle a démontré que la perfusion microcirculatoire est altérée durant et après la chirurgie cardiaque, et que ceci peut être attribué principalement à la dysfonction inflammatoire de la barrière endothéliale et à la fuite vasculaire conséquente. L’hémodilution concomitante en chirurgie cardiaque sous circulation extra-corporelle peut s’ajouter et contribuer également à la réduction de la perfusion microcirculatoire et de l’oxygénation. Nous avons montré que l’utilisation d’un flux pulsé durant la circulation extracorporelle améliore la perfusion microcirculatoire en postopératoire comparativement à un flux non-pulsé. Le traitement par imatinib a réduit la dysfonction de la barrière endothéliale et la fuite vasculaire dans notre modèle de circulation extracorporelle sur le rat et a permis de préserver la perfusion microcirculatoire et l’oxygénation durant et après la circulation extra-corporelle. En outre, le traitement par imatinib a permis de diminuer les marqueurs de souffrance rénale, pulmonaire et digestive après circulation extra-corporelle. A partir de nos résultats, la réduction de la fuite vasculaire et l’utilisation d’un flux pulsé durant la circulation extra-corporelle sont des interventions prometteuses pour la prévention des complications postopératoires chez les patients à risque de défaillance d’organe au décours de la chirurgie cardiaque sous circulation extra-corporelle. / Cardiac surgery with cardiopulmonary bypass leads to impaired perfusion of the microcirculation, which may be an important contributor to postoperative organ dysfunction. This thesis combines clinical and animal studies that aimed to investigate the mechanisms underlying microcirculatory dysfunction in cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Moreover, we aimed to evaluate two treatments strategies for preservation of microcirculatory perfusion during cardiopulmonary bypass : the use of pulsatile flow as compared to the conventional non pulsatile flow during cardiopulmonary bypass and treatment with imatinib in order to reduce vascular leakage by inhibiting endothelial barrier dysfunction.The current thesis has demonstrated that microcirculatory perfusion is impaired during and after cardiac surgery, and this can be attributed mainly to inflammatory endothelial barrier dysfunction and consequent vascular leakage. Concomitant hemodilution may additionally contribute to reduced microvascular perfusion and oxygenation in on-pumpcardiac surgery. We showed that the use of pulsatile flow during cardiopulmonary bypass improves postoperative microvascular perfusion as compared to non pulsatile flow. Imatinib treatment reduced endothelial barrier dysfunction and vascular leakage in our rat model for cardiopulmonary bypass and resulted in preservation of microcirculatory perfusion andoxygenation during and after extracorporeal circulation.Moreover, imatinib treatment resulted in reduced markers ofrenal, pulmonary and intestinal injury after cardiopulmonary bypass. Based on our findings, reduction of vascular leakage and use of pulsatile flow during cardiopulmonary bypass are promising interventions for the prevention of postoperative complications in patients at risk for organ failure following cardiac surgery with cardiopulmonary bypass.

Le BDNF (brain-derived neurotrophic factor) a été découvert dans le cerveau et est largement impliqué dans la neuroplasticité, la mémoire et la cognition via l’activation des récepteurs TrkB (tropomyosin receptor kinase B) neuronaux. Nous avons récemment montré que le système cardiovasculaire contenait autant de BDNF que le cerveau et que le BDNF exogène était capable d’induire une relaxation vasculaire dépendante de l’endothélium. D’autres études ont suggéré que l’activation des récepteurs TrkB endothéliaux par le BDNF était impliquée dans les processus athérosclérotiques. Notre laboratoire soupçonne une interaction étroite entre NO et BDNF endothélial et a même envisagé la possibilité d’une implication du BDNF secrété par l’endothélium des microvaisseaux cérébraux dans la cognition. Les patients souffrant de polyarthrite rhumatoïde (PR), une maladie inflammatoire d’origine auto-immune, sont à risque cardiovasculaire et présentent une altération de la cognition avec notamment un risque plus élevé de dépression. Etonnamment, l’effet de la PR sur le BDNF est peu documenté. Les seules études disponibles rapportent une élévation du BDNF dans le sang et le liquide synovial en cas de PR. Notre hypothèse est qu’une réduction de l’expression endothéliale du BDNF pourrait contribuer au risque cardiovasculaire et au déficit cognitif associés à la PR. Ainsi, dans notre travail, nous avons étudié le BDNF vasculaire et cérébral et son récepteur TrkB sur le modèle rat d’arthrite induite à l’adjuvant.Nos principaux résultats montrent que l’arthrite conduit à 1) une réduction des taux aortiques de BDNF indépendamment de la sévérité des symptômes inflammatoires mais dépendante de la fonction endothéliale, 2) une diminution des taux cérébraux en BDNF indépendamment de la sévérité des symptômes inflammatoires mais en lien avec la fonction endothéliale, 3) une diminution de l’expression du BDNF et de son récepteur TrkB activé au niveau tant neuronal qu’endothélial dans les régions cérébrales impliquées dans la cognition, 4) une corrélation positive entre l’expression du BDNF par l’endothélium vasculaire et l’expression neuronale des TrkB activés, 5) une absence de corrélation entre les taux sériques de BDNF et ses taux cérébraux ou vasculaires mais en revanche l’existence d’une corrélation positive entre les taux sériques de BDNF et l’inflammation qu’elle soit clinique ou biologique.L’ensemble de ces données est en faveur de l’hypothèse selon laquelle le BDNF endothélial pourrait être impliqué dans le risque athérosclérotique et le déficit cognitif associé à l’arthrite. L’inflammation doit être considérée comme un facteur confondant lorsque les taux circulants de BDNF sont utilisés comme un reflet des taux présents dans le cerveau. / BDNF (brain-derived neurotrophic factor) has been discovered in the brain and is widely implicated in neuroplasticity, memory and cognition through the activation of neuronal TrkB (tropomyosin receptor kinase B) receptors. We have recently shown that the cardiovascular system contained as much BDNF as the brain and that exogenous BDNF was able to induce endothelium-dependent vascular relaxation. Other studies have suggested that activation of endothelial TrkB receptors by BDNF is involved in atherosclerotic processes. Our laboratory suspects a close interaction between endothelial NO and BDNF and has even considered the possibility of involvement of BDNF secreted by cerebral microvessel endothelium in cognition. Patients suffering from rheumatoid arthritis (RA), an inflammatory disease of autoimmune origin, are at risk of cardiovascular disease and have an impairment of cognition, including a higher risk of depression. Surprisingly, the effect of RA on BDNF is poorly documented. The only available studies report an increase of BDNF in the blood and synovial fluid in RA. Our hypothesis is that a reduction in endothelial expression of BDNF may contribute to the cardiovascular risk and cognitive deficit associated with RA. Thus, in our work, we studied vascular and cerebral BDNF and its TrkB receptor on the rat model of adjuvant-induced arthritis.Our main findings show that arthritis leads to 1) a decrease in BDNF levels in aortas independently of the severity of inflammatory symptoms but dependent on endothelial function, 2) a decrease in brain BDNF levels independent of the severity of inflammatory symptoms, but link with endothelial function, 3) a decreased expression of BDNF and its activated TrkB receptor at both neuronal and endothelial levels in the brain regions involved in cognition, 4) a positive correlation between endothelial expression of BDNF and neuronal expression of activated TrkB, 5) a lack of correlation between serum BDNF levels and its cerebral or vascular levels, but on the other hand the existence of a positive correlation between serum BDNF levels and inflammation, whether clinical or biological.All of these data support the hypothesis that endothelial BDNF may be involved in atherosclerotic risk and cognitive impairment associated with arthritis. Inflammation should be considered as a confounding factor when circulating levels of BDNF are used as a reflection of levels present in the brain.

L'inhibition du protéasome a un effet anti-inflammatoire en bloquant l'activation de NF-êB. Dans ce travail, nous avons étudié cette propriété anti-inflammatoire dans deux modèles animaux de maladies neurologiques: la sclérose en plaques et l'AVC. Nous avons utilisé le ritonavir, un antiprotéase du VIH et qui a des effets de modulation sur le protéasome. Ainsi l'administration du ritonavir a permis d'inhiber l'EAE modèle animal de SEP. D'autre part, un effet anti-ischémique cérébral a été obtenu ches les animaux ayant subi une occlusion de l'artère cérébrale moyenne, modèle animal d'AVC. Ces effets neuroprotecteurs ont été corrélés à une inhibition de la réponse inflammatoire chez les animaux traités. Ces résultats ouvrent des nouvelles perspectives thérapeutiques dans les maladies inflammatoires basées sur la modulation du protéasome / The inhibition of the proteasome has an anti-inflammatory effect by blocking the activation of NF-êB. In this work, we studied this anti-inflammatory property in two animal models of neurological diseases: the multiple sclerosis and stroke. We used the ritonavir, an antiprotease of the HIV and which has effects of modulation on the proteasome. So the administration of the ritonavir allowed to inhibit the animal model EAE of MS. On the other hand, an anti-ischemic effect was obtained in animal model of stroke. These neuroprotective effects were correlated with an inhibition of the inflammatory response. These results open new therapeutic perspectives in the inflammatory diseases based on the modulation of the proteasome.

Le vitiligo est une dermatose inflammatoire caractérisée par une perte progressive des mélanocytes de la lame basale de l’épiderme. Cette pathologie reste à ce jour orpheline de traitement efficace. Toutefois, les mécanismes qui sont liés à la perte des mélanocytes restent débattus et impliquent un détachement des mélanocytes de la lame basale ou leur mort cellulaire par apoptose. Nous avons montré au sein de notre équipe l’implication des lymphocytes T CD8+ effecteurs mémoires dans la pathogénie du vitiligo. Ces populations produisent des niveaux élevés de deux cytokines inflammatoires qui sont, le TNF-α (tumor necrosis factor) et l’IFN-γ (interféron γ), suggérant ainsi un rôle majeur de ces deux cytokines dans la pathogénie du vitiligo. L’objectif de mon projet de thèse est d’étudier les mécanismes immunologiques impliqués dans la perte du mélanocyte au cours du vitiligo. Ainsi, nous avons observé dans les zones péri-lésionnelles de vitiligo ou lésionnelles de psoriasis, une localisation suprabasale des mélanocytes et une anomalie de l’expression de la E-cadhérine dans l’épiderme, protéine majeure impliquée dans l’attachement des mélanocytes. Nous avons également montré l’absence de la mort cellulaire par apoptose des mélanocytes au niveau cutané chez les patients atteints de vitiligo et/ou de psoriasis. En se basant sur ces observations, nous nous sommes donc intéressés à évaluer les effets combinés du TNF-α et de l’IFN-γ sur l’adhésion des mélanocytes. Nos résultats ont montré que les deux cytokines combinés diminuent l’expression du gène codant la Ecadhérine et entrainent probablement la redistribution de cette protéine. De plus, nous avons observé que ces deux cytokines en combinaison altèrent l’expression de la E-cadhérine dans un modèle d’épidermes reconstruits pigmentés in vitro. Cette altération était associée à une augmentation des niveaux de la E-cadhérine soluble (sE-cad) au niveau des surnageants de culture. D’une manière intéressante, nous avons montré que ces deux cytokines induisent l’expression kératinocytaire de la métalloprotéase 9 (MMP9) dont l’action est connue pour cliver la E-cadhérine sous sa forme soluble, participant ainsi au détachement des mélanocytes. Des taux élevés de MMP9, mais également de la sE-cad sont retrouvés dans le sérum des patients atteints de vitiligo. L’inhibition de la MMP9 dans des modèles in vitro et in vivo empêche les effets combinés du TNF- α et de l’IFN-γ sur le détachement des mélanocytes permettant leur stabilisation à la lame basale. Par ailleurs, comme nous avons montré que la survie des mélanocytes n’était pas altérée dans le vitiligo, nous nous sommes intéressés à évaluer l’action combinée du TNF-α et de l’IFN-γ sur la fonction, le phénotype des mélanocytes et leur production des médiateurs inflammatoires. Nous avons montré que ces deux cytokines en combinaison inhibent l’expression des gènes mélanocytaires (MITF, TYR, DCT) et favorisent l’induction des chimiokines CXCL9 et CXCL10, de la cytokine inflammatoire TNF-α et de la molécule d’adhésion ICAM-1, suggérant un rôle majeur des mélanocytes dans la promotion de l’inflammation. Enfin, considérant que la voie de signalisation du récepteur de l’IFN-γ est dépendante de la voie JAK/STAT, nous avons étudié l’impact de l’inhibition de cette voie dans les effets induits dans nos modèles, et avons montré au niveau de l’expression des gènes, une amélioration des gènes associés à la fonction mélanocytaire et une inhibition de ceux associés à l’inflammation. L’ensemble de nos résultats mettent en évidence un nouveau mécanisme pour expliquer la perte des mélanocytes et identifie MMP9 ainsi que les inhibiteurs de JAK comme des cibles thérapeutiques prometteuses permettant ainsi de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques au cours du vitiligo et d’établir un lien direct entre immunité, facteurs solubles inflammatoires et perte des mélanocytes au cours du vitiligo. / Vitiligo is a chronic inflammatory skin disorder characterized by a progressive loss of melanocytes. This stigmatizing disease has a major social impact and no real effective therapies have been reported so far. However, the mechanisms leading to melanocyte disappearance remain debated and include melanocyte detachment and/or death. The role of the immune response has now been well described, implying CD8+ effector memory T cells that produce high levels of inflammatory cytokines as TNF-α (tumor necrosis factor) and IFN-γ(interferon γ), suggesting the involvement of these two cytokines in the pathogenesis of vitiligo. Thus, the aim of this project is to study the interplay between the inflammatory response characterizing vitiligo disease and melanocyte loss. We first observed that melanocytes are located in suprabasal layers of the epidermis in perilesional skin of vitiligo and lesional skin of psoriasis patients, which was associated with an altered expression of E-cadherin, a major protein involved in melanocyte attachment to the basal membrane. Such suprabasal melanocytes did not undergo apoptosis. Based on these observations, we next investigated the combined effects of TNF-α and IFN-γ on melanocyte adhesion. We showed that these two cytokines decrease E cadherin gene expression and probably induce a redistribution of E-cadherin. In addition, these two cytokines in combination altered the expression of E-cadherin in reconstructed human pigmented epidermis in vitro. This finding was associated with increased levels of soluble E-cadherin in culture supernatants. Furthermore, TNF-α and IFN-γ induced the production of matrix metalloproteinase 9 (MMP9) by keratinocytes, leading to the cleavage of the E-cadherin. Inhibition of MMP9 prevents the combined effects of TNF-α and IFN-γ on melanocyte detachment and led to their stabilization to the basal membrane of epidermis in vitro and in vivo models. Since we demonstrated that melanocyte survival is not impaired in vitiligo, we assessed the impact of these two cytokines on melanocyte function, phenotype and inflammation. We demonstrate that the combination of TNF-α and IFN-γ inhibits the expression of genes involved in melanocyte function (MITF, TYR, DCT) and promote the induction of the chemokine ligands CXCL9 and CXCL10, the inflammatory cytokine TNF-α and adhesion molecule ICAM-1, suggesting an important role of melanocytes in the promotion of inflammation. Lastly, considering that the signaling pathway of IFN-γ involves activation of the JAK / STAT pathway, we studied the impact of the inhibition of that pathway in our models. Our results show that the JAK inhibition suppressed the effects of TNF-α and IFN-γ on melanocyte function, on the release of pro-inflammatory mediators and led to the melanocyte stabilization to the basal membrane of epidermis. All of our results highlight a new mechanism to explain the loss of melanocytes and identify MMP9 and JAKs as promising therapeutic targets to better understand the physiopathological mechanisms during vitiligo and establish a direct link between immunity, soluble factors. Inflammation and loss of melanocytes during vitiligo.