L’implantation valvulaire (mise en place d’une stent-valve percutanée), pulmonaire ou aortique, est une procédure récente en plein (et rapide) développement. Cette procédure prometteuse, possède plusieurs écueils parmi lesquels, l’altération du matériel implanté lors de son déploiement. L’implantation valvulaire dans les voies pulmonaires dilatées, est une autre limite de la procédure. Dans notre travail, nous avons étudié le traumatisme valvulaire lié au déploiement des prothèses. Ensuite, nous avons évalué un nouveau dispositif de réduction du calibre de la voie pulmonaire, afin d’en élargir les indications ultérieurement.Nous avons donc dans un premier temps comparé 2 types de stent-valves, l’un expansible par ballon et l’autre auto-expansible. La comparaison a porté sur l’occurrence de lésions valvulaires lors du sertissage et du déploiement de ces 2 types de prothèses. Nous avons pu montrer la présence de lésions des feuillets péricardiques de ces prothèses, induites par la compression des dispositifs. Par ailleurs, la présence de lésions histologiques plus marquées avec les valves expansibles par ballon, suggère aussi un rôle de l’expansion de ces prothèses dans la genèse des lésions valvulaires post-déploiement. Nous n’avons pas constaté d’altérations des propriétés mécaniques du tissu valvulaire induites par la compression et le déploiement des feuillets.Dans une autre partie de notre travail, nous avons mis au point un modèle d’élargissement de la voie pulmonaire, associé à la création d’une insuffisance pulmonaire sévère. Nous avons pu montrer que la réduction du calibre de la voie d’éjection pulmonaire était possible avec notre réducteur, par voie endovasculaire ou transventriculaire droite. Il n’a pas été observé de migration ou de fracture du stent de ces prothèses 2 mois après la procédure. Si le modèle d’élargissement de la voie pulmonaire est intéressant pour évaluer les réducteurs et la faisabilité de leur implantation, un suivit à plus long terme est nécessaire avant d’envisager une implantation chez l’homme. Enfin, l’altération des feuillets induite par le maniement des prothèses, est un phénomène à prendre en considération. Il nécessite, compte tenu de son impact potentiel sur la durabilité des prothèses, une investigation plus approfondie. / Percutaneous valve implantation (PVI) is a new with fast growing expansion procedure. Nevertheless, this promising technic has some reefs. Impairment of the implanted device at deployment is one of them. Valvular implantation in dilated right ventricular outflow tract (RVOT) is another limit of the procedure. In our work, we studied the valvular traumatism after prosthesis deployment. Subsequently, we evaluated a new device for RVOT size reduction, in order to widen PVI indications.Firstly, We compared 2 types of valved-stent (VS) (balloon expandable and self-expandable). We compared the occurrence of valvular leaflets injury after crimping and deployment of both types of prosthesis. We showed the occurrence of pericardial leaflet injuries, induced by devices crimping. Otherwise, the presence of sharp histologic lesions with balloon expandable VS, suggests a prosthesis expansion role, in genesis of valvular injuries, as well. We couldn’t show any impairment of valvular tissue mechanical properties after leaflets crimping and deployment. In another part of our work, experimental asymmetric enlargement of the RVOT with creation of severe pulmonary regurgitation, were performed in an ovine model. Size reduction of the enlarged RVOT and PVI were successfully achieved through an endovascular and right transventricular access. Valve function was satisfactory in all correctly implanted VS (one case of inversion). No migration or fractures of the size reducer or VS were seen before animal sacrifice, after 2 months follow-up. Since feasibility of RVOT enlargement and RVOT reduction has been demonstrated, a long-term study is necessary before considering a human implantation. At last but not least, deterioration on valvular leaflets after prosthesis handling is an effect to consider. Taking into account its potential impact on prosthesis durability, it requires further deep investigations.

La résection hépatique est le seul traitement curatif des tumeurs malignes du foie et l’insuffisance hépatique est la première cause de morbi-mortalité après hépatectomie. L’amélioration du traitement des tumeurs du foie inclut le dévelopement de statégies capables de prévenir ou de traiter cette complication. Sur une série prospective récente de 232 hépatectomies (avec 0,8 % de mortalité à 3 mois) pour métastases hépatiques de cancer colorectal (MHCCR), une insuffisance hépatique était présente dans 7 % des cas d’hépatectomies majeures et était le facteur de plus mauvais pronostic pour la survie à 2 ans. Notre objectif a été d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques pour leur capacité à corriger l’insuffisance hépatique post-opératoire après hépatectomie élargie pour MHCCR. Un moyen mécanique de modulation pneumatique de l’hémodynamique portale et un moyen pharmacologique d’utilisation d’un facteur de survie des hépatocytes, la protéine recombinante HIP/PAP, ont été testés respectivement chez le porc et le rat. Nous montrons qu‘après hépatectomie (PHX) de 70 % sur foie normal, l’injection systémique de protéine HIP/PAP en péri-opératoire stimulait la régénération hépatique et améliorait la fonction hépatique chez le rat. En présence de MHCCR en place depuis 7 jours, la protéine HIP/PAP n’aggravait pas la maladie métastatique, et semblait au contraire diminuer la croissance tumorale après hépatectomie. In vitro, HIP/PAP n’augmentait pas la croissance tumorale de lignées cellulaires transformées dérivées de cancer du colon. Chez le porc, une sténose portale pneumatique pendant et après PHX majeure laissant en place moins de 0,5% du poids corporel entraînait une diminution de la pression portale intra-hépatique sans modifier le débit comparé au groupe sans anneau. Cette modulation de la pression était associée à une diminution significative de la bilirubine sérique et des lésions histologiques du foie restant au 7ème jour après chirurgie. Au total, il serait possible grâce à la protéine HIP/PAP et à l’anneau portal de corriger l’insuffisance hépatique post-hépatectomie en protégeant les cellules du foie de la mort et du stress secondaires aux modifications hémodynamiques et biochimiques. La question de leur association pour diminuer l’incidence de l’insuffisance hépatique reste entière. / Liver resection is the only curative treatment of tumoral liver malignancies and post-operative liver insufficiency is the 1st cause of post-operative mortality. Tumor liver treatment improvements must be associated to innovatives methods to prevent and cure this complication. On a recent prospective study including 232 hepatectomies (with a 3-month post-operative mortality of 0.8 %) for colorectal liver metastases (CRLM), post-operative liver insufficiency was present after 7 % of major hepatectomies and was the worst 2-year survival prognostic factor. To prevent this complication, we have evaluated a perioperative systemic injection of a recombinant anti-oxydant protein (HIP/PAP) before a major hepatectomy for CRLM in rats. In vitro then in model of implanted CLRM since 7 days, we have showed that HIP/PAP did not increased tumoral growth. After 70 % hepatectomy, perioperative systemic HIP/PAP injection improved liver function. After 70 % hepatectomy, HIP/PAP seemed decrease tumoral growth of implanted CRLM. On pig, we have assessed the consequences of a portal vein stenosis with pneumatic ring during and after a major hepatectomy that conserved a liver volume < 0.5 % of body weight. With this method, we have showed that the portal stenosis decreased intra-hepatic portal pressure wihout modify the portal flow by comparison with pigs without ring. This device was associated with a significant diminution of bilirubin plasmatic concentration and liver remnant histological lesions at sacrifice on post-operative day 7. Overall, chemical and physical methods and moreover their combination should allowed to decrease post-operative liver insufficicency.

Le traitement de référence des lésions sténosantes carotidiennes de haut grade est la chirurgie associée à un traitement médical. Nous avons mis en place depuis 2003 une base de données prospective colligeant l’ensemble des patients hospitalisés dans notre service pour prise en charge d’une lésion sténosante carotidienne d’indication chirurgicale. Depuis 2012, cette base de données cliniques s’est vue complétée par la mise en place d’une tissuthèque et d’une plasmathèque. Nous présentons ici la méthode de mise en place d’une telle base, puis les résultats de quatre études originales sur la thématique du « patient à risque » en chirurgie carotidienne, portant sur l’influence de la fonction rénale, du délai entre les symptômes et la chirurgie et du statut de l’artère carotide controlatérale sur les résultats de cette chirurgie, ainsi que la proposition d’un score pronostic d’intolérance au clampage carotidien. Nous avons montré que l’insuffisance rénale influait sur les résultats de la chirurgie carotidienne de manière différente en fonction de la méthode d’appréciation de la fonction rénale (créatinine plasmatique, clearance de la créatinine calculée selon Cockcroft-Gault ou selon la formule MDRD) ; que le statut hémodynamique de la carotide controlatérale influait sur le taux de shunt sans modifier la morbidité ; que la chirurgie précoce des sténoses carotidiennes symptomatiques n’était pas grevée d’une surmortalité ; et qu’il était possible dans une certaine mesure de prédire la nécessité de mise en place d’un shunt carotidien. Nous abordons enfin les projets à venir utilisant la collection biologique pour tenter d’identifier les plaques athéromateuses à risque / The treatment of high-grade carotid stenosis is surgery combined with best medical treatment. We established since 2003, a prospective database including all patients hospitalized in our vascular surgery department for management of carotid stenosis. Since 2012, the clinical database was completed for the establishment of a biological database. We present here the method of setting up such a database, and the results of four original studies on the theme of "high-risk patient" for carotid surgery: the influence of renal function, of the delay between symptoms and surgery and of the contralateral carotid artery on outcome and the proposal of a prognostic score of intolerance to carotid clamping. We have shown that renal failure influenced outcome of carotid surgery in different ways depending on the method of assessment of renal function (serum creatinine, creatinine clearance calculated by Cockcroft-Gault or MDRD formula) ; the hemodynamic status of the contralateral carotid affected the rate of shunt without changing morbidity; that early surgery for symptomatic carotid stenosis was not burdened with excess mortality; and that it is possible to predict the need for establishment of a carotid shunt. Finally, we discuss future projects using biological collection to try to identify atherosclerotic plaques at risk

L'insuffisance cardiaque chronique (ICC) est une maladie dite " systémique " caractérisée notamment par le dérèglement de la balance végétative cardiaque et par un remodelage de l'architecture du tissu cardiaque. En rééducation cardiovasculaire, l'activité physique (AP) modérée et régulière joue un rôle majeur : améliorant les symptômes, la qualité de vie, l'aptitude physique des patients, elle permet de réduire les ré-hospitalisations et impacte favorablement la morbi-mortalité. Dans un premier travail bibliographique nous proposons une synthèse des effets bénéfiques de l'AP chez l'ICC, sur le rééquilibrage de l'activité orthosympathique et parasympathique. Puis, dans un deuxième travail, nous montrons que le réentraînement à l'effort par intervalles, court, intense, avec récupération passive améliore plus efficacement la capacité physique et le tonus vagal chez le patient ICC comparativement à un entraînement d'intensité modérée et continue. Enfin dans un troisième travail initié chez le rongeur en IC systolique post-ischémique, les analyses histologiques indiquent que l'entraînement débuté très tôt après la phase aigüe (J+7), provoque à la fois une hypertrophie et une amélioration de l'organisation structurelle des cardiomyocytes (alignement de l'appareil contractile, réorganisation de l'agencement des mitochondries inter-fibrillaires et des disques intercalaires). Par contre, la question de la prolifération des cardiomyocytes induite par l'entraînement reste entière pour le moment. En synthèse, notre projet Doctoral s'articule autour d'un projet clinique chez le patient ICC et d'une étude fondamentale chez la souris IC post-ischémique. L'objectif général de ces travaux est de déterminer de nouvelles caractéristiques pour les programmes d'exercice physique dans l'ICC, utilisables en pratique clinique courante au cours de la réadaptation cardiovasculaire. / Chronic heart failure (CHF) is characterized by the disruption of the cardiac vegetative balance and by a remodelling of the architecture of the cardiac tissue. Moderate and regular physical activity (PA) is the cornerstone of the cardiovascular rehabilitation programs. By improving symptoms, quality of life, physical fitness of the patients, PA also reduce re-hospitalization and had a favourable impact on morbi-mortality. In a first work, we propose a review of the beneficial effects of PA in patients with CHF, on the sympathovagal balance activity. Then, in a second work, we show that short high intensity interval training with passive recovery is more efficient than moderate intensity and continuous training to improve physical fitness and vagal tone in CHF patients. Finally, in a third work initiated in the rodent with post-ischemic heart failure, the histological analyses indicate that early (D+7, after the acute coronary syndrome) exercise training-induced both hypertrophy and an improvement of the structural organization of the cardiomyocytes. The question of exercise training-induced cardiomyocyte proliferation remains. In summary, our PhD project is based on two studies merging clinical trial and basic research. The overall goal of this work is to identify new features for physical exercise training programs in CHF that can be used in routine care during cardiovascular rehabilitation.

Les anomalies du système nerveux sympathique (SNS) contribuent au développement de certaines pathologies cardiovasculaires comme l'insuffisance cardiaque (IC) et les cardiomyopathies de stress. Ces anomalies impliquent une activation persistante, défavorable du SNS dans l'IC et une activation sympathique épisodique dans les cardiomyopathies de stress. Le rôle du SNS au cours des cardiopathies valvulaires reste quand à lui encore mal connu. Notre travail de thèse avait pour objectif d'analyser par microneurographie l'activité du SNS et sa modulation par les arcs réflexes physiologiques, au cours de l'IC avec ou sans comorbidités (notamment l'anémie, l'insuffisance rénale) ainsi qu'au cours des cardiomyopathies de stress et de la sténose aortique. L'hyperactivité du SNS participe à l'initiation et à la progression de l'IC et constitue un marqueur pronostique mais aussi une cible thérapeutique. Les mécanismes fondamentaux qui sous-tendent l'activation du SNS au cours de l'IC restent encore incertains. Une hypothèse engloberait une diminution des réflexes inhibiteurs, comme le baroréflexe artériel périphérique et une augmentation des réflexes excitateurs, comme le chémoréflexe artériel périphérique. Avec notre premier travail nous rapportons que l'augmentation de l'activité du chémoréflexe périphérique diminue directement la fonction du baroréflexe artériel chez les patients IC et que cette interaction contribue à l'hyperactivité sympathique. Notre équipe avait déjà démontré qu'au cours de l'IC, l'insuffisance rénale (IR) et l'anémie contribuent à l'augmentation de l'activité du SNS. Bien que la dysfonction rénale et l'anémie aient été largement étudiées séparément dans l'IC, des données épidémiologiques suggèrent également que l'IR peut coexister avec l'anémie chez les patients atteints d'IC dans ce qu'on désigne par le "syndrome d'anémie cardio-rénale". Nous avons démontré que ce syndrome au cours de l'IC est associé à une hyperactivité sympathique médiée à la fois par une activation tonique du chémoréflexe périphérique et une atténuation du baroréflexe artériel. Le syndrome du Tako Tsubo est une cardiomyopathie de stress caractérisée par une insuffisance ventriculaire gauche aiguë réversible. La physiopathologie exacte reste inconnue, mais l'hyperactivation sympathique semble jouer un rôle fondamental. Nous avons démontré par microneurographie la présence d'une hyperactivation du SNS dans la phase subaiguë de la maladie associée à une altération du baroréflexe périphérique. La sténose aortique (SA) est, dans les pays développés, la plus fréquente de toutes les maladies cardiaques valvulaires. Le remplacement valvulaire aortique transcathéter (TAVI) est une option thérapeutique émergente chez les patients avec une SA sévère symptomatique à haut risque chirurgical. La SA est associée à une morbi-mortalité cardiovasculaire accrue. Nous avons souhaité apprécier si au cours de la SA il existait une hyperactivité du SNS qui pouvait contribuer à expliquer le pronostic réservé des patients et être la cible du TAVI. Nous avons montré que les patients atteints de SA ont une activité du SNS augmentée et qui est associée à une diminution du gain du baroréflexe périphérique. Le TAVI normalise ces paramètres. Au total, ce travail de thèse a permis d'identifier de nouveaux mécanismes contribuant à l'hyperactivité du tonus sympathique au cours de l'insuffisance cardiaque, de la sténose aortique et de la cardiomyopathie du Tako Tsubo. L'hyperactivité du SNS jouant un rôle critique dans l'insuffisance cardiaque, la connaissance des mécanismes physiopathologiques qui la sous-tendent pourrait permettre l'identification et/ou la validation de nouvelles stratégies pour son traitement. / Sympathetic nervous system (SNS) abnormalities contribute to the development of some cardiovascular diseases such as heart failure (HF) and stress cardiomyopathies. These abnormalities involve persistent, adverse activation of SNS in HF and episodic sympathetic activation in stress cardiomyopathies. Less is still known about the role of SNS in valvular heart diseases. Our PhD work had as a purpose to analyse, by microneurography, the activity of SNS and its modulation by physiological reflex arcs, during HF, with and without comorbidities (including anemia and kidney failure), in stress cardiomyopathies and during aortic stenosis. SNS hyperactivity participates in the initiation and progression of HF being also a prognostic marker and a therapeutic target. The fundamental mechanisms underlying the activation of SNS in HF remain uncertain. One hypothesis would include a decrease in inhibitory reflexes activity, such as peripheral arterial baroreflex and an increase in excitatory reflexes activity, such as peripheral arterial chemoreflex. With our first work we report that the increased activity of peripheral chemoreflex directly decreases the arterial baroreflex function in HF patients and that this interaction contributes to sympathetic hyperactivity. Our team had already shown that during HF, renal dysfunction and anemia contribute to the increased activity of SNS. Although renal dysfunction and anemia have been widely studied separately in HF, epidemiological data also suggest that renal impairment can coexist with anemia in HF patients in the so called "cardio-renal anemia syndrome". We demonstrated that this syndrome during HF is associated with elevated sympathetic activity mediated by both tonic peripheral chemoreflex activation and arterial baroreflex impairment.The Tako Tsubo (TTC) is a stress cardiomyopathy characterized by acute reversible left ventricular failure. The exact pathophysiology remains unknown but sympathetic hyperactivation seems to play a fundamental role. We reported by microneurography the presence of SNS hyperactivation in the subacute phase of the disease associated with impairment in arterial baroreflex.In developed countries, aortic stenosis (AS) is the most prevalent of all valvular heart diseases. Transcatheter aortic valve implantation (TAVI) is an emerging therapeutic option in symptomatic patients with severe AS at high surgical risk. AS is associated with increased cardiovascular morbidity and mortality. We wanted to assess whether in AS sympathetic hyperactivity existed that could help to explain the poor prognosis of these patients and be the target of TAVI. We have shown that AS patients have an increased SNS activity that is associated with reduced peripheral baroreflex gain. The TAVI normalizes these parameters.On the whole this PhD work identified new mechanisms that contribute to SNS hyperactivity in heart failure, aortic stenosis and Tako Tsubo cardiomyopathy. Since SNS hyperactivity plays a critical role in heart failure, knowledge of the pathophysiological mechanisms that underlie it could allow identification and/or validation of new strategies for its treatment.

Les maladies rénales chroniques (MRC) et l'insuffisance rénale aiguë (IRA) sont des problèmes essentiels de santé publique en raison de l'augmentation continue de leur fréquence et du manque de solutions thérapeutiques contre ces maladies. L'acide lysophosphatidique (LPA) est un lysophospholipide bioactif qui induit un large éventail de réponses cellulaires par le biais de récepteurs membranaires spécifiques (LPA1 à LPA6) couplés aux protéines G. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets biologiques et au métabolisme du LPA dans les MRC et l'IRA. Des travaux antérieurs de l'équipe avaient montré que le LPA contribuait, via le récepteur LPA1, au développement de la fibrose tubulointerstitio (TIF) dans un modèle de MRC chez la souris : l'obstruction urétérale. Dans la première partie de la thèse nous avons étudié l'implication du LPA dans un modèle plus avancé de MRC: la néphrectomie subtotale (SNX) chez la souris. Nos travaux ont montré que 5 mois après chirurgie les souris (SNX) développaient une albuminurie massive associée à une TIF sévère et à une hypertrophie glomérulaire. Chez ces souris la concentration en LPA mesurée par chromatographie liquide en spectrométrie de masse en tandem était augmentée dans l'urine et étroitement corrélée à l'albuminurie et à la TIF. En parallèle, nous avons observé une diminution de l'expression rénale des Lipid-Phosphate Phosphatases (LPP 1, 2 et 3) responsables de l'inactivation du LPA. Nous avons également observé que l'expression rénale des récepteurs LPA1, 2, 3 et 4 était diminuée chez les souris Snx. Nous avons conclu que les effets délétères éventuels du LPA dans le développement de la MRC chez les souris SNX était vraisemblablement lié à une augmentation de sa production rénale plutôt qu'à une sensibilité accrue du rein au LPA. Des travaux antérieurs avaient montré que l'injection de LPA protégeait contre l'apparition des lésions rénales induites par ischémie/reperfusion chez la souris. Une autre étude avait montré que le LPA permettait d'atténuer l'inflammation systémique et les dommages aux organes induits par un choc septique. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié l'influence du LPA sur l'IRA induite par une endotoxémie au LPS (lipopolysaccharide) chez la souris. Nous avons observé que l'injection de LPA permettait d'atténuer l'élévation d'urée et de créatinine plasmatiques, ainsi que l'augmentation d'expression rénale de cytokines inflammatoires (IL-6, TNFa, MCP-1) induites par le LPS. Le LPA a également empêché la baisse d'expression rénale du facteur PGC1a ainsi que les altérations ultra-structurales des mitochondries rénales induites par le LPS. In vitro, le LPA atténue l'augmentation d'expression des cytokines pro-inflammatoires (TNFa et MCP-1) induite par le LPS dans les macrophages RAW264. Enfin, nos travaux ont montré que l'endotoxémie au LPS chez la souris entrainait une réduction de la concentration urinaire de LPA associée à une réduction des enzymes anaboliques LPA (autotaxine et acylglycérol kinase) et une élévation de l'expression de de LPP2, dans le cortex rénal. Nous en avons conclu que l'IRA associée à l'endotoxémie pourrait être liée, au moins en partie, à une réduction de la production rénale de LPA et, par voix de conséquence, de ses effets anti-inflammatoires protecteurs de la fonction rénale. En conclusion, notre travail montre que les variations de production rénale de LPA pourraient jouer un rôle important dans le développement des maladies rénales. L'augmentation du LPA dans les MRC favoriserait ses effets délétères (fibrose, inflammation). Sa réduction dans l'IRA réduirait ses effets anti-inflammatoires. Cibler le catabolisme LPA pourrait donc être une approche intéressante dans le traitement des maladies rénales. / Both chronic kidney diseases (CKD) with consecutive development of end stage renal disease (ESRD) and acute kidney injury (AKI) represent worrying problems for healthcare system due to its increased frequency and the lack of efficient treatments. Lysophosphatidic acid (LPA) is a bioactive lysophospholipid that elicits a wide range of cell responses (proliferation, migration, transformation, contraction etc.) through the activation of specific G protein-coupled receptors (LPA1 to LPA6). In this work we were interested in involvement of the LPA and changes in its metabolism in CKD and AKI. Previous works showed that LPA exerts pro-fibrotic activity and contributes to development of tubulointerstitioal fibrosis (TIF) after ureteral obstruction through activation of LPA1 receptors. In the first part of the thesis we were interested whether LPA signalization is involved in more advanced model of the disease. We found that 5 months after subtotal nephrectomy (SNX) mice develop massive albuminuria, TIF and glomerular hypertrophy compared to control animals. LPA concentration measured by liquid chromatography tandem mass spectrometry was increased in urine but not in plasma of animals. That increase in LPA significantly correlated with albuminuria and TIF. In addition we found a decreased renal expression of lipid phosphate phosphatases (LPP1, 2 and 3) that are responsible for the degradation of LPA by dephosphorylation. Moreover, the expression of LPA1-LPA4 receptors is down-regulated, whereas LPA5 and LPA6 are unchanged. We concluded here that the possible deleterious effect of LPA in the development of CKD in SNX mice was likely related to its increased production rather than an increased sensitivity of the kidney to LPA. Since LPA was reported previously to protect kidney damage in the course of ischemia/reperfusion injury, and that it was able to mitigate the systemic inflammation and organ damage in sepsis, we were interested in second part of the thesis to determine whether exogenous and/or endogenous LPA might protect against sepsis-associated AKI. C57BL/6 mice were treated with exogenous LPA 18:1 1 hour before being injected with the lipopolysaccharide (LPS) and AKI was analyzed after 24h. LPA pre-treatment significantly mitigated the LPS-induced elevation of plasma urea and creatinine, lessened the up-regulation of inflammatory cytokines (IL-6, TNFa, MCP-1) and completely prevented the down-regulation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha (PGC1a) in kidney. LPA also prevented LPS-mediated alterations of renal mitochondria ultrastructure. In vitro, pre-treatment with LPA 18:1 (10 µM) significantly attenuated LPS-induced up-regulation of the pro-inflammatory cytokines (TNFa and MCP-1) in RAW264 macrophages. In addition we found that LPS led to the reduction of urinary LPA concentration that was associated with a reduction in LPA anabolic enzymes (autotaxin and acylglycerol kinase), and an elevation in LPA catabolic enzyme (lipid phosphate phosphatase 2) expression in kidney cortex. We concluded hereby that exogenous LPA exerts protection against endotoxemia-induced kidney injury. Moreover, the observation that LPS reduces the renal production of LPA suggests that sepsis-associated AKI could be mediated, at least in part, by alleviation of the protective action of endogenous LPA. In general our work shows that LPA local metabolism is altered in both forms of kidney diseases. In course of sepsis-induced AKI LPS leads to increased local catabolism of LPA leading to low availability of the phospholipid and alleviating its protective effect whereas in advanced CKD the local catabolism of the phospholipid is decreased with subsequent increase of urine LPA that favors development of the disease. Targeting LPA catabolism can be an interesting approach in treatment of kidney diseases.

L'insuffisance rénale chronique (IRC) demeure un problème de santé publique du fait de l'augmentation de sa prévalence. Malgré l'amélioration de la prise en charge, le taux de mortalité reste plus élevé comparé à la population générale. Parmi les causes de décès, les maladies cardiovasculaires, d'origine multifactorielle (élargissement et hypertrophie des artères, athérosclérose, calcifications vasculaires et valvulaires) sont au premier plan. A côté des facteurs de risque classiques, des facteurs non traditionnels, liés aux perturbations métaboliques de l'IRC, ont été mis en évidence, comme l'inflammation, la malnutrition, le stress oxydant, les anomalies du métabolisme minéralo-osseux. La meilleure connaissance de la physiopathologie de la vasculopathie de l'IRC permet d'émerger de nouveaux biomarqueurs pour stratifier le risque cardiovasculaire chez l'IRC.OBJECTIFS-METHODOLOGIE GENERALE : Nous avons réalisé une approche biochimique pour explorer trois composantes du risque cardiovasculaire chez l'IRC : stress oxydant, perturbations qualitatives des HDL (high-density lipoprotein) et métabolisme minéralo-osseux.RESULTATS : Dans une première publication la production d'anion superoxyde a été évaluée, via une méthode de chemoluminescence, en fonction du stade de l'IRC. Alors que la surproduction de formes réactives de l'oxygène est bien connue au stade 5d et peut être liée à la procédure dialytique, il existe peu de données aux stades précoces. Notre étude a porté sur 136 patients IRC non dialysés des stades 1à 5. Les résultats montrent que la production de FRO est assurée aux stades 4 et 5. Un bas débit de filtration glomérulaire (MDRD<30ml/min/1.73m2), l'inflammation (fibrinogène >3.7g/l) et des taux anormaux d' HDL (<1.42mM et >1.75mM) apparaissent comme les principaux déterminants du stress oxydant chez l'IRC non dialysé.Alors que dans la population générale, un taux bas de HDL est reconnu comme un facteur de risque important, nous avons montré (publication 1) que des taux anormaux de HDL, bas comme hauts, étaient indépendamment associés au stress oxydant chez les sujets IRC. Dans une deuxième publication, nous avons précisé la composition des HDL en se basant sur d'éventuelles modifications qualitatives des protéines associées à la structure des lipoprotéines. Une étude protéomique a été réalisée chez 7 patients hémodialysés versus 7 sujets sains. Nous avons retrouvé 40 protéines exprimées différemment sur les 122 identifiées, dont l'apoCII, l'apoCIII qui sont significativement augmentées et la transferrine abaissée. Ces protéines interviennent dans de nombreuses fonctions comme la réponse inflammatoire, l'activation du complément, la régulation de l'oxydation des lipoprotéines, l'homéostasie des cations.Dans une troisième publication, l'épuration du FGF23, phosphatonine impliquée dans les anomalies du métabolisme minéralo-osseux, été étudiée chez l'hémodialysé chronique en fonction de la techniques de dialyse (hémodialyse (HD) high flux versus hémodiafiltration on line (OL-HDF)). Notre étude a porté sur 53 patients dans le groupe HD et 32 patients dans le groupe OL-HDF. Dans les deux groupes le taux de FGF23 en post-dialyse est significativement plus bas qu'en pré-dialyse. Cependant, le taux de réduction, la clairance et le KT/V du FGF23 sont significativement plus bas dans le groupe OL-HDF.CONCLUSION-PERSPECTIVES : Chez l'IRC, avec l'appariation de facteurs de risque non traditionnels, de nouveaux biomarqueurs ont émergés dans la stratification du risque cardio-vasculaire. Ces biomarqueurs peuvent devenir des bioacteurs et représenter de nouvelles cibles d'action et de prévention de l'atteinte cardio-vasculaire chez l'IRC. La complexité des mécanismes physiopathologiques impliqués, nous incite à proposer des approches multimarqueurs. Actuellement des études biocliniques se poursuivent en mettant en place des cohortes régionales de patients aux stades 1 à 5 et de patients incidents en dialyse. / BACKGROUND: Chronic kidney disease (CKD) is a public health problem because of its increasing prevalence. Despite care improvements, the mortality rate remains higher compared to general population. Among causes of death, cardiovascular diseases with multifactorial origins (enlargement and hypertrophy of arteries, atherosclerosis, vascular and valvular calcifications) are in the foreground. Besides the traditional risk factors, non-traditional factors associated with metabolic disorders in CKD were bring out, such as inflammation, malnutrition, oxidative stress, mineral and bone disorder. A better knowledge of vasculopathy physiopathology in CKD allows the emergence of new biomarkers to stratify cardiovascular risk in CKD.AIMS-METHODOLOGY: We performed a biochemical approach to explore three components of cardiovascular risk in CKD: oxidative stress, qualitative alterations of HDL (high-density lipoprotein) and mineral and bone disorder.RESULTS: In a first publication, the superoxide anion production, according to the stage of CKD, was assessed using a chemiluminescence method. While the overproduction of reactive oxygen species is well known at the 5d stage of CKD and may be related to the dialysis procedure, there are few data in the early stages. Our study included 136 non-dialysis patients at stages 1 to 5 of CKD. Results showed an enhanced superoxide production at the pre-dialysis phase, stages 4 and 5 of CKD. Reduced glomerular filtration rate (MDRD <30 ml / min / 1.73m2), inflammation (fibrinogène≥3.7g / l) and abnormal levels of HDL (<1.42mM and ≥1.75mM) appears as main determinants of oxidative stress in non-dialysis CKD patients.While in general population, a low HDL rate is recognized as an important risk factor, we showed (publication 1) that abnormal levels of HDL, low as high, were independently associated with oxidative stress in CKD subjects. In a second publication, we have defined the HDL composition based on qualitative changes in the structure of proteins associated with lipoproteins. A proteomic study was performed in 7 patients on hemodialysis versus 7 healthy subjects. We found 40 proteins differently expressed on the 122 identified, including apoCII, apoCIII which are significantly increased and transferrin lowered. These proteins are involved in many functions such as inflammatory response, complement activation, regulation of lipoprotein oxidation and homeostasis cations. In a third publication, the removal of FGF23, phosphatonin involved in mineral and bone metabolism, was studied in chronic hemodialysis according to the dialysis techniques (high flux hemodialysis (HD) versus on line hemodiafiltration (OL- HDF)). Our study included 53 patients in the HD group and 32 patients in the OL-HDF group. In both groups the rate of FGF23 in post-dialysis was significantly lower than in pre-dialysis. However, rate of reduction, clearance and KT / V of FGF23 were significantly lower in the OL-HDF group.CONCLUSION-PROSPECTS: In the IRC, with the appearance of non traditional risk-factors, new biomarkers have emerged in the stratification of cardiovascular risk. These biomarkers can become bioactors and represent novel targets of action and prevention in the cardiovascular disease in CKD. The complexity of the involved physiopatholological mechanisms, leads us to propose multimarkers approaches. Currently bioclinical studies continue with the constitution of regional cohorts of patients at stages 1 to 5 of CKD and incident dialysis.

La calcification vasculaire est l’accumulation de cristaux de calcium dans les vaisseaux sanguins à travers un processus pathologique qui ressemble à la formation de l’os ou du cartilage. Elle apparaît notamment chez les patients diabétiques ou atteints d’une insuffisance rénale chronique. La conséquence principale de la calcification vasculaire est la perte de l’élasticité qui est indispensable pour la fonction des larges artères, elle est de plus associée à la mortalité des patients hémodialysés. Les traitements contre la calcification vasculaire sont généralement limités à ceux qui corrigent les facteurs causatifs des problèmes de santé mais aucune intervention efficace, spécifique et ciblée n’est disponible. Par conséquence, une compréhension profonde des mécanismes moléculaires impliqués dans la calcification vasculaire est nécessaire dans le but de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques. La phospholipase D catalyse l’hydrolyse des phospholipides en acide phosphatidique et une tête polaire, elle est aussi impliquée dans différentes fonctions cellulaires et maladies. Il a été démontré qu’elle peut être activée par des facteurs impliqués dans l’ostéogenèse et par d’autres impliqués dans la calcification vasculaire. Ainsi, nous avons étudié le rôle de la phospholipase D dans la calcification vasculaire dans 3 modèles différents. Le premier est un modèle in-vitro de cellules musculaires lisses murines (lignée cellulaire MOVAS), elles sont cultivées en présence d’acide ascorbique et de β-glycérophosphate. Le deuxième est un modèle ex-vivo d’explants d’aortes cultivés en présence de fortes concentrations de phosphate et le troisième est un modèle in-vivo d’insuffisance rénale chronique produite chez des rats. Dans ce dernier modèle, la calcification vasculaire est induite par un régime riche en phosphore et en calcium et par des injections de vitamine D active. La calcification dans ces trois modèles a été suivie par l’analyse de la minéralisation en dosant les dépôts de calcium, de l’activité phosphatase alcaline, et de l’expression de différents marqueurs ostéo-chondrocytaires. Une augmentation de l’expression génique de Pld1 a été observée dans les trois modèles, en particulier au cours des premières étapes de la calcification, et a été accompagnée d'une activité accrue de la phospholipase D dans les modèles in vitro et ex-vivo. L’inhibition de l’activité phospholipase D dans ces deux modèles ou de la phospholipase D1 dans le modèle MOVAS a bloqué complètement la calcification. Par contre, l’inhibition spécifique de la phospholipase D2 n’a pas montré des effets significatifs. Deux voies par lesquelles la phospholipase D peut être activée ont été testées, la voie de la protéine kinase C et la voie de la sphingosine-1-phosphate. Ces deux voies métaboliques se sont révélées être impliquées dans le processus de calcification mais pas forcément dans l’activation de la phospholipase D au cours de ce processus. Des résultats préliminaires ont montré que la phospholipase D pourrait agir après activation de la sphingosine kinase 2 dont l’activité s’est avérée nécessaire pour la calcification dans le modèle MOVAS. Des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre par quels mécanismes la phospholipase D est activée et comment elle agit. La phospholipase D pourrait être une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de la calcification vasculaire vu que son inhibition ne semble pas avoir des effets secondaires chez les patients / Vascular calcification is the accumulation of calcium phosphate crystals in blood vessels via a pathological process that resembles physiological bone or cartilage formation. Calcification in the medial layer is mainly seen in diabetic and chronic kidney disease patients. Its main consequence is the loss of elasticity which is indispensable for the function of large arteries. Accordingly, vascular medial calcification was significantly associated with mortality in hemodialysis patients. Vascular calcification treatments are limited to those that correct its causative health problems, but no efficient, specific and targeted interventions are available. Therefore, a deep understanding of its molecular mechanisms is needed to find novel therapeutic targets. Phospholipase D catalyses the hydrolysis of phospholipids into phosphatidic acid and a head group. It is implicated in different cellular functions and diseases. It was found to be activated by factors involved in osteogenesis and others involved in vascular calcification. Thus, we investigated its role in vascular calcification in 3 models: an in-vitro model of murine smooth muscle cell line MOVAS cultured with ascorbic acid and β-glycerophosphate, an ex-vivo model of rat aortas cultured in high phosphate medium, and an in-vivo model of adenine-induced kidney disease in rats in which vascular calcification is induced by further administration of high phosphorus/calcium diet and active vitamin D injections. Calcification was detected in these models using different approaches including alkaline phosphatase activity, calcium dosage, and/or evaluation of osteo-chondrocytic markers expression. Pld1 expression was seen upregulated in all the three models, especially during early stages of calcification, and was accompanied with increased phospholipase D activity in the in-vitro and ex-vivo model. The inhibition of total phospholipase D activity in these two models, or that of phospholipase D1 in case of MOVAS model, abolished calcification. Phospholipase D2-specific inhibition did not induce significant effects. Two pathways by which phospholipase D can be activated were tested, protein kinase C and sphingosine 1-phosphate pathways, but they were found to be involved in calcification but not necessary for phospholipase D activation during this process. Alternatively, the preliminary results showed that PLD may be acting by activation of sphingosine kinase 2 whose activity was found necessary for calcification in the MOVAS model. Further investigations are needed to understand the mechanisms by which phospholipase D is activated and by which it is acting. Phospholipase D could be a novel target for vascular calcification especially that its inhibition in patients did not induce adverse health effects

Le but de ce travail était de déterminer les effets de la pratique d'activité physique sur le phénotype osseux et l'adiposité médullaire en cas d'insuffisance pondérale selon deux approches complémentaires, chez l'humain et chez les souris. La première étude a été menée sur 24 femmes normo-pondérées et 13 femmes en sous-poids âgées entre 20 et 35 ans. Cette étude a montré que les femmes en sous-poids présentent une faible masse osseuse au niveau du corps entier, rachis lombaire et col fémoral et une altération de la géométrie du col fémoral par rapport aux femmes normo-pondérées, et un score de l'os trabéculaire sur la limite inférieure de la normale. La VO₂ₘₐₓ (L/min) était parmi les principaux déterminants des paramètres osseux chez les jeunes femmes quel que soit leur indice de masse corporelle. Les résultats de cette première étude suggèrent que l'augmentation de la VO₂ₘₐₓ (L/min) sont essentiels pour prévenir la perte osseuse chez les jeunes femmes en sous-poids. La deuxième étude a été menée sur des souris femelles jeunes adultes soumises à un exercice physique volontaire dans une roue combinée à une restriction alimentaire (restriction de 50% de l'apport ad libitum) pendant 15 et 55 jours. Cette étude a démontré que la perte pondérale liée à la restriction alimentaire présente des répercussions négatives sur l'os cortical avec peu d'effets néfastes sur l'os trabéculaire et est associée à une augmentation du nombre des adipocytes médullaires dès 15 jours de restriction. Cette étude a également démontré que l'exercice physique volontaire dans une roue ne protège pas contre les modifications de l'architecture osseuse et l'accumulation de l'adiposité médullaire liées à la restriction alimentaire. Parce que la ghréline est apparue comme régulateur potentiel de l'adiposité médullaire, la troisième étude a été menée sur des souris femelles jeunes adultes dépourvues du récepteur de la ghréline (Growth Hormone Secretagogue Receptor, Ghsr-/-) soumises à une restriction alimentaire (restriction de 50% de l'apport ad libitum) combinée à un exercice physique volontaire dans une roue de 21 jours. Cette étude a démontré que la ghréline est un médiateur clé de l'expansion de l'adiposité médullaire associée à la restriction alimentaire suite à l'activation du GHSR et que la restriction alimentaire est nécessaire pour révéler certaines différences dans la microarchitecture osseuse associée à l'invalidation du GHSR. / The aim of this work was to determine the effects of physical activity on bone phenotype and bone marrow adiposity in underweight conditions using two complementary approaches, on human and on mice. The first study was conducted on 24 normal weight women and 13 underweight women aged 20-35 years. This study showed that underweight women have appropriately lower bone mass at the whole body, lumbar spine and femoral neck and altered femoral neck geometry compared to normal weight women, and a trabecular bone score on the lower limit of normal. VO₂ₘₐₓ (L/min) was considered as strong determinant of bone parameters in young adult women regardless of their body mass index. The results of this first study suggest that increasing VO₂ₘₐₓ (L/min) is essential to prevent bone loss in underweight young women. The second study was conducted on young adult female mice subjected to voluntary wheel running and food restriction (50% of ad libitum intake) during 15 and 55 days. This study demonstrated that weight loss related to food restriction has a negative impact on cortical bone with few adverse effects on trabecular bone and is associated with an increase in the number of bone marrow adipocytes already after 15 days of restriction. This study also showed that voluntary wheel running exercise does not protect against changes in bone architecture and accumulation of bone marrow adiposity related to food restriction. Because ghrelin appeared as a potential regulator of bone marrow adiposity, the third study was conducted on young adult mice lacking the ghrelin receptor (Growth Hormone Secretagogue Receptor, Ghsr-/-) subjected to voluntary wheel running and food restriction (50% of ad libitum intake) during 21 days. This study demonstrated that ghrelin is a key mediator of food restriction - associated bone marrow adiposity expansion through activation of GHSR and that food restriction is necessary to reveal some differences in bone microarchitecture associated to GHSR invalidation.

No description available.