L'ischémie-reperfusion (IR) rénale entraîne des lésions de nécrose tubulaire aigue, nécessitant parfois une épuration extra rénale transitoire voir définitive. La mitochondrie joue un rôle important dans la physiopathologie de ces lésions d'IR en entrainant la mort cellulaire. L'étude de l'IR dans la cellule cardiaque a permis de mettre en évidence le rôle central du pore de transition de perméabilité mitochondriale (mPTP) dans le déclenchement de cette mort cellulaire. La ciclosporine (CsA) a été proposée comme thérapeutique pour protéger la cellule des lésions d'IR en retardant l'ouverture de ce mPTP. Cependant la CsA a des effets rénaux vasoconstricteurs aigus, nécessitant une validation expérimentale de sa protection dans l'IR rénale. Au cours de ce travail de thèse, nous avons mis au point un modèle murin d'IR rénale. Ensuite nous avons montré que le post-conditionnement à la CsA, ainsi que le post-conditionnement ischémique, permettent d'améliorer la fonction rénale avec un retard à l'ouverture du mPTP. Dans un deuxième travail, nous montrons que le pré conditionnement à la CsA est dose et temps dépendant, et médié en partie par l'augmentation d'expression d'une protéine chaperonne, l'Heat Shock Protéine 70 (HSP70). L'injection en bolus de CsA permet également d'améliorer la fonction rénale dans ce modèle d'IR avec un retard à l'ouverture du mPTP. Nos résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans la protection rénale, notamment dans la réduction des épisodes d'insuffisance rénale aigue après chirurgie aortique ou en transplantation rénale / Ischemia-reperfusion (IR) is a situation encountered in transplantation or during aortic surgery, which can result in renal damages, requiring sometimes transient or definitive dialysis. Mitochondria play a crucial role in the pathophysiology of IR causing cell death. Previous studies of cardiac IR highlighted the role of mitochondrial permeability transition pore (mPTP). Cyclosporin A (CsA) has been proposed as a treatment to protect the kidney from IR by the delay of the opening of the mPTP. However, CsA has acute renal hemodynamic effects and a long-term toxicity, requiring an experimental validation of its protection in the renal IR. In this work, we developed a mouse model of renal IR. In a first study, we showed that the post-conditioning with CsA and ischemic postconditioning improve renal function with a delay of the opening of the mPTP. In a second study, we showed that a high dose of CsA injected just before the ischemia improves renal function and leads to the delay of the opening of mPTP mediated by an increase of HSP70. Our results open new perspectives in renal protection, especially for reducing episodes of acute renal failure in aortic surgery or in renal transplantation

L’infarctus du myocarde constitue la première cause de mortalité cardiovasculaire. Ainsi, toute stratégie permettant de moduler la vulnérabilité du coeur à l’ischémie-reperfusion (IR) peut représenter un intérêt majeur de santé publique. L’exercice en endurance est reconnu comme une stratégie de cardioprotection efficace dont les mécanismes cellulaires restent néanmoins peu connus. Les objectifs de ce travail de thèse sont donc i) d’évaluer le rôle préventif de l’exercice sur le développement d’un phénotype sensible à l’IR myocardique, et ii) de tenter de mieux comprendre le rôle de la eNOS dans la radioprotection par l’exercice. Dans la première partie de ce travail, nous avons mis en évidence que l’exercice permet de prévenir le développement d’un phénotype pathologique cardiomyocytaire,par une amélioration du statut antioxydant et un maintien de l’homéostasie calcique cellulaire, et ainsi permet de normaliser la sensibilité du coeur à l’IR chez une population à risque. Dans un second temps, les travaux réalisés ont permis de mettre en avant le rôle majeur de la eNOS dans la cardioprotection par l’exercice. Cette cardioprotection est associée à une diminution du niveau de phosphorylation (Ser1177) et surtout de l’état de découplage de cette enzyme au cours des premières minutes de reperfusion. Ces modifications, associées à l’amélioration du statut antioxydant cardiaque par l’exercice, sont à l’origine d’une diminution du stress nitro-oxydant au cours de la reperfusion,expliquée par une moindre synthèse de NO et une meilleure capacité à éliminer l’O2.-, permettant ainsi de limiter la synthèse de ONOO-. L’ensemble de ce travail de thèse a ainsi permis de mettre en évidence la complexité de la cardioprotection par l’exercice, nécessitant l’interaction entre différents mécanismes cellulaires tels que l’amélioration du statut enzymatique antioxydant, le découplage de la eNOS au cours de la reperfusion précoce et la régulation de l’homéostasie calcique intracellulaire. Ce travail à d’autre part permis de mieux appréhender le rôle complexe de la voie de synthèse du NO parla eNOS dans la modulation de la vulnérabilité du coeur à un stress tel que l’IR / Exercise training is recognized as an efficient way to protect the myocardium against ischemiareperfusion(IR). However, mechanisms responsible for such cardioprotection remain still unclear. Theaims of this work were then i) to evaluate the preventive effect of exercise on a model highly sensitiveto myocardial IR, and ii) to investigate the role of eNOS in exercise-induced cardioprotection. In a firstpart we showed that regular boots of exercise, by its beneficial effects on calcium handling andenzymatic antioxidant status, prevents the highly sensitive phenotypical remodeling of the heart andthen normalized heart vulnerability to IR. Then, in a second part of this work, we showed that exerciseinducedcardioprotection was associated with a decrease of eNOS phosphorylation at Ser1177 andespecially its uncoupling during early reperfusion. Such phenomenon, associated with increased heartantioxidant capacity was responsible for reduced nitro-oxidative stress. Indeed, reduced NOSdependentNO synthesis associated with the improved capacity to scavenge O2.- contribute to preventthe formation of ONOO-. Altogether, these results showed that exercise-induced cardioprotection is acomplex mechanism requiring interactions between antioxidant capacity improvement, eNOSuncoupling during reperfusion and intracellular calcium homeostasis. Finally, this work opens newperspectives regarding the role of NO synthesis modulation to impact heart sensitivity to IR

Dans le présent travail qui s'inscrit dans le cadre général de la protection du tissu cardiaque, nous avons mis en évidence les effets protecteurs d'un oligo-élément antioxydant, le sélénium, au cours du post-infarctus et tenté d'analyser les mécanismes cellulaires mis en jeu dans cet effet. <br />Dans une première partie, sur un modèle d'ischémie/reperfusion ex-vivo, nous démontrons qu'une alimentation enrichie en sélénium (1,5 mg/kg, po) limite significativement les arythmies ventriculaires malignes (AVM) dues à l'ischémie/reperfusion en améliorant le statut rédox cellulaire et en limitant la déphosphorylation de la connexine 43 (Cx43). Cette déphosphorylation, proportionnelle à l'intensité et à la sévérité du stress ischémique, entraîne des anomalies de l'excitabilité myocardique, responsables de l'apparition des AVM. Dans une deuxième partie, nous confirmons cet effet cardioprotecteur in-vivo. Dans ces conditions, le sélénium réduit significativement la mortalité due à l'ischémie myocardique et la taille de l'infarctus, et améliore le remodelage cardiaque précoce post-infarctus. Dans la troisième partie, nous montrons que ces effets protecteurs sont associés à une diminution significative du niveau cardiaque de TNF- et à une amélioration de la capacité antioxydante tissulaire à 8 jours post-infarctus. Enfin, nos résultats montrent que le statut en sélénium est inversement corrélé à la taille de l'infarctus et peut être modulé par l'ischémie/reperfusion. <br />Le statut préischémique en sélénium semble donc conditionner la sensibilité du myocarde à l'ischémie/reperfusion et déterminer le pronostic post-infarctus.

Introduction : La prévention de la mort de cellules cardiaques contractiles suite à un épisode d'infarctus du myocarde représente le plus grand défi dans la récupération de la fonction cardiaque. On a démontré à maintes reprises que l'ocytocine (OT), l'hormone bien connue pour ses rôles dans le comportement social et reproductif et couramment utilisée dans l’induction de l’accouchement, diminue la taille de l'infarctus et améliore la récupération fonctionnelle du myocarde blessé. Les mécanismes de cette protection ne sont pas totalement compris. Objectif : Étudier les effets d'un traitement avec de l'ocytocine sur des cardiomyocytes isolés en utilisant un modèle in vitro qui simule les conditions d'un infarctus du myocarde. Méthodes : La lignée cellulaire myoblastique H9c2 a été utilisée comme modèle de cardiomyocyte. Pour simuler le dommage d'ischémie-reperfusion (IR), les cellules ont été placées dans un tampon ischémique et incubées dans une chambre anoxique pendant 2 heures. La reperfusion a été accomplie par la restauration du milieu de culture régulier dans des conditions normales d'oxygène. L'OT a été administrée en présence ou en absence d'inhibiteurs de kinases connues pour être impliquées dans la cardioprotection. La mortalité cellulaire a été évaluée par TUNEL et l'activité mitochondriale par la production de formazan pendant 1 à 4 heures de reperfusion. La microscopie confocale a servie pour localiser les structures cellulaires. Résultats : Le modèle expérimental de l'IR dans les cellules H9c2 a été caractérisé par une diminution dans la production de formazan (aux alentours de 50 à 70 % du groupe témoin, p < 0.001) et par l'augmentation du nombre de noyaux TUNEL-positif (11.7 ± 4.5% contre 1.3 ± 0.7% pour le contrôle). L'addition de l'OT (10-7 a 10-9 M) au commencement de la reperfusion a inversé les effets de l'IR jusqu'aux niveaux du contrôle (p < 0.001). L'effet protecteur de l'OT a été abrogé par : i) un antagoniste de l'OT ; ii) le knockdown de l'expression du récepteur à l'OT induit par le siRNA ; iii) la wortmannin, l'inhibiteur de phosphatidylinositol 3-kinases ; iv) KT5823, l'inhibiteur de la protéine kinase dépendante du cGMP (PKG); v) l'ODQ, un inhibiteur du guanylate cyclase (GC) soluble, et A71915, un antagoniste du GC membranaire. L'analyse confocale des cellules traitées avec OT a révélé la translocation du récepteur à l'OT et la forme phosphorylée de l'Akt (Thr 308, p-Akt) dans le noyau et dans les mitochondries. Conclusions : L'OT protège directement la viabilité des cardiomyocytes, lorsqu'elle est administrée au début de la reperfusion, par le déclenchement de la signalisation du PI3K, la phosphorylation de l'Akt et son trafic cellulaire. La cytoprotection médiée par l'OT implique la production de cGMP par les deux formes de GC. / Introduction: The prevention of the death of contractile cardiac cells following an episode of myocardial infarction represents the largest challenge in the recovery of myocardial function. Oxytocin, the hormone best known for its roles in reproduction and social behaviour and used commonly for the induction of parturition, has been repeatedly demonstrated to decrease the infarct size and to ameliorate the functional recovery of the injured myocardium. The mechanisms for this protection are incompletely understood. Objective: To study the effects of oxytocin treatment on isolated cardiomyocytes using an in vitro model simulating the conditions of a myocardial infarction. Methods: The cardiomyoblastic cell line H9c2 was used as a model of cardiomyocyte. For IR injury, the cells were placed in ischemic buffer and incubated in an anoxic chamber for 2 hours. Reperfusion was achieved by restoring cell media under normoxic conditions. OT was administered in the presence or absence of enzyme inhibitors. Cell death was evaluated by TUNEL and mitochondrial activity by formazan production during 1-4 hours of reperfusion. Confocal microscopy served for localization of cell structures. Results. The experimental model of IR in H9c2 cells was characterized by decreased formazan production (at the range of 50-70% of normoxic control, p < 0.001) and by the increased number of TUNEL-positive nuclei (11.7±4.5 vs. 1.3±0.7% in normoxic control). The addition of OT (10-7 to 10-9 M) at the onset of reperfusion reversed the effects of IR to the control levels (p < 0.001). The protective effect of OT was abrogated by: i) an OT antagonist, OTA and siRNA-mediated OT receptor knockout; ii) the phosphatidylinositol 3-kinases inhibitor wortmannin; iii) the cGMP-dependent protein kinase (PKG) inhibitor, KT5823. Soluble guanylate cyclase (GC) inhibitor ODQ and particulate GC antagonist A71915 only partially blocked the protective effects of OT. Confocal analysis of OT-treated cells revealed translocation of OT receptor and the phosphorylated form of Akt (Thr 308, p-Akt) into the nucleus and mitochondria. Conclusions: OT directly protects cardiomyocyte viability if administered at the onset of reperfusion by triggering signaling of Pi3K, Akt phosphorylation and its cellular trafficking. OT-mediated cytoprotection involves cGMP production by both forms of GC.

Le système kallicréine-kinines (SKK) est un système peptidique vasodilatateur. Les métabolites actifs du système, les kinines, sont produites par la kallicréine tissulaire (TK), et agissent via leurs deux récepteurs, B2 et B1. Le SKK a été impliqué dans les processus physiopathologiques conduisant au diabète de type 2. Son rôle est bien établi dans la protection des complications cardiovasculaires et rénales du diabète. Nous avons étudié le rôle du SKK dans le développement des anomalies métaboliques liées à l'obésité en utilisant des souris déficientes en TK dans deux modèles d'obésité (mutation ob/ob et régime gras). Nous n'avons pas mis en évidence d'effet de la déficience en TK sur les anomalies glucidiques dans ces deux modèles. Chez l'homme, nous avons étudié l'effet d'un polymorphisme génétique de la TK dans une cohorte de 4843 sujets de la population générale suivi pendant 9 ans. Nous n'avons pas observé d'effet d'un déficit partiel en activité TK sur l'apparition des troubles glucidiques.Ensuite, nous avons étudié l'effet de la stimulation du SKK par des agonistes spécifiques de chaque récepteur lors d'une ischémie reperfusion cardiaque. Chez les souris non diabétiques, l'agoniste B2 réduit la taille de l'infarctus. L'agoniste B1 n'a pas d'effet. Chez les souris diabétiques, l'agoniste B2 n'a pas d'effet. En revanche, l'agoniste B1 diminue la taille de l'infarctus. On observe une induction de la synthèse du B1R dans le c¿ur diabétique.Nos travaux clarifient le rôle du SKK dans le développement du diabète et de ses complications cardiaques. L'effet des agonistes ouvre une nouvelle piste thérapeutique dans la prise en charge des du syndrome coronarien aigu.

L'infarctus du myocarde constitue la première cause de mortalité cardiovasculaire. Ainsi, toute stratégie permettant de moduler la vulnérabilité du coeur à l'ischémie-reperfusion (IR) peut représenter un intérêt majeur de santé publique. L'exercice en endurance est reconnu comme une stratégie de cardioprotection efficace dont les mécanismes cellulaires restent néanmoins peu connus. Les objectifs de ce travail de thèse sont donc i) d'évaluer le rôle préventif de l'exercice sur le développement d'un phénotype sensible à l'IR myocardique, et ii) de tenter de mieux comprendre le rôle de la eNOS dans la radioprotection par l'exercice. Dans la première partie de ce travail, nous avons mis en évidence que l'exercice permet de prévenir le développement d'un phénotype pathologique cardiomyocytaire,par une amélioration du statut antioxydant et un maintien de l'homéostasie calcique cellulaire, et ainsi permet de normaliser la sensibilité du coeur à l'IR chez une population à risque. Dans un second temps, les travaux réalisés ont permis de mettre en avant le rôle majeur de la eNOS dans la cardioprotection par l'exercice. Cette cardioprotection est associée à une diminution du niveau de phosphorylation (Ser1177) et surtout de l'état de découplage de cette enzyme au cours des premières minutes de reperfusion. Ces modifications, associées à l'amélioration du statut antioxydant cardiaque par l'exercice, sont à l'origine d'une diminution du stress nitro-oxydant au cours de la reperfusion,expliquée par une moindre synthèse de NO et une meilleure capacité à éliminer l'O2.-, permettant ainsi de limiter la synthèse de ONOO-. L'ensemble de ce travail de thèse a ainsi permis de mettre en évidence la complexité de la cardioprotection par l'exercice, nécessitant l'interaction entre différents mécanismes cellulaires tels que l'amélioration du statut enzymatique antioxydant, le découplage de la eNOS au cours de la reperfusion précoce et la régulation de l'homéostasie calcique intracellulaire. Ce travail à d'autre part permis de mieux appréhender le rôle complexe de la voie de synthèse du NO parla eNOS dans la modulation de la vulnérabilité du coeur à un stress tel que l'IR

Le muscle strié squelettique subit de graves lésions d'ischémie-reperfusion (IR) au cours de la progression de l'artériopathie oblitérante des membres inférieurs et lors d'interventions chirurgicales qui nécessitent l'interruption transitoire du flux sanguin dans les artères des membres. Dans ce contexte, nos objectifs étaient de mettre à profit deux modèles expérimentaux d'IR des membres inférieurs par clampage aortique et garrotage unilatéral pour : ° tester l'efficacité d'une alternative médicamenteuse au postconditionnement ischémique par l'utilisation de la cyclosporine A (CsA). En se liant à la cyclophiline D, la CsA empêche l'ouverture du pore de transition mitochondrial (mPTP) à un niveau très distal de la cascade d'évènements qui conduit à la nécrose après IR. ° déterminer de quelle façon deux comorbidités fréquemment retrouvées chez des patients souffrant d'atteinte artérielle (le diabète et l'âge) influencent l'effet de la cyclosporine. Avec les protocoles de conditionnement et aux doses que nous avons utilisées, la cyclosporine a des effets différents sur les conséquences musculaires de l'ischémie-reperfusion des membres inférieurs, dépendant de la pathologie sous-jacente des animaux étudiés. Il semble intéressant d'étudier l'effet dose-réponse de la cyclosporine A pour déterminer l'intervalle thérapeutique optimal, celui-ci pouvant être différent chez l'animal sain et pathologique. D'autre part, étant donné l'importance considérable du stress oxydant chez les animaux diabétiques et sénescents, la co-administration de cyclosporine et d'un antioxydant au moment de la reperfusion pourrait rétablir une protection.

Malgré de très nombreuses études expérimentales et cliniques dans le domaine de l'arrêt circulatoire, seulement 2% à 12% des patients quittent l'hôpital avec une bonne récupération neurologique. Il est donc nécessaire de proposer de nouvelles thérapeutiques pour tenter d'augmenter la survie après un arrêt circulatoire. Pour atteindre ce but il semble indispensable d'améliorer la qualité du massage cardiaque durant la réanimation et de protéger le myocarde et le cerveau contre les phénomènes d'ischémie-reperfusion. Dans la première partie de ce travail, nous avons évalués dans une étude pré hospitalière l'utilisation d'un dispositif innovant de massage cardiaque interne par minithoracotomie et montré une amélioration de l'hémodynamique en comparaison avec le massage cardiaque standard. Dans la deuxième partie, nous avons testés les possibles effets protecteurs de l'EPO (érythropoïétine) dans deux types d'arrêt circulatoire. Dans un modèle d'arrêt cardiaque expérimental chez le rat nous avons démontré que lorsque l'EPO était injectée avant l'arrêt cardiaque, la réanimation initiale était améliorée et la survie des animaux augmentée ce qui pouvaient suggérer un effet cardio et/ou neuroprotecteur de l'EPO contre les effets délétères de l'ischémie reperfusion. Dans une étude clinique en chirurgie cardiaque sous circulation extra corporelle, nous n'avons pas pu démontré d'effet bénéfique de l'EPO ni sur l'ischémie myocardique, ni sur l'ischémie cérébrale ni sur les paramètres de l'inflammation. Sur la base de ces deux études, il est donc difficile de conclure sur le potentiel rôle bénéfique de l'EPO dans l'arrêt circulatoire. Néanmoins, sur la seule base des résultats expérimentaux, l'EPO pourrait faire partie de l'arsenal thérapeutique pour mieux protéger le myocarde et le cerveau contre les effets délétères de l'ischémie reperfusion après un arrêt cardiaque. / Despite extensive experimental and clinical research on cardiac arrest, only 2-12% of resuscitated patients are discharged from hospital in good neurological conditions. There is, therefore, a dear need for new therapies that improve survival after cardiac arrest. It ‘s necessary to improve the quality of cardiac massage and to protect against cardiac and cerebral ischemia occurring during cardiac arrest. In a first part, we evaluated the prehospital feasibility of performing a new method of minimally invasive direct cardiac massage (MID-CM®) and we suggested that better haemodynamic results can be obtained than with standard cardiopulmonary resuscitation. In a second part, we tested erythropoietin (EPO) against placebo in two model of cardiac arrest. In an experimental model of cardiac arrest, we demonstrated that EPO, when administrated before cardiac arrest, improved initial resuscitation and increased the duration of post-resuscitation survival. In a second model of circulatory arrest during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass, EPO administration did not protect against cerebral ischemia and inflammatory response occurring during cardiac surgery with CPB. It is difficult to make definitive conclusion on the potential role of EPO in myocardial and cerebral protection after circulatory arrest. We can hope that EPO administration will represent pharmacological approach in upcoming years to additional myocardial salvage of the reperfused myocardium after cardiac arrest.

L’infarctus de myocarde (IDM) est la première cause de mortalité cardiovasculaire dans le monde. La reperfusion la plus précoce possible est le seul traitement recommandé pour limiter la taille de l’infarctus, déterminant majeur de morbi-mortalité. Cependant, la reperfusion s’accompagne de lésions de reperfusion qui se sur-ajoutent aux lésions d’ischémie et qui sont caractérisées par la mort des cardiomyocytes. Actuellement, il n’existe aucune thérapie ciblant les lésions d’ischémie-reperfusion (IR) afin de limiter l’extension de la zone infarcie. La fréquence cardiaque (FC) est un facteur déterminant de la pathologie cardiaque. La plupart des épisodes ischémiques sont déclenchés par une accélération de la FC provoquant sur le myocarde un déséquilibre entre l’apport et la consommation d’oxygène. Une réduction de la FC se traduit par un allongement de la diastole ventriculaire, permettant une meilleure perfusion coronaire et l’oxygénation optimale du myocarde au repos et durant l’exercice. Ainsi, il semble évident qu’une réduction contrôlée de la FC pourrait limiter l’effort et la vulnérabilité du myocarde pendant l’épisode d’IR, ce qui représenterait un challenge dans le traitement de l’IDM mais aussi un intérêt majeur de santé publique.Les β-bloquants ont été largement étudiés dans ce contexte et ont montré des effets bénéfiques en termes de réduction de la mortalité post-IDM. Cependant, ils exercent en même temps des effets délétères sur le flux sanguin coronarien et la fonction contractile myocardique. Cette constatation met en évidence l’importance de la réduction sélective de la FC par l’inhibition des courants ioniques responsables de l’automatisme cardiaque. Le courant If et les courants calciques ICa,L et ICa,T (portés respectivement par les canaux Cav1.3 et Cav3.1) sont les principaux accélérateurs du rythme cardiaque. Des études cliniques ont montré les effets bénéfiques de la réduction sélective de la FC par l’ivabradine, inhibiteur du courant If, dans le cadre des maladies coronariennes et de l’insuffisance cardiaque. Néanmoins, des études récentes ont montré que le traitement par ivabradine peut induire un risque accru de mortalité cardiovasculaire et d’IDM. Ces résultats soulignent l’intérêt de développer de nouvelles thérapies visant à contrôler sélectivement la FC sans effets indésirables sur le myocarde et sur le pronostic des patients.L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier le rôle de la FC au cours de l’IR myocardique et de valider sur des modèles murins de bradycardie l’hypothèse que la réduction de la FC est capable de limiter les lésions d’IR. Notre stratégie de travail est basée sur une approche génétique avec l’utilisation de souris knock-out pour les canaux calciques Cav1.3 et Cav3.1. Dans un premier temps, la réduction pharmacologique de la FC par l’ivabradine induit une diminution de la zone infarcie chez des souris contrôles, validant le concept dans notre modèle murin d’IR in vivo. Ensuite, les souris mutantes, dont la FC est plus lente, présentent aussi une réduction de la taille de l’infarctus suite au protocole d’IR, ce qui confirme l’implication de la FC dans la cardioprotection. Il existe une relation proportionnelle directe entre la taille de l’infarctus et la FC pendant chaque étape de l’IR et indépendamment de la souris modèle. De façon intéressante, cette relation est supprimée lorsque le système nerveux parasympathique est rendu inactif. A l’inverse, l’accélération de la FC dans un modèle ex vivo d’IR cardiaque engendre des effets délétères sur le myocarde, se traduisant par une augmentation de la taille de l’infarctus et une réduction du flux coronarien lors de la reperfusion.L’ensemble de ces résultats confirme l’effet cardioprotecteur de la réduction de la FC dans les lésions d’IR et nous permet d’envisager une application clinique pour la prise en charge des maladies ischémiques. / Acute myocardial infarction (AMI) is the major cause of cardiovascular mortality worlwide. Early reperfusion is the only treatment recommended to reduce infarct size, a major determinant of morbidity and mortality. However, reperfusion leads to reperfusion injury that precipitates in death the cells that survived the ischemic insult. To date, there is no therapy targeting ischemia-reperfusion (IR) injury to limit the extent of the infarcted area. Heart rate (HR) is a main determinant of cardiac pathology. Most ischemic episodes are triggered by an increase in HR inducing an imbalance between myocardial oxygen delivery and consumption. HR reduction results in a lengthening of the ventricular diastole, allowing better coronary perfusion and optimal oxygenation of the myocardium at rest and during exercise. Thus, it seems clear that a controlled reduction of HR may limit the effort and the vulnerability of the myocardium during the whole IR episode, which would represent a challenge in the treatment of AMI but also a major interest to public health.β-blockers have been extensively studied in this context and have shown beneficial effects in terms of reduction of post-AMI mortality. However, they also exert deleterious effects on myocardial coronary blood flow and contractile function. This finding highlights the importance of selective HR reduction through inhibition of ion currents responsible for cardiac automatism. The If current and the ICa,L and ICa,T calcium currents (mediated by Cav1.3 and Cav3.1 channels, respectively) are important accelerators of cardiac rhythm. Clinical trials have shown the beneficial effects of selective HR reduction by ivabradine, an inhibitor of the If current, in the context of coronary artery disease and heart failure. However, recent studies have shown that treatment with ivabradine may involve an increased risk of cardiovascular mortality and infarct. These results underscore the need to develop new therapies aimed to selectively control HR without adverse effects on the myocardium and prognosis of patients.The goal of this thesis is to study the role of HR during myocardial IR and to validate in murine models of bradycardia the hypothesis that HR reduction is able to limit IR injury. Our work strategy is based on a genetic approach with the use of knockout mice for Cav1.3 and Cav3.1 calcium channels. In a first time, pharmacological HR reduction by ivabradine induces infarct size decrease in control mice, validating the concept in our in vivo mouse model of IR. Genetically-modified mice in which these channels have been ablated have reduced heart rate and show a reduction in infarct size after the IR protocol, confirming the involvement of HR in cardioprotection. There is a direct relationship between infarct size and HR during each phase of IR and independently of the animal model. Surprisingly, this relation is suppressed when the parasympathetic nervous system is inactivated. Secondly, HR acceleration in an ex vivo model of cardiac IR generates deleterious effects on the myocardium, including infarct size increase and coronary flow reduction during reperfusion.These results confirm the cardioprotective effect of HR reduction against IR injury and allow us to consider a clinical application in the treatment of ischemic diseases.

Ce travail explore l’impact des microparticules (MPs) sur la réponse vasculaire dans les conditions d’ischémie reperfusion (IR) associées à la dysfonction du greffon. Il décrit les effets pro-sénescents paracrines de MPs d’origine endothéliales (EMPs) et leucocytaires (LMPs) dans un modèle de communication intercellulaire et sur l’îlot pancréatique de rat, qui constitue une entité fonctionnelle multicellulaire. Nos résultats indiquent que les LMPs induisent une sénescence endothéliale prématurée associée à une dysfonction endothéliale, identifiée dans les cellules et les anneaux d’artères coronaires. De plus, cette dysfonction est caractérisée par une signalisation redox sensible pro-inflammatoire et un phénotype thrombogénique avec la libération secondaire d’EMPs pro-coagulantes. La deuxième étude indique que les EMPs pro-sénescentes provoquent une sénescence prématurée des îlots pancréatiques et altèrent leur fonctionnalité sans affecter leur viabilité. De ce fait, les MPs sont des cibles thérapeutiques intéressantes pour limiter l’IR et la dysfonction du greffon, notamment en greffe d’îlots pancréatiques. / This work explores the impact of microparticles (MPs) on vascular response under conditions of ischemia reperfusion (IR) associated with graft dysfunction. It describes the pro-senescent paracrine effects of endothelial- (EMPs) and leukocyte-derived MPs (LMPs) in a cellular cross-talk model and in rat pancreatic islets, which are multicellular functional units. Our results indicate that LMPs induce premature endothelial senescence associated with endothelial dysfunction, identified in coronary artery rings and endothelial cells. In addition, such endothelial dysfunction is characterized by a pro-inflammatory redox-sensitive signaling and a thrombogenic phenotype typified by a secondary release of pro-coagulant EMPs. The second study indicates that pro-senescent EMPs cause the premature senescence of islets and impair their functionality without affecting their viability. As a result, MPs are promising therapeutic targets for limiting IR and graft dysfunction, particularly in pancreatic islets transplantation.