Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les valvulopathies cardiaques sont des maladies cardiaques fréquentes. Certaines se traduisent par un manque de coaptation des valves, on désigne ce type de pathologie sous le terme d’insuffisance. Le traitement standard de ces valvulopathies consiste à remplacer les valves malades par des valves prothétiques. L'absence de substitut valvulaire idéal et les inconvénients inhérents au matériel prothétique et à la nécessité d’un traitement anticoagulant, incitent à favoriser, chaque fois que cela est possible, les techniques de chirurgie conservatrice des valves. Actuellement, la réparation de la valve aortique demeure un défi chirurgical. En revanche en ce qui concerne la valve mitrale une réparation est plus souvent réalisable. Cependant, la faisabilité et le résultat final, dépends du mécanisme de la fuite, de l’extension des lésions ainsi que de la technique de réparation chirurgicale utilisée. C’est pour tenter de surmonter tous ces obstacles qu’est né le projet d’étude des forces magnétiques d’aimants permanents comme traitement complémentaire à une plastie ou comme traitement exclusif, pour rétablir une coaptation valvulaire efficace. Pour concrétiser cette idée, nous avons réalisé notre recherche en trois étapes essentielles : 1- La conception d’un système magnétique d’aide à la coaptation. 2- Une étude de faisabilité portant sur la vérification du fonctionnement des aimants in vitro et in vivo. 3- La vérification de l’efficacité de la force magnétique pour atteindre la coaptation nécessaire pour corriger l’insuffisance valvulaire. Cette recherche a été réalisée en étroite collaboration entre le service de Chirurgie Thoracique et Cardio-vasculaire du groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière à Paris et le groupe de recherche électrodynamique - GREM3 - du Laboratoire LAPLACE à Toulouse. Les aimants ont été fabriqués en tenant compte des facteurs suivants : la biocompatibilité, la conservation de l'aimantation en milieu sanguin, la flexibilité mécanique des éléments implantés, et la nécessité de stérilisation. L'une des préoccupations principales était d’obtenir une force magnétique adaptée pour fermer la valve et permettre son ouverture en fonction du cycle cardiaque. Dans un deuxième temps, sur la base des concepts précédemment décrits, et après réalisation des tests in vitro, une étude expérimentale a été réalisée in vivo en vue de démontrer la faisabilité du projet. Cette phase d’expérimentation animale a consisté en l’implantation d’aimants permanents sur la valve aortique chez sept moutons gardés en vie pendant 3 mois. Les résultats ont été satisfaisants : aucun prolapsus iatrogène, parfaite bio-tolérance des aimants implantés sans nécessité de traitement anticoagulant, absence de réaction inflammatoire visible à l’autopsie après sacrifice des moutons au troisième mois postopératoire. En dernier lieu, afin d’étudier la valeur de la force magnétique nécessaire pour atteindre la coaptation souhaitée dans l’insuffisance valvulaire, trois modèles d’aimants ont été implantés chez quatre moutons. Malheureusement les résultats n’ont pas été entièrement satisfaisants. Actuellement, forts des enseignements tirés de ces expériences, nous tentons d’améliorer le problème de fabrication des aimants ; de nouveaux aimants sont en cours de réalisation. A notre connaissance, l’utilisation de la force magnétique pour corriger l'insuffisance valvulaire n'a jamais été rapportée dans la littérature. Même si la phase d’expérimentation des aimants destinés à traiter ces insuffisances valvulaires n’est pas arrivée à son terme, nous avons montré la faisabilité du concept sur valve saine. Ce champ d'investigation doit continuer à être exploré compte tenu des avantages qu’ont ces aimants. D’une part, ils sont techniquement faciles à poser et pourraient donc permettre de réaliser une réparation rapide et reproductible des valves. D’autre part, en raison de cette simplicité, on pourrait envisager une implantation par voie percutanée exclusive, ouvrant alors une voie nouvelle, en matière de chirurgie conservatrice des insuffisances valvulaires cardiaques (aortique et mitrale). / Valvular heart diseases are important cardiac pathology and valvular heart insufficiency is one of them. The standard treatment is valve replacement with prosthetic valve. Lacks of ideal prosthetic valve and the drawbacks inherent in prosthetic material and anticoagulant therapy, encourage us to develop techniques of conservative surgery of the valve. Today, repair of the aortic valve remains a surgical challenge, but mitral valve repair is frequently possible. However, the result and possibility of repair depends on the mechanism of insufficiency and the extension of the lesion of the mitral valve. For overcoming all these obstacles, we proposed the theory to study of the magnetic forces of permanent magnets as an adjuvant, or as exclusive treatment to restore effective valve coaptation. To realize this idea, we based our research on three steps: 1 - Characterization of magnets required. 2 - Feasibility study of the magnets in vitro and in vivo 3 - Verification of the effectiveness of the magnetic force to achieve the desired coaptation in valvular insufficiency. This research is done in collaboration between the department of Thoracic and Cardiovascular surgery of Pitié-Salpêtrière hospital in Paris and the research group Electrodynamics - GREM3 LAPLACE Laboratory in Toulouse. The magnets were fabricated by taking into account the following factors: lowprofile and permanency; biocompatibility; the conservation of magnetization in a blood medium; mechanical flexibility of the implanted elements; and the possibility of sterilization. One of the main concerns was to elaborate the adapted intensity of the magnetic force, such that it would be sufficiently strong to close the valve, yet be weak enough to allow valve opening during cardiac cycle. To assess the feasibility, before conducting experiments in animals, in vitro data were obtained and judged appropriate by using a circulating pig heart model with a paracorporeal pneumatic (Thoratec®) ventricular assist device. The phase of animal testing was carried out by the establishment of three permanent magnets on the aortic valve in seven sheep kept alive for 3 months and the results were satisfactory: - No iatrogenic prolepses, - Perfect bio-tolerance without the need for anticoagulation - No visible inflammatory reaction at autopsy on the third postoperative month. Finally, to study the effectiveness of the magnetic force to achieve the desired coaptation in valvular insufficiency, three models of magnets have been tested on 4 sheep, but the results were not satisfactory. Currently we try to solve the problem and new magnets are by the way of conception. To our knowledge, the use of magnetic force to correct valvular incompetence has never been reported. Even if the experimental phase of magnets for treating valvular insufficiency has not reached its conclusion, we demonstrated the feasibility of the concept of healthy valve. This field of investigation must continue to be explored because the magnets have several advantages. On the one hand, they are technically easy to perform, and could thus allow a rapid repair. On the other hand, because of this simplicity, we could consider a percutaneous implantation, which will open a new way for conservative surgery in valvular insufficiency.

L'allongement de l'espérance de vie a fait de l'insuffisance cardiaque (IC) l'un des problèmes majeurs de santé publique. Le syndrome métabolique (SMet) et l'hypertension sont deux facteurs conduisant à l'IC. Les modifications qui interviennent au niveau structural et cellulaire de la paroi artérielle dans le SMet, l'hypertension et l'IC pourraient entraîner des anomalies de l'hémostase qui aggravent ces tableaux cliniques. Nous avons montré au cour de ce travail les modifications du phénotype de l'hémostase dans différents modèles animaux de pathologies impliquées dans la mise en place de l'IC. L'altération de l'hémostase précède les modifications de la paroi et pourrait favoriser le développement de l'IC chez le rat Zucker. Le modèle de rat spontanément hypertendu SHR présente une hypercoagulablité de la paroi via les cellules musculaires lisses. Ces résultats ne permettent pas d'impliquer uniquement l'hypertension artérielle dans l'hypercoagulabilité plasmatique trouvée chez le rat Zucker. L'activation du récepteur à l'aldsotérone au niveau endothélial chez la souris induit un phénotype antithrombotique provoqué par une augmentation de la réactivité du système anticoagulant de la protéine C, via son récepteur, l'EPCR. L'étude d'une cohorte de patients insuffisants cardiaques a permis de distinguer des paramètres de fonction cardiaque et de rigidité artérielle. Cette caractérisation est indispensable pour comprendre les mécanismes des événements thrombotiques associés à l'IC. La conclusion de ce travail est que les pathologies pouvant conduire à la mise en place d'une IC modifient l'hémostase vers un état d'hypercoagulabilité qui fait intervenir la paroi artérielle / Increasing life span has made heart failure (HF) a major issue for public health. The metabolic syndrome (MetS) and hypertension are two important factors which can lead to HF. Structural and cellular modification occurring in the arterial wall in the MetS, hypertension and HF may provoke hemostasis alterations that can worsen the clinical situation. We have shown in this work, hemostasis modifications in animal models of pathologies implicated in HF development. Hemostasis alterations were shown to precede functional modifications of the arterial wall and could favor HF development in Zucker rats. Spontaneously hypertensive rats showed an arterial wall hypercoagulability via smooth muscle cells. These results don't permit the implication of hypertension in the hypercoagulable state found in the Zucker rat. A mouse model with aldosterone receptor activation in the endothelium lead to a hypocoagulable state by increasing the protein C anticoagulant system via his receptor, the EPCR. Studying a human HF patient cohort permitted the measurement of cardiac function and of arterial stiffness parameters. This characterization is important to understand thrombosis events associated with HF in humans. The general conclusion of this work is that, in pathologies leading to HF, modification of hemostasis to a procoagulable state, implicates the arterial wall

Le réseau lymphatique permet le drainage des liquides interstitiels, le transport des cellules immunitaires et intervient dans le métabolisme lipidique. La dérégulation de ce système est impliquée dans de nombreuses pathologies comme les lymphœdèmes, le rejet de greffe ou encore l'échappement tumoral. Le cœur est pourvu d'un réseau lymphatique abondant dont l'importance n'est apparue que très récemment dans les pathologies ischémiques. En effet, suite à un infarctus du myocarde, la dysfonction lymphatique observée favorise l'œdème et l'inflammation tissulaire, révélant le réseau lymphatique comme un acteur majeur du développement de cette pathologie. Les processus régulant la formation de vaisseaux lymphatiques chez l'adulte sont largement dépendants de facteurs de croissance aux effets pro- ou anti- lymphangiogéniques. Les cellules immunes et plus particulièrement les macrophages sécrètent un grand nombre de ces facteurs et leur importance dans la réponse lymphangiogénique a été montrée dans différentes conditions physio-pathologiques, telles que la lymphangiogenèse tumorale et inflammatoire. Il a longtemps été admis que les macrophages tissulaires provenaient exclusivement de la différenciation de monocytes sanguins. Cependant, l'existence de macrophages provenant de progéniteurs embryonnaires a été récemment mise en évidence. Dorénavant, les macrophages tissulaires résidents sont perçus comme des populations hétérogènes pouvant prétendre à des différences fonctionnelles. A ce jour, les modifications du réseau lymphatique et les mécanismes permettant sa régulation, au cours de pathologies non ischémiques, n'ont pas été abordées. Ainsi, nous avons entrepris d'identifier et de caractériser les différentes populations de macrophages cardiaques participant à la régulation du réseau lymphatique suite à une surcharge barométrique. Nos résultats ont montré une diminution précoce du réseau lymphatique cardiaque dans le cœur murin hypertrophié au cours d'une surcharge de pression induite par constriction de l'aorte transverse. Cette réduction du réseau est associée à la perte d'une population majoritaire de macrophages cardiaques portant le récepteur 1 à l'acide hyaluronique (Lyve-1). Cette population résidente diminue dans le cœur insuffisant, au profit de macrophages infiltrants dérivés de monocytes sanguins. Par ailleurs, en plus d'être corrélée à la baisse du réseau lymphatique cardiaque, la diminution du nombre de macrophages Lyve-1 est proportionnelle à la détérioration de la fonction cardiaque. La prévention de l'infiltration monocytaire a permis de maintenir le pool de macrophages exprimant Lyve-1, le réseau lymphatique et la fonction cardiaques lors d'une surcharge de pression. La caractérisation par RT-PCR des différentes populations de macrophages récupérés par tri cellulaire nous a permis de montrer que les macrophages Lyve-1 présentent des caractéristiques particulières, avec une forte expression de VEGFR3 et NRP2, molécules de signalisation lymphangiogène. De plus, ces macrophages Lyve-1 à la polarisation mixte et à l'activité phagocytaire importante, expriment de nombreux facteurs pro-lymphangiogéniques (VEGFc, VEGFd, IGF1). Ils ont montré une activité pro-lymphangiogène in vitro sur des explants de canal thoracique et sur des cellules endothéliales lymphatiques et in vivo avec la formation de vaisseaux lymphatiques naissants lors de l'injection de ces macrophages Lyve-1 dans le cœur. Leur localisation à proximité des vaisseaux lymphatiques et leur capacité pro-lymphangiogène leurs confèrent un rôle évident dans le maintien du réseau lymphatique lors d'un remodelage cardiaque de surcharge de pression. Ces travaux ont permis l'identification d'une population originale de macrophages cardiaques pouvant entrer dans la régulation du système lymphatique au cours d'une surcharge de pression. / The lymphatic system has recently emerged as an important regulator of the cardiac interstitial fluid compartment and function. Experimental obstruction of lymphatic vessel leads to cardiac œdema, myocardial stiffness, fibrosis and ventricle dysfunction. Following myocardial infarction, stimulation of lymphangiogenesis was found to reduce fibrosis and inflammation and to improve cardiac function. Macrophages have been largely described as important contributors of lymphangiogenesis in inflammatory situations such as cancer. Recently, genetic fate mapping demonstrated that distinct populations of macrophages coexist in the adult heart. In addition to monocyte derived-macrophages that massively colonize injured heart, a subpopulation of tissue-resident macrophages that originates from embryonic precursors persists into adulthood by means of local self- renewal. To date the distinct involvement of cardiac macrophage subpopulations in cardiac lymphatic remodeling and heart failure progression induced by pressure overload is largely unknown. In our study, we observed that expression of Lyve-1 identifies a resident macrophage subset abundant in mouse heart. This Lyve-1 positive macrophage subset decreased rapidly in cardiac remodeling induced by chronic pressure overload. In addition, the number of cells found in heart was positively correlated with the preservation of cardiac lymphatic network and function after transverse aortic constriction (TAC). Blocking recruitment of monocyte derived macrophages expanded Lyve-1 positive macrophages, attenuated cardiac lymphatic remodeling and contractile dysfunction of pressure overloaded heart. Lyve-1 positive macrophages express pro-lymphangiogenic factors and sustain lymphangiogenesis in vitro and in vivo. In conclusion, resident macrophage subset expressing the Lyve-1 receptor participates to maintain cardiac function after chronic pressure overload by mechanisms that may involve the preservation of cardiac lymphatic system. These results provide insight into the regulation of lymphatic homeostasis by tissue resident macrophage during heart failure induced by pressure overload.

Sur le plan épidémiologique, nous avons chez les patients insuffisants rénaux terminaux : · précisé les modalités de stratification selon leur statut diabétique (type 1, type 2, non diabétique), · décrit en Australie et Nouvelle Zélande (registre ANZDATA) leurs principales caractéristiques épidémiologiques : évolution du taux d'incidence, caractéristiques démographiques et médicales, et mortalité selon le statut diabétique, · évalué la surmortalité en dialyse par rapport à la population générale sans prise en compte du statut diabétique (en France), puis en le prenant en compte (en Australie). · décrit le processus d'accès à la transplantation rénale, selon le statut diabétique. Ces résultats originaux permettent de mieux connaître la population des patients insuffisants rénaux chroniques terminaux traités et diabétiques, notamment de type 2, alors qu'ils représentent plus d'un tiers des patients incidents en dialyse. Concernant la mortalité, ces résultats soulignent le pronostic très péjoratif des patients diabétiques insuffisants rénaux, et plus particulièrement de type 1. Sur le plan analytique, nous avons mis en évidence : · qu'il existait une interaction entre le sexe féminin et le statut diabétique en ce qui concerne la mortalité en dialyse. Cette interaction a été mise en évidence dans différentes cohortes locales, régionales ou nationales, en France et en Australie / Nouvelle Zélande. · que l'impact du diabète n'était pas constant au cours du temps chez les femmes dans les cohortes françaises LSCAL et REIN national (ce qui n'a pas été retrouvé dans le registre ANZDATA). Cet effet délétère sur la survie augmente avec le temps passé après 1ère dialyse.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 58-64.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Paris 12 : 2006. / Version électronique uniquement consultable au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 52-55.

Thèse de doctorat : Biologie cellulaire et moléculaire : Paris 12 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Pagination : 224 f. Bibliogr. f. 193-221.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre.