Th.--Méd.--Nancy 1, 1983. N°: 233.

L' insuffisance aortique (lA) chronique est une pathologie cardiaque caractérisée par une surcharge volémique diastolique dans le ventricule gauche (VG) induit par une régurgitation anormale de sang de l'aorte vers le VG. Pour s'adapter, une dilatation et une hypertrophie excentrique du V G s' installe graduellement. Ces mécanismes d'adaptation préservent la fonction cardiaque pendant de nombreuses années, ce qui constitue la phase compensée de l'lA chronique. Toutefois, à plus long-terme, la dilatation et l'hypertrophie du VG vont eux-mêmes contribuer à la détérioration de la fonction cardiaque, menant éventuellement à une dysfonction systolique et/ou diastolique et évoluant ultimement vers l'insuffisance cardiaque (IC). Malgré l'administration prophylactique de vasodilatateurs périphériques tentant de diminuer les charges cardiaques, le taux de mortalité de cette population demeure supérieur à la normale. L' efficacité de ce type de traitement est d' ailleurs controversée. Des évidences de l'activation du système rénine-angiotensine (SRA) et du système adrénergique (SA) lors de l'lA chronique compensée démontrent une certaine similitude avec la physiopathologie de l'IC compensée. Ceci a constitué l'hypothèse de base de cette thèse permettant de considérer par analogie l'lA chronique comme une pré-forme d'IC. Tout comme dans l'IC compensée, l'évolution physiopathologique de l'lA chronique pourrait être influencée par l'activation des systèmes neurohormonaux. L'objectif général de cette thèse était donc d'établir une meilleure compréhension des mécanismes d'adaptations survenant au niveau tissulaire en présence d'lA chronique corrélés à l'évolution de la fonction du VG sur un modèle animal et d'investiguer de nouvelles solutions pharmacologiques en étudiant l'effet fonctionnel et tissulaire de certains traitements dirigés contre l'activation néfaste des systèmes neurohormonaux. Cette étude a permis de démontrer que le SRA et le SA étaient précocement activés en présence d'une lA chronique, bien avant la survenue d'une IC. Des traitements visant à contrer l'activation néfaste de ces systèmes aident à prévenir la dilatation ainsi que l'hypertrophie et préservent la fonction ventriculaire. Un B-bloqueur a même amélioré la survie. Aucun effet bénéfique notable n'a toutefois été observé à l'aide d'un vasodilatateur périphérique pur. Il est donc important de changer les paradigmes actuels concernant cette maladie et de considérer l'importance majeure de la contribution neurohormonale précoce à son évolution physiopathologique.

Résumé: Une des maladies cardiaques les plus sévères est l’insuffisance cardiaque (IC). Un facteur important à la base de l’IC est la mort des cardiomyocytes suite à un déséquilibre du métabolisme énergétique. Une meilleure compréhension des voies signalétiques à la base de ces déséquilibres aiderait donc à comprendre un des mécanismes à la base du développement de l’IC. La protéine ADAP1, reconnue pour être abondante au cerveau, est également présente dans d’autres organes. ADAP1 possède un domaine ArfGAP capable d’inactiver les protéines de la famille Arf et deux domaines PH de liaison aux phosphatidylinositols. ADAP1 est connue pour changer de localisation intracellulaire par l’action de facteurs de croissance. Son action entraîne l’ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondriale (mPTP), menant directement à la mort cellulaire. Il est connu que la protéine AKT est sous le contrôle des mêmes facteurs de croissance qu’ADAP1 et qu'elle contrôle également l'ouverture des mPTPs. Nous avons émis l’hypothèse que dans les cardiomyocytes, ADAP1 transloque vers les mitochondries avec un effet conjoint d’AKT et que ce changement de localisation entraîne la mort cellulaire en stimulant l’ouverture des mPTPs. Afin de vérifier cette hypothèse, plusieurs expérimentations ont eu lieu. Tout d’abord, un immunobuvardage et une PCR quantitative ont révélé la forte expression d’ADAP1 au cœur de rat adulte. L’isolation des cellules cardiaques démontre qu’ADAP1 est majoritairement exprimée chez les cardiomyocytes. Contrairement à ce qui est rapporté chez les neurones, un immunobuvardage de fractions cellulaires a démontré que la forme humaine d’ADAP1 surexprimée est très peu localisée aux mitochondries des cardiomyocytes. Une analyse bio-informatique a permis de postuler que les sites de phosphorylation connus ADAP1 ont un grand potentiel pour être la cible d’AKT. Un essai MTT à démontrer que la double surexpression d’ADAP1 et d’un mutant constitutivement actif d’AKT (AKTca) diminue la viabilité des cardiomyocytes infectés, et ce de façon indépendante du domaine ArfGAP et dépendante de la présence de sérum. Un immunobuvardage sur des fractions cellulaires a démontré qu’AKTca ne modifie pas la localisation d’ADAP1 surexprimée et ne favorise pas sa translocation aux mitochondries. Un immunobuvardage a démontré que l’effet de la double surexpression n’est pas dépendant de la phosphorylation d’ADAP1 par AKTca. Bien qu’ADAP1 a le potentiel de mettre à jour un nouveau mécanisme moléculaire contribuant au développement de l’IC, notre hypothèse ne s’est pas vérifiée, car AKT n’influence pas la localisation d’ADAP1. Le rôle de la protéine ADAP1 chez les cardiomyocytes reste à déterminer et d'autres études sont ainsi requises. / Abstract: One of the most severe heart disease is heart failure. An important factor in the development of this disease is cardiomyocyte death cause d by an imbalance of energy metabolism. A better understanding of the signalling pathway at the base of these imbalances would therefore help to understand the mechanisms underlying the development of this disease. The ADAP1 protein, known to be abundant in the brain, is also present in other organs. This protein, with an enzymatic domain ArfGAP capable of inactivating proteins of the Arf family and two phosphatidylinositols binding domains, is known for changing its intracellular localization by the action of growth factor. ADAP1 mitochondrial localization leads to the formation of mPTP which directly lead to cell death. It is known that the AKT protein is under the control of the same growth factors than ADAP1 and is also control the opening of the mPTPs. We hypothesized that in cardiomyocytes, ADAP1 translocates to the mitochondria with a combined effect of AKT and that this change in localization leads to cell death by stimulating the opening of mPTPs. To test this hypothesis, many experiments were conducted. First of all, an immunoblotting and a quantitative PCR demonstrated that ADAP1 has a strong expression in the heart of adult rats. The isolation of cardiac cells demonstrates that ADAP1 is predominantly expressed in cardiomyocytes. Contrary to what is reported in neurons, an immunoblotting on cellular fractions demonstrated that the overexpression of the human form of ADAP1 is not localized to mitochondria in cardiomyocytes. A bioinformatic analysis, postulated that ADAP1 known phosphorylation sites have a great potential to be the target of AKT. An MTT assay demonstrated that a dual overexpression of ADAP1 and a constitutively active mutant of AKT (AKTca) decreases the viability of infected cardiomyocytes, and this, independently of the ArfGAP domain and dependent on the presence of serum. An immunoblotting on cellular fractions demonstrated that the presence of AKTca does not change the location of overexpressed ADAP1 and does not promotes its translocation to mitochondria. An immunoblotting demonstrated that the effect of the double overexpression is not dependent on the phosphorylation of AKT ca by ADAP1. Although ADAP1 has the potential to be implicated in a new molecular mechanism contributing to the development of heart failure, our hypothesis does not hold, because AKT does not influence the location of ADAP1. The role of ADAP1 in cardiomyoccyte is yet to be determined and so further study are needed

Contexte et objectif de la recherche: La réalité et l'importance des effets sanitaires de l'exposition à l'ochratoxine A (OTA), une mycotoxine ubiquitaire de l'alimentation, posent encore aujourd'hui de nombreuses questions. L'évaluation du risque lié à l'OTA s'est en effet jusqu'ici essentiellement fondée sur des travaux expérimentaux chez l'animal (néphrotoxicité et cancérogénicité), en raison notamment de difficultés méthodologiques inhérentes à l'étude des risques faibles d'une part et à l'étiologie des affections rénales d'autre part. Notre objectif global est d'apporter de nouveaux éléments qualitatifs et quantitatifs dans l'évaluation du risque lié à l'OTA, ce en adoptant des approches d'observation et de modélisation. Matériels et méthodes: Nos recherches s'inscrivent dans les populations française, pour laquelle les résultats de l'évaluation de l'exposition interrogent les méthodes utilisées, et tunisienne, dans laquelle d'une part une affection rénale chronique de type interstitiel et idiopathique est suspectée par certains néphrologues d'être endémique et liée à l'OTA. D'autre part les conditions climatiques et les habitudes alimentaires favoriseraient le développement de moisissures productrices d'OTA et l'exposition à cette toxine. Nous développons trois approches épidémiologiques : (1) une description de l'incidence des insuffisances rénales chroniques terminales traitées (IRCT) en Tunisie sur la période 1992-2001 s'intéressant notamment aux pathologies primaires (en particulier : néphropathies interstitielles) et aux variations régionales ; (2) un travail de modélisation de l'exposition de la population française avec étude de sensibilité relative à la variabilité des données de contamination et de consommation et à l'incertitude liée au modèle ; (3) la mise en place d'une étude épidémiologique de type transversal et multicentrique en population tunisienne, le protocole OTARI (OTA, Tunisie, Alimentation, Rein, Investigation), dans lequel l'exposition à l'OTA et d'éventuels effets néphrotoxiques infra-cliniques sont recherchés à l'aide d'indicateurs et de marqueurs biologiques. Principaux résultats: (1) La transition épidémiologique décrite en Tunisie est visible au niveau rénal via l'évolution de l'incidence de l'IRCT au cours des 10 dernières années. En effet, nous observons une importance considérable quoique décroissante des pathologies primaires d'origine infectieuse et une augmentation forte des cas liés à une affection chronique (diabète ou hypertension artérielle). Les causes interstitielles sont également en forte progression, possiblement liées à des expositions toxiques (médicaments et mycotoxines). La prépondérance des causes indéterminées et un accès encore inégal aux soins spécialisés limitent toutefois l'interprétation. (2) La variabilité des données de contamination par l'OTA peut être prise en compte dans l'évaluation de l'exposition par des approches probabilistes de type non-paramétrique, et en choisissant un modèle avec tirage des valeurs de contamination par « occasion de consommation » dans le cas de populations évoluant dans un système agro-alimentaire complexe. Par ailleurs, moyennant l'application d'une méthode de réduction de la variance intraindividuelle des ingérés, trois jours non-consécutifs de consommation suffisent à l'estimation de l'exposition usuelle de la population française à l'OTA. En revanche, l'utilisation de biomarqueurs est recommandée au niveau individuel. (3) L'étude pilote OTARI réalisée sur un échantillon de 59 personnes suggère une exposition faible dans la population d'étude et interroge sur la généralisation de cette tendance à la population tunisienne, sur un effet de calendrier (année et mois), ou sur l'existence de « poches » d'exposition encore à identifier et reliées à des situations de mono-consommation et de précarité générale des conditions de vie. Conclusion: Dans l'ensemble, nos résultats, tant méthodologiques qu'opérationnels, suggèrent que l'exposition à l'OTA est faible dans la population française et ne constituerait un facteur de risque potentiel pour certaines néphropathies en population tunisienne qu'en cas de cumul de conditions défavorables au maintien de l'intégrité rénale. Les normes sanitaires relatives à l'OTA illustreraient-elles un certain « paradoxe de la précaution » ?

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

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

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

La resynchronisation biventriculaire est un traitement recommandé chez les patients avec dysfonction ventriculaire gauche (VG) sévère et QRS large. Si les résultats en termes de bénéfice clinique sont globalement positifs, toutes les études retrouvent un pourcentage non négligeable de patients non répondeurs à la thérapeutique. Dans ce travail, en couplant données expérimentales animales et études cliniques, nous avons 1) investigué l’impact de la resynchronisation biventriculaire chez des patients avec Tétralogie de Fallot opérée 2) évalué l’impact hémodynamique associé avec une stimulation VG multipoints et avec une stimulation VG endocardique 3) analysé l’intérêt de l’optimisation des paramètres de stimulation à l’effort. Nous avons mis en évidence que 1) la resynchronisation permet un bénéfice hémodynamique significatif sur un modèle animal de dysfonction ventriculaire droite et chez des patients avec Tétralogie de Fallot opérée 2) la stimulation multipoints et la stimulation endocardique VG permettent un bénéfice hémodynamique significatif sur des modèles animaux d’insuffisance cardiaque et chez des patients avec insuffisance cardiaque sévère 3) l’optimisation à l’effort des paramètres de programmation permet un bénéfice hémodynamique. Un capteur intégré dans la prothèse de stimulation pourrait permettre une optimisation automatique.L’ensemble de ces données permet d’espérer une optimisation de la réponse clinique et d’envisager de nouveaux champs d’application pour cette thérapeutique. / Cardiac resynchronization therapy is recommanded in patients with severe left ventricular (LV) dysfunction and wide QRS. Despite positive clinical results, a significant proportion of implanted patients do not demonstrate positive response to the therapy. Coupling experimental data and clinical studies, we have 1) investigated the impact of cardiac resynchronization in patients with repaired Tetralogy of Fallot 2) assessed the hemodynamic impact associated with multisite LV pacing and endocardial LV pacing 3) analyzed the impact of an exercise-optimization of the programmed parameters.We have demonstrated that 1) biventricular pacing is associated with a significant hemodynamic improvement in an animal model of right ventricular dysfunction and in patients with repaired Tetralogy of Fallot 2) multisite LV pacing and endocadial LV pacing are associated with significant hemodynamic improvement in animal models and in humans with severe heart failure 3) optimization during exercise of AV and VV delays induce acute hemodynamic improvement and could be automatically performed by an integrated hemodynimc sensor. Our data suggest a posible improvement in clinical response after cardiac resynchronization and a posible extension of the indications.

L'insuffisance rénale chronique (IRC) est associée à une importante morbidité et mortalité cardio-vasculaire, à laquelle participent l'inflammation chronique, le stress oxydant et la dysfonction endothéliale. Les toxines urémiques sont des solutés s'accumulant dans le sérum et les tissus des patients IRC. Parmi elles, les toxines urémiques liées aux protéines sont mal épurées par la dialyse, et ont une toxicité endothéliale démontrée in vitro. Nous avons démontré que l'indoxyl sulfate (IS), une toxine liée aux protéines, induit la production de radicaux oxygénés (ROS) par les cellules endothéliales en culture (HUVEC), par le biais de l'activation de la NADP(H) oxydase, et par une déplétion en glutathion intracellulaire. Ce stress oxydant était induit par des concentrations d'IS rencontrées dans le sérum des patients IRC. Les patients IRC ont un niveau élevé de microparticules endothéliales (MPE), marqueur d'activation et de lésion endothéliale, et un nombre diminué de progéniteurs endothéliaux circulants (PEC), qui représentent les capacités de réparation de l'endothélium lésé. Nous avons souhaité étudier si les toxines urémiques jouaient un rôle dans ce déséquilibre. Chez des patients hémodialysés (HD), nous avons démontré que le nombre de PEC CD34+/CD133+ était inversement corrélé aux taux de 3 toxines urémiques, l'indole-3-acétique acide (IAA, une toxine proche de l'IS) et la ß2 microglobuline. In vitro, l'IAA induit l'apoptose des progéniteurs CD133+, et cet effet est imbibé par l'ajout d'érythropoïétine (EPO) au milieu de culture. Le sérum urémique induit l'apoptose des PEC. Bien que le nombre des PEC soit diminué chez les patients HD par rapport aux contrôles, leur nombre est positivement corrélé à 2 marqueurs de lésion vasculaire : le nombre de MPE, et la rigidité artérielle évaluée par la vitesse de l'onde de pouls aortique. Cela suggère que les PEC restent mobilisables chez les patients HD, en réponse aux lésions vasculaires, peut-être en partie grâce à leur traitement par EPO. En conclusion, les toxines urémiques participent à la dysfonction endothéliale des patients IRC, en augmentant le stress oxydant endothélial et la libération de MPE, et réduisent les capacités de réparation endothéliale en diminuant la survie des PEC. / Chronic kidney disease (CKD) is associated with dramatically increased cardio-vascular morbidity and mortality. Not only do traditional risk factors explain this accelerated atherosclerosis, but also chronic inflammation, oxidative stress and endothelial dysfunction. Uremic toxins are solutes accumulating in serum and tissues of CKD patients. Among them, protein-bound uremic toxins are poorly removed by haemodialysis (HD), and have shown deleterious effects on cultured endothelial cells (HUVEC). We showed that indoxyl suphate (IS), a protein-bound toxin, induces reactive oxygen species production in HUVEC, through activation of NAD(P)H oxidase, and intracellular glutathione depletion. This induction of oxidative stress was observed for concentrations of IS found in CKD patients. CKD patients exhibit high levels of endothelial microparticles (EMP), a marker of endothelial lesion, and low levels of endothelial progenitor cells (EPC), originating from bone marrow and implied in endothelial repair. We asked whetehr uremic toxins could play a role in this imbalance. In HD patients, we showed that the number of CD34+/CD133+ EPC was inversely correlated with the serum levels of two uremic toxins, indole-3-acetic acid (IAA, a protein-bound uremic toxin close to IS) and ß2microglobulin. In vitro, IAA induced apoptosis of CD133+ cells, unless erythropoietin was added to the medium. Uremic serum induced EPC apoptosis. Although endothelial progenitor cell number was reduced in CKD patients compared to healthy controls, it was positively correlated with two markers of vascular lesion : the number of EMP in serum, and the pulse wave velocity reflecting arterial stifness. This suggests that EPC can be mobilized in the circulation upon vessel injury, in spite of uremic toxicity, and maybe thanks to erythropoietin treatment in HD patients. In conclusion, uremic toxins induce endothelial dysfunction, assessed by increased endothelial oxidative stress and shedding of EMP, and reduce regeneration capacities of endothelium. They are probably key actors in cardio-vascular risk of CKD patients.

Introduction : La resynchronisation cardiaque (CRT) améliore les patients insuffisants cardiaques, symptomatiques malgré un traitement médical optimal et présentant un élargissement du QRS>120ms. Cependant, un tiers des patients ne répondent pas à cette thérapie. L'objet de cette thèse est d'identifier les mécanismes déterminant la réponse à la CRT. Méthode: Dans un premier temps, nous avons apprécié la précision des méthodes de quantification de la contraction myocardique utilisées pour caractériser l'asynchronisme. Ensuite, nous avons évalué les facteurs liés à l'asynchronisme et à la réponse à la CRT (fibrose, nécrose myocardique, réserve contractile). De plus, nous avons développé et validé un nouvel indice permettant d'évaluer les conséquences « énergétiques » de l'asynchronisme sur la contraction myocardique. Résultats: Nous avons démontré que le strain longitudinal en speckle tracking était supérieur au Doppler tissulaire pour évaluer la déformation et l'asynchronisme myocardique et qu'il était mieux corrélé au pronostic des patients insuffisants cardiaques. Ensuite nous avons mis en évidence que le retard de contraction mécanique n'était pas lié simplement à un bloc de conduction électrique mais qu'il était observé pour l'ensemble des segments myocardiques nécrosés. De plus ces zones de fibrose et de nécrose évaluées en échographie de stress influencent la réponse à la CRT. Ces résultats suggèrent l'importance de considérer le retard de contraction et la contractilité résiduelle pour prédire la réponse à la CRT. A partir de cette hypothèse, nous avons validé un indice unique associant l'asynchronisme et la contractilité résiduelle pour évaluer la perte d'énergie contractile liée au retard de contraction. Conclusion : Les travaux réalisés ont permis de développer des outils pour mieux apprécier les conséquences de l'asynchronisme myocardique. / Background: Randomized studies demonstrated that Cardiac Resynchronization Therapy (CRT) improves symptoms and survival in heart failure patients with wide QRS duration that remains symptomatic despite optimal medical treatments. However, up to 40% of patients did not response to CRT. The purpose of this work was to investigate the underlying mechanisms of mechanical cardiac dyssynchrony to optimize the identification of responder to CRT. Methods: The first part of our study was to identify the accurate echocardiography method for quantifying of myocardial deformation and dyssynchrony (Tissue Doppler Imaging and Speckle tracking analysis). Next, we studied factors (myocardial scar and contractile reserve) interacting with myocardial dyssynchrony and response to CRT. Then, we developed and validated a mathematical model (strain delay index) to assess the wasted energy related to myocardial dyssynchrony. Results: First we demonstrated that longitudinal strain computed from spec kle tracking analysis was superior to tissue Doppler imaging in assessing myocardial dyssynchrony and function with a better correlation with outcome in heart failure patients. Next, we showed that mechanical dyssynchrony was not specific of electrical delay but was prevalent in scar segments. In addition, using dobutamine stress echocardiography, we demonstrated that contractile reserve in delayed segments greatly impacts on response to CRT. Then, we proposed and validated a mathematical model, the strain delay index for assessing the wasted energy related to mechanical dyssynchrony. Conclusion: The mathematical model proposed in the present study to assess the impact of dyssynchrony on myocardial contractility allows a better identification of responder to CRT.