L’infarctus du myocarde (IDM) est une cause majeure de mortalité dans le monde. La stratégie thérapeutique actuelle repose sur la reperfusion précoce du myocarde qui contribue largement à l’amélioration du pronostic des malades. Les investigations menées chez des modèles d’ischémie/reperfusion (I/R) cardiaque ont montré que l’apoptose des cardiomyocytes était contrôlée en partie par les protéines de type Bcl-2. La production de radicaux libres (RL), en particulier par la nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) oxydase, contribue aussi à l’altération de la fonction cardiaque. Récemment, les effets observés de l’érythropoïétine (Epo) sur l’I/R, sont principalement liés à ses effets anti-apoptotiques, anti-inflammatoires et à son rôle dans l’angiogénèse et le remodelage vasculaire. Ces propriétés suggèrent le potentiel de l’Epo dans la cardioprotection suite à un IDM. Dès lors, les objectifs de cette thèse ont été : 1) de confirmer les effets cardioprotecteurs d’un analogue de l’Epo, la darbepoétine-a (DA), chez un modèle d’I/R chez le rat; 2) d’étudier les voies de signalisation impliquées dans ses effets anti-apoptotiques et ; 3) de caractériser les effets antioxydants de la DA médiée par l’hème-oxygénase-1 (HO-1), et ; d’étudier le rôle de la NADPH oxydase. Dans la 1ère étude, le traitement par DA a permis de diminuer significativement la taille de l’infarctus, la production de RL et l’apoptose. La DA a activé la voie des protéines Jak2/Akt, augmenté l’expression des protéines P-Bad et P-GSK3ß et anti-apoptotiques, Bcl-2 et Bcl-xL. Ces mêmes effets bénéfiques ont été confirmés à plus long terme avec la réduction des lésions fibrotiques et l’augmentation du nombre da capillaires sanguins, suggérant une meilleure perfusion du ventricule gauche. La seconde étude, a confirmé les effets cardioprotecteurs de la DA. Parallèlement, la DA a induit l’expression et l’activité de l’HO-1 et régulé l’expression des sous-unités p47phox et Rac1 nécessaires à l’activation de la NADPH oxydase. Ces résultats sont concordants avec la baisse de la production des RL observés dans le groupe DA. Les effets bénéfiques de la DA ont été annihilés en présence de ZnPP, inhibiteur de l’HO-1. Des essais cliniques sont actuellement en cours pour démontrer que les bénéfices observés chez l’animal, peuvent être retrouvés chez l’homme. / Cardiovascular disease remains a leading cause of mortality in industrialized countries. Loss of cardiomyocytes via apoptosis is believed to contribute to the continuous decline of the ventricular function in heart failure. Several investigations revealed that following ischemia-reperfusion (I/R), cardiomyocytes apoptosis is controlled, at least, by the Bcl-2 proteins family members. The excessive reactive oxygen species (ROS) production, through NADPH oxidase, contributes also to cellular damages and death. Recently, erythropoietin (EPO), a hematopoietic cytokine, has been shown to protect heart exposed to ischemia or ischemia-reperfusion, limiting infarct size and cardiac remodeling. However, to date the precise cellular mechanism of DA-induced cardioprotection remains incompletely understood. Thus, the aims of this work were 1) to assess the short and long term cardioprotective effects of darbepoetin-a (DA), an Epo analog, in an in vivo rat model of I/R ; 2) to investigate the signaling pathway through which DA potentially limits apoptosis and ; 3) to elucidate whether its cardioprotective effect, and more particularly its antioxidative effect, is linked to an HO-1-dependent inhibition of the NADPH activity. In the first study, left ventricle infarct size (LV) was smaller than that in the control rats, in agreement with echocardiographics parameters. DA-treatment activated the JAK2/Akt signaling pathway, lowered cleaved caspase-3 and increased both P-Bad and P-GSK-3ß proteins. This was consistent with the decrease of ROS production and the lowered binding of Bad to Bcl-xL and Bcl-. Similarly, in long term study, histology alterations implicated lower LV cardiac fibrosis and greater capillary density; furthermore both Bcl-xL and Bcl-2 were upregulated. In the second study, both LVSF and LVEF were higher versus control and DA+ZnPP, a heme-oxygenase-1 (HO-1) inhibitor, matching with the decreased LV infarct size in DA rats. DA induced HO-1 and down regulated the expression of p47phox and the activation of Rac1, both regulatory subunits of the NADPH-oxidase. This was consistent with the decrease of ROS production and these DA effects were inhibited by ZnPP. Further experiments in humans are now required to prove benefits effects of DA and to promote the use of EPO as therapeutics in heart infarction.

OBJECTIF : L’intégrité vasculaire est une pierre angulaire de la viabilité des organes solides, notamment en cas de transplantation. L’objectif de ce travail est de décrire les modifications du réseau vasculaire du cortex rénal dues à une séquence d’ischémie-reperfusion (IR) induite dans un modèle préclinique porcin d’autotransplantation rénale. MATÉRIELS ET MÉTHODES : Nous avions mis en place une technique d’analyse de la microvascularisation corticale rénale après acquisition microscanner et traitement des images de reins de porc perfusés avec un polymère de silicone radio-opaque.RÉSULTATS : L’ischémie-reperfusion rénale induit une diminution corticale du volume du segment vasculaire associée à une raréfaction des microvaisseaux inférieurs à 30 µm en particulier dans la corticale interne. Dans le cortex, une augmentation de la connectivité caractérisée par une augmentation des bifurcations et une diminution du facteur d’arborescence a été observée. L’hypercholestérolémie associée à l’ischémie-reperfusion entraine une raréfaction microvasculaire dans la corticale moyenne. Trois mois post-autotransplantation, l’augmentation de la durée de conservation des greffons induit une augmentation significative de l’épaisseur de la zone corticale, un effondrement du pourcentage de microvaisseaux. CONCLUSION : Trois mois après autotransplantation rénale, l’ischémie-reperfusion induit une raréfaction des microvaisseaux de la corticale interne. Nos résultats suggéreraient que l’altération de la fonction rénale chez des greffons pourrait être liée à une hypoxie chronique et une fibrose induite par une raréfaction microvasculaire proportionnelle à la durée de la conservation. / Purpose:Vascular integrity is a cornerstone of organ viability, particularly in cases of transplantation. The aim of this study is to describe the modifications of renal cortex vascular network due to an ischemia-reperfusion sequence in a preclinical pig kidney autotransplantation model.MATERIALS AND METHODS: Porcine kidneys were perfused with a radio-opaque silicone polymer and the cortex studied by X-ray micro-computed tomography. RESULTS: Renal ischemia-reperfusion led to decreased vascular segment volume associated with the rarefaction of vessels less than 30 µm diameter, particularly in the inner cortex. Vessels showed higher connectivity throughout the cortex. The decrease in microvasculature correlated with a deterioration of renal function, proteinuria, and tubular dysfunction, and was associated with the development of fibrous tissue. The hypercholesterolemia associated with ischemia-reperfusion promoted concomitant microvascular rarefaction for small vascular segments particularly in the middle cortex. At M3, the hypothermic preservation for 48 H of grafts compared to 24 H induced a significant increase in the cortical area thickness, associated with a drastic decrease of microvessels. CONCLUSION: Three months after renal autotransplantation, ischemia reperfusion induces a rarefaction of microvessels of the internal cortex. The hypercholesterolemia leads to a renal microvascular rarefaction which accentuates vascular remodeling due to ischemia reperfusion. Our results suggest that long preservation duration impacting the renal function in grafts could be associated with chronic hypoxia and fibrosis related to microvascular rarefaction.

CONTEXTE: Au cours de l'infarctus du myocarde, l'homéostasie du calcium entre leréticulum sarcoplasmique (SR), les mitochondries et le cytosol est altérée chez lescardiomyocytes (CM) et conduit à la mort cellulaire. Les canaux de fuite de calcium sontconsidérés comme des régulateurs clés de l'homéostasie calcique réticulaire. Le translocon(TLC), un composant majeur de la machine de la traduction protéique, est un important canalde fuite calcique réticulaire.METHODES: Par des moyens optiques, nous avons d'abord évalué l'organisation spatiale etla fonction du TLC dans le SR de souris adultes CM. Dans un second temps, nous avonsinterrogé si et comment la modulation pharmacologique TLC pourrait réduire les lésionsd'ischémie/reperfusion (I/R) cardiaque dans un modèle d'infarctus du myocarde de souris.RÉSULTATS: Nos données montrent que le TLC est spécifiquement localisée dans le SRlongitudinale des CM chez la souris adulte. Nous démontrons que la puromycine (activateurpharmacologique du TLC) induit une réduction partielle des réserves de calcium dans le SRlongitudinale, alors que nous n'observons aucune altération des réserves de calcium dépendantdu récepteur ryanodine dans le SR jonctionnelle. Le préconditionnement de la souris par lapuromycine, soumis à un infarctus du myocarde, diminue significativement la zone d'infarctusde près de 30,9±6,3%. Ceci est corrélé à une diminution de l'activation des protéines proapoptotiquesmitochondriales et à une augmentation d'un mécanisme de pro-survie:l'autophagie. Nous avons également démontré que le préconditionnement de la puromycinediminue la vitesse d'augmentation du calcium dans le cytosol du CM adulte pendant la duréede l'ischémie en corrélation avec la diminution de l'activation des calpains calciques.CONCLUSIONS: Dans cette étude, nous avons caractérisé le TLC comme un canal de fuitespécifiquement situé dans le compartiment longitudinale du SR dans les CM de souris adultes.Nous avons constaté que l'activation pharmacologique de la TLC avant l'infarctus dumyocarde exerce un effet de préconditionnement sur le myocarde sans altérer les réserves de calcium dépendant de la ryanodine. Dans l'ensemble, ces résultats mettent l'accent sur les connaissances actuelles sur la dualité entre le SR jonctionnelle et le SR longitudinale et ouvrent de nouvelles perspectives thérapeutiques / BACKGROUND: During myocardial infarction, alteration of calcium homeostasis between sarcoplasmic reticulum (SR), mitochondria and cytosol occurs in cardiomyocytes (CM) and leads to cell death. Calcium leak channels are thought to be key regulators of the reticular calcium homeostasis. Translocon (TLC), a major component of the translation machinery, is a major reticular calcium leak channel.METHODS: By the mean of photonics, we first assessed the spatial organization and the function of TLC in the SR of adult mouse CM. In a second time, we questioned if and how the pharmacological TLC modulation could reduce ischemia/reperfusion (I/R)-mediated heart injury in a model of mouse myocardial infarction.RESULTS: Our data show that TLC is specifically located in the longitudinal SR in adult mouse CM. We demonstrate that puromycin induces a partial reduction of calcium stores in the longitudinal SR, while we observe no alteration in the ryanodine receptor-dependent calcium stores in the junctional SR. Puromycin preconditioning of mouse subjected to myocardial infarction significantly decreases the infarct area by near 30.9±6.3%. This is correlated with a decrease in the activation of mitochondrial pro-apoptotic proteins and an increase of a pro-survival mechanism: autophagy. We further demonstrated that puromycin preconditioning decreases the rate of calcium increase in the cytosol of adult CM during the ischemia duration in correlation with the decreased activation of calcium-dependent calpains.CONCLUSIONS: In this study, we characterized TLC as a leak channel specifically located in the longitudinal SR compartment of adult mouse CM. We found that the pharmacological activation of TLC before myocardial infarction exerts a preconditioning effect on myocardium without altering the ryanodine-dependent calcium stores. Altogether, these findings emphasize the present knowledge on the duality between junctional and longitudinal SR in CM and open up new therapeutic perspectives

Les microARNs (miARN) sont de petits ARN régulant l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel. Ils sont impliqués dans la régulation de nombreux processus biologiques nécessaires au fonctionnement cellulaire, comme le contrôle de la réponse à l’inflammation. Dans ce travail, nous avons évalué l’implication des miARN dans la réponse tubulaire rénale à l’inflammation. Au cours d’un premier travail nous avons étudié par une approche globale le profil d’expression des miARN dans des cellules tubulaires proximales de la lignée HKJ2 exposées à des cytokines pro-inflammatoires. Nous avons ainsi identifié la forte induction de miR-146a en réponse au stimulus inflammatoire. Nous avons ensuite mis en évidence in vitro que l’induction de miR-146a par l’IL-1β dans les cellules HK-2 est secondaire à l’activation de la voie NF-κB, constitue un rétrocontrôle négatif de cette voie et régule l’expression de CXCL8 en aval. In vivo, l’étude du phénotype des souris invalidées pour miR-146a dans un modèle d’agression tubulaire rénale où l’inflammation joue un rôle significatif a mis en évidence une aggravation des lésions tubulaires, de l’infiltrat inflammatoire et de la fibrose interstitielle en réponse à l’ischémie-reperfusion. Le blocage de la signalisation induite par CXCL8 par la réparixine, un inhibiteur du récepteur de CXCL8 (CXCR1), permet de limiter le développement des lésions induites par l’ischémie-reperfusion chez les souris miR-146a-/-. Dans un second travail nous avons exploré le phénotype rénal des souris invalidées pour miR-146a, connues pour développer une auto-immunité. / Independently of its cause, acute kidney injury leads to the development of tubular injury and interstitial inflammation that need to be controlled to avoid fibrosis development. We hypothesized that microRNAs (miRNAs) are involved in the regulation of the balance between lesions and adaptive repair. Using HK2 human proximal tubular epithelial cells, we studied in vitro the response to pro-inflammatory cytokines and the regulation of miR-146a. We explored its targets in HK2 cells after stimulation by IL-1β. In vivo we explored the effect of unilateral renal ischemia-reperfusion injury (IRI) in wild-type or miR-146a invalidated mice. In pro-inflammatory conditions, we identified miR-146a to be transcriptionally upregulated by ligands of the interleukin-1-toll-like receptor signaling in HK2 cells. IL-1β treatment induced miR-146a expression in a time- and concentration-dependent manner through the activation of NF-κB, as confirmed by siRNA and luciferase reporter vector experiments. MiR-146a acted as a negative feedback regulator of this critical pathway by targeting IRAK1, thus decreasing CXCL8/CXCL1 expression by injured tubular cells. In vivo, miR-146a was found to be induced in response to renal IRI in a mouse model of renal unilateral IRI seven days after the injury. In human, miR-146a was found to be induced in the renal allograft of patients who experienced acute tubular necrosis early after transplantation as compared to patients with normal allograft biopsy results (P<0.05). Mir-146a levels were also increased in urine samples collected ten days after renal transplantation in recipients of a deceased donor kidney as compared to recipients of a living donor kidney (P<0.01). In situ hybridization localized up-regulated miR-146a mostly in tubular cells after IRI. Fourteen days after unilateral IRI, miR-146a-/- mice had greater tubular injury, inflammatory infiltrate and fibrosis compared with wild-type mice. Inhibition of the CXCL8/CXCL1 signaling using reparixin, a CXCR2 inhibitor, prevented the development of tubular injury, inflammation and fibrosis after IRI in miR-146a-/- mice. In conclusion, these results highlight miR-146a as a key mediator of the renal response to injury by limiting the consequences of inflammation, a key process in the development of acute and chronic kidney diseases.

Les maladies cardiovasculaires sont une des principales causes de morbidité et de mortalité au monde. La plus courante est l’infarctus du myocarde définit pathologiquement par la mortalité cellulaire dû à une ischémie prolongée d’une partie du ventricule gauche. L'ischémie est caractérisée par un apport sanguin insuffisant causé par une obstruction d’une artère coronaire. La restauration, en clinique, du flux sanguin, appelée reperfusion, est considérée comme la méthode la plus efficace contre les dommages ischémiques. Paradoxalement, cette restauration du flux sanguin est associée à une exacerbation de la lésion tissulaire, entraînant alors des lésions d'ischémie-reperfusion (I/R). Dans le but de limiter ces lésions, le conditionnement ischémique myocardique est une avancée majeure dans le domaine de la cardioprotection. Ce protocole confère ses effets cardioprotecteurs via le recrutement de divers mécanismes endogènes suivant l’activation de deux voies intracellulaires : la voie RISK (Reperfusion Injury Salvage Kinase) et/ou la voie SAFE (Survivor Activator Factor Enhancer). Ces voies impliquent l'activation de différentes cascades de signalisation et de protéines kinases. En particulier, concernant la voie SAFE, le transducteur de signal et l'activateur de transcription-3 STAT3, a été identifié comme un acteur clé dans le postconditionnement ischémique (PostCI). Il est suggéré que les effets cardioprotecteurs attribués à STAT3 soient liés à ses effets en tant que facteur de transcription et en tant que régulateur de l’activité mitochondriale, mais tout n’est pas encore connu. En revanche, il est admis que STAT3 est activé par la phosphorylation ciblant les résidus tyrosine 705 et sérine 727. Dans nos travaux actuels, nous avions initialement pour objectif d’étudier les rôles cardioprotecteurs mitochondriaux de STAT3 après une I/R et un PostCI. Cependant, nous n'avons pas été en mesure de détecter STAT3 dans les mitochondries de cardiomyocytes adultes de souris, dans des conditions basales et de stress, en utilisant différentes approches. Fait intéressant, nous avons montré une localisation exclusive de STAT3 dans les myocytes cardiaques adultes, le long des tubules T, et nous avons mis en évidence les inconvénients des techniques précédemment utilisées.Outre les rôles putatifs de STAT3 dans les mitochondries, nous avons ciblé ses effets dans la signalisation et la génomique au cours de l'I/R et du PostCI. Nous avons tout d’abord cherché à déterminer, pendant l’I/R et le PostCI, la cinétique temporelle d’activation de STAT3 et des autres kinases de la voie RISK, notamment Akt et les MAPK ERK1 / 2, JNK et p38. En outre, nous avions pour objectif d’étudier les liens entre les voies SAFE et RISK en déchiffrant les liens entre STAT3 et les kinases RISK au cours du PostCI. Nous avons montré qu’après une ischémie et un temps court de reperfusion, STAT3 et ERK1/2 sont activés, et que l’utilisation d’un PostCI active d’autant plus STAT3 en induisant exclusivement la phosphorylation de sa tyrosine. Nous avons également montré que l’interconnexion entre les voies SAFE et RISK, dans le protocole PostCI utilisé, se fait par STAT3 et ERK1/2. À partir de ces résultats, nous nous sommes dirigés vers la génomique grâce à laquelle nous avons étudié l'activité de STAT3 au cours de l'IPoC. À cet égard, nous avons montré que STAT3 est impliqué dans la régulation de la réponse inflammatoire au cours de la PostCI. Dans l’ensemble, cette étude présente une approche globale des fonctions mitochondriales, de signalisation et génomiques de STAT3 dans le contexte de la protection cardiaque / Cardiovascular diseases are leading causes of morbidity and mortality worldwide. Among the mostly prevailing cardiovascular diseases is myocardial infarction, which is pathologically defined as myocardial death due to a prolonged ischemia. Ischemia is an insufficient supply of blood caused by a blockade in the coronary arteries. The early restoration of blood flow is considered the most effective method against the ischemic lesions. Paradoxically, this blood flow restoration is associated with an exacerbation of the tissue injury, leading to the ischemia-reperfusion (I/R) injury. To avoid this injury, the myocardial ischemic conditioning protocol has rejuvenated the field of cardioprotection. This protocol confers its cardioprotective effects via recruiting various endogenous mechanisms following the activation of two intracellular pathways: the reperfusion injury salvage kinase (RISK) or survivor activator factor enhancer (SAFE) pathways. These pathways involve the activation of different signaling cascades and protein kinases. Zooming in through the SAFE pathway, the signal transducer and activator of transcription-3, STAT3, has been identified as a prominent key player in ischemic postconditioning (IPoC). The cardioprotective effects attributed to STAT3 are suggested to be linked to its roles as a transcription factor and as a regulator of the mitochondrial activity, but these are not well studied and elaborated. STAT3 is activated by phosphorylation, which targets the tyrosine 705 and serine 727 residues. In our current work, we initially aimed to investigate the mitochondrial cardioprotective roles of STAT3 following I/R and IPoC. However, we were not able to detect STAT3 in the mitochondria of adult mouse cardiomyocytes under variousbasal and stress conditions using different approaches. Interestingly, we showed an exclusive STAT3 pattern in adult cardiac myocytes, along the T-tubules, and highlighted drawbacks of previously used techniques. Aside from the mitochondrial roles of STAT3, we targeted its signaling and genomic roles during I/R and IPoC. We first aimed to determine, during I/R and IPoC, the temporal kinetics of activation of STAT3 and the other kinases of the RISK pathway including Akt and the MAPKs ERK1/2, JNK and p38. In addition, we aimed to decipher the interlink between the SAFE and RISK pathways through deciphering the interlink between STAT3 and the RISK kinases following IPoC. We showed that a short reperfusion time activates STAT3 and ERK1/2 following ischemia, and that the application of IPoC further activates STAT3 through inducing its tyrosine phosphorylation. We also showed that the interlink between SAFE and RISK pathways, in the IPoC protocol we used, is through STAT3 and ERK1/2. From this signaling level, we moved toward the genomic level whereby we investigated the genomic activity of STAT3 during IPoC. In this regard, we have shown that STAT3 is involved in the regulation of the inflammatory response during IPoC. Overall, this study presents a global approach of STAT3’s mitochondrial, signaling and genomic functions in the context of cardiac protection

L’ostéopontine (OPN) est une protéine synthétisée et sécrétée par de nombreux types cellulaires. Elle joue un rôle important dans la régulation de la réponse inflammatoire et immune. Elle est également pro-fibrogénique, et présente des propriétés anti-apoptiques. Les NAFLD et ALD sont les premières causes d’ hépatopathies en France. Le spectre de ces complications va de la stéatose à la stéatohépatite, la fibrose, la cirrhose voire le carcinome hépatocellulaire. Le tissu adipeux joue un rôle important dans la survenue et l’évolution des NAFLD. Nous montrons que l'OPN favorise l'inflammation du foie et du tissu adipeux dans les NAFLD, en favorisant le recrutement de macrophages, de cellules dendritiques et de lymphocytes T et en modulant la polarisation de ces cellules immunes. Chez les patients alcooliques, nous rapportons que l’OPN constitue un marqueur prédictif de la fibrose hépatique. Les lésions induites par l'IR hépatique sont la principale cause de dommages survenant au cours des chirurgies du foie. Le rôle de l'OPN lors de l’IR n’a pas été étudié dans le foie. Mes études ont mis en évidence que l'OPN pourrait jouer un rôle protecteur. Son invalidation (OPN-/-) aggrave les lésions hépatiques (inflammation, souffrance et nécrose hépatocytaire) induites par l’IR chez la souris. Ce rôle protecteur de l’OPN pourrait être dû à sa capacité à prévenir la mort hépatocytaire et à limiter la production toxique de NO dans les macrophages. L’ensemble de ces travaux a permis de mettre en évidence de nouveaux rôles de l'OPN dans les lésions induites par l'IR hépatique et pourrait constituer une cible thérapeutique pour les maladies chroniques du foie. / Osteopontin (OPN) is a protein synthesized and secreted by many different types of cells. It plays an important part in the regulation of the inflammatory and immune response. OPN is also pro-fibrogenic, and has anti-apoptotic properties. The nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) and alcoholic liver disease (ALD) are the leading causes of liver disease in France. The range of these complications goes from steatosis to steatohepatitis, fibrosis, cirrhosis and even hepatocellular carcinoma. Adipose tissue plays a significant part on the occurrence and evolution of the NAFLD. We show that OPN facilitates liver’s and adipose tissue’s inflammation in the NAFLD, by facilitating the intake of macrophages, dendritic cells and T cells, and by modulating the polarization of these immune cells. For alcoholic patients, we show that OPN is one of the predictive markers of liver fibrosis. The lesions induced by ischemia-reperfusion (IR) are the main cause of damages occurring during liver’s surgery. The role of OPN in hepatic injury induced by IR has not yet been investigated. My studies demonstrate that OPN could have a protecting role. OPN deficiency in mice (OPN-/-) increases hepatic lesions caused by IR (inflammation, and cell death). OPN could thus partially prevent hepatic injury and inflammation induced by IR. This could be due to its ability to prevent hepatocyte death and production of toxic NO by macrophages. OPN could thus be an important actor in the pathogenesis of chronic liver disease.

Diverses études épidémiologiques ont mis en évidence une relation étroite entre pollution urbaine au monoxyde de carbone (CO) et mortalité cardiovasculaire. Récemment il a été mis en évidence, chez le rat, qu'une exposition prolongée à ce polluant urbain avait pour conséquence le développement d'un phénotype cellulaire pathologique, pouvant influencer la vulnérabilité du coeur à un stress aigu. L'objectif de nos travaux était donc i) d'évaluer l'impact de la pollution au CO, sur la sensibilité du myocarde de rats au syndrome d'ischémie-reperfusion (IR) ; et ii) d'évaluer les effets potentiellement cardioprotecteurs d'un exercice pratiqué régulièrement à intensité modérée, sur le remodelage phénotypique cellulaire myocardique. Pour cela, 187 rats Wistar ont été séparés en 3 groupes : des rats contrôles, des rats exposés pendant 4 semaines au CO (30-100 ppm), et des rats entraînés en endurance avant d'être exposés au CO. La sensibilité à l'IR était évaluée par ischémie régionale réalisée sur modèle de coeur isolé perfusé de Langendorff. La fonction et les mouvements calciques de cardiomyocytes isolés était évalués en condition basale et consécutivement à un protocole d'anoxie-réoxygénation. Les résultats de ce travail confirment l'apparition d'un phénotype pathologique chez les rats exposés de façon prolongée au CO. Ce phénotype pathologique caractérisé dans notre travail par une altération de l'homéostasie calcique et du statut redox cellulaire ainsi qu'une expression tissulaire de iNOS apparait comme à l'origine de la plus grande vulnérabilité du coeur à un stress d'IR. Un autre résultat majeur de ce travail est qu'une stratégie de cardioprotection par un exercice d'intensité modérée pratiqué de manière régulière, permet de prévenir le remodelage pathologique cardiomyocytaire et ainsi l'augmentation de la sensibilité du myocarde à l'IR

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.

L’ischémie reperfusion pulmonaire et sa traduction clinique la dysfonction primaire du greffon sont responsables d’une morbi-mortalité importante en transplantation pulmonaire aussi bien à court terme qu’à long terme. Nous avons voulu faire la démonstration de la pertinence des microparticules comme marqueur de l’ischémie reperfusion pulmonaire. Nous avons reproduit et validé la stabilité d’un modèle de perfusion ventilation ex vivo de poumon de rat aussi bien en conditions normales (pas d’ischémie pulmonaire avant reperfusion) qu’en conditions extrêmes (1 h d’ischémie chaude avant reperfusion pulmonaire). Nous avons étudié la génération de microparticules par des poumons soumis à des conditions variables d’ischémie froide et d’ischémie chaude. Les poumons soumis à de fortes conditions d’ischémie froide (20h) produisent un pic précoce de microparticules d’origine épithéliale alvéolaire, leucocytaire et endothéliale. Nous en concluons que le modèle de perfusion ventilation ex vivo de poumons de rats est un modèle pertinent pour l’étude des réactions d’ischémie reperfusion. Les microparticules apparaissent comme un marqueur précoce des lésions d’ischémie reperfusion pulmonaires dans ce modèle. / Lung ischemia reperfusion and its clinical expression as primary graft dysfunction are provider of immediate and long term morbidity and mortality for patients. We aimed at demonstrating the usefulness and relevance of microparticles as biomarkers for lung ischemia reperfusion injury. We first reproduced an ex vivo rat lung perfusion and ventilation experimental model. Stability of the model was validated for normal conditions (no ischemia before reperfusion) as well as for extreme conditions (1 hour warm ischemia before reperfusion). The generation of microparticles was studied in that model for variable conditions of cold ischemia and for warm ischemia. Lung submitted to strong ischemic injury (20hours cold ischemia) generate an early pike of microparticles originated from leukocyes, endothelial cells, and epithelial alveolar cells. We may conclude the ex vivo model of rat lung perfusion and ventilation is relevant for the study of lung ischemia reperfusion injury. Microparticles are relevant markers of rat lung ischemia reperfusion injury in our model.

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. / Peripheral arterial disease and many surgical procedures (requiring vascular clamping or tourniquet application) induce severe skeletal muscle ischemia-reperfusion (IR) injuries. As a result, using experimental hind limb ischemia-reperfusion models, our goals were: ° To test a pharmacologic substitute to ischemic postconditioning by using cyclosporine A, that acts on a very downstream step of IR injury cascade by binding to cyclophilin D and inhibiting mitochondrial transition pore opening. We wondered if cyclosporine could alleviate mitochondrial dysfunction and reduce ROS production in skeletal muscles submitted to IR. ° To determine how diabetes and senescence would influence cyclosporine A protective effects. In conclusion, the protective effects of pharmacologic postconditioning with cyclosporine A seem to critically depend on the model under study. A variable and narrow dose-effect relationship is likely and makes it necessary to perform a dose finding study in every pathologic model. Considering the narrow relationships between mitochondrial protection and oxidative stress, combing cyclosporine A postconditioning with antioxidant therapy may restore a more robust protective effect but this hypothesis has to be validated.