La transplantation hépatique est une technique chirurgicale maîtrisée, mais le devenir à long terme du greffon et de l’hôte doit encore être amélioré. L’étude pharmacogénétique des inhibiteurs de la calcineurine (CNI) devrait permettre de comprendre la variabilité de leurs effets thérapeutiques et toxiques. Dans un premier temps, nous avons réalisé une revue de la littérature concernant la pharmacogénétique des CNI en greffe d’organe et surtout hépatique en particulier les trois polymorphismes les plus impliqués dans la pharmacocinétique des CNI (CYP3A4*22, CYP3A5*3 et ABCB1 exons 12, 21, 26) et leurs éventuelles associations avec le devenir clinique du patient. L’état actuel des connaissances valide l’intérêt du génotype CYP3A5*3 pour adapter au mieux la posologie précoce de tacrolimus seulement en greffe rénale. Dans un second temps, nous avons mené une étude de cohorte rétrospective visant à étudier la pertinence et l’intérêt des génotypes du donneur et du receveur d’organe mentionnés précédemment, intervenant dans le métabolisme (CYP3A4*22, CYP3A5*3) et le transport membranaire (ABCB1 exons 12, 21 et 26) de la cyclosporine et du tacrolimus en transplantation hépatique. 170 patients avec un suivi de plus de 10 ans en moyenne ont été inclus. Les principaux résultats montrent que : l’allèle CYP3A5 *1 du receveur était associé significativement à un risque plus élevé de perte de greffon à long terme comparé à l’allèle CYP3A5 *3 ; l’allèle TT de l’exon 12 d’ABCB1 du receveur était associé à un risque moins élevé de rejet chronique ; et l’exposition à des doses élevées de CNI, la valeur initiale de la fonction rénale et l’âge du receveur étaient également indépendamment associés au risque d’altération de la fonction rénale. La caractérisation de ces marqueurs pharmacogénétiques en transplantation hépatique pourrait permettre d’adapter les traitements immunosuppresseurs pour chaque patient transplanté. D’autres voies de recherche (pharmacogénétique de la voie calcineurine, biomarqueurs précoces des lésions du greffon, ...) seront nécessaires pour identifier un profil personnalisé pour chaque greffé afin d’adapter au mieux la stratégie thérapeutique à long terme. / Liver transplantation is now a well mastered surgery with standardized procedures, but the long-term clinical outcomes of the graft and the patient remain uncertain. The pharmacogenetic study of the calcineurin inhibitors (CNI) cyclosporine and tacrolimus should help to understand the variability of their pharmacokinetics and therapeutic or side effects. In the first part of this work, we reviewed the main pharmacogenetic studies of CNI in liver transplantation, focusing on the three polymorphisms mostly involved in CNI pharmacokinetics (CYP3A4*22, CYP3A5*3 et ABCB1 exons 12, 21, 26) and their possible associations with clinical outcomes. To date, the only pharmacogenetic test consensually recommended in organ transplantation is the CYP3A5*3 variant for a better selection of the initial tacrolimus dose in kidney transplantation. The second part of this work was a retrospective cohort study in liver transplantation to investigate the influence of the above mentioned donor’s and recipient’s genotypes, involved in the metabolism (CYP3A4*22, CYP3A5*3) and the membrane transport (ABCB1 exons 12, 21 and 26) of cyclosporine and tacrolimus. 170 patients were enrolled in this study with a mean follow-up of more than ten years. Our main results are that: the recipient CYP3A5*1 allele was associated with a higher risk of graft loss than the CYP3A5*3 allele; the recipient ABCB1 exon 12 TT genotype was associated with a lower risk of chronic rejection than the CC genotype; overexposure to CNI, initial renal function and recipient age were associated with a higher risk of post-transplantation renal dysfunction. No genetic factor was associated with patient survival, acute rejection, liver function tests, recurrence of viral or other initial liver disease, or nephrotoxicity. Prospective characterization of both recipient and donor CYP3A4, CYP3A5 and ABCB1 polymorphisms could help to optimize immunosuppressive therapy for each candidate to liver transplantation. Further studies (pharmacogenetics of calcineurin pathway, early biomarkers of graft dysfunction, ...), should help to define a personalized profile for each transplant patient in order to best adapt the immunosuppressive strategy on the long term.

Le chloroacétaldéhyde (CAA), un des principaux produits du métabolisme hépatique de l’ifosfamide (IFO), est considéré comme responsable de la néphrotoxicité de ce médicament. Les mécanismes exacts de cette néphrotoxicité ne sont pas complètement élucidés. Dans la première partie de cette étude, nous avons essayé de préciser les mécanismes physiopathologiques de la toxicité du CAA sur un modèle de tranches de cortex rénal de rat, puis, dans la deuxième partie, nous avons recherché un effet anticancéreux éventuel du CAA sur des cellules de cancer du sein humain (MCF-7). La néphrotoxicité du CAA, utilisé à des concentrations proches de celles mesurées chez les patients traités par l’IFO, soit 0 - 75 µM, s’est manifestée par une chute d’ATP et du glutathion ainsi que par une inhibition du métabolisme du lactate. Certaines enzymes de la néoglucogenèse, notamment la glyceraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase, ont été inhibées par le CAA. Le complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale ainsi que l’oxydation du lactate ont été également inhibées par le toxique. D’autre part, le CAA (10 et 25 µM) a inhibé la prolifération des cellules MCF-7 sans que cette inhibition soit accompagnée d’une chute d’ATP cellulaire. Le transport cellulaire et le métabolisme du glucose ainsi que certaines enzymes de la glycolyse ont été également inhibés par le CAA. Parmi celles-ci, l’hexokinase semble être l’enzyme qui catalyse l’étape limitante de la voie de la glycolyse. En conclusion, le CAA est bien impliqué dans les mécanismes de la néphrotoxicité de l’IFO, mais de plus, il pourrait, via l’inhibition de la glycolyse, contribuer à l’effet thérapeutique de l’IFO. / Chloroacetaldehyde (CAA), one of the main products of ifosfamide (IFO) hepatic metabolism, is considered as responsible of IFO nephrotoxicity. The mechanisms of this nephrotoxicity are not completely known. In the first part of this study, we tried to clarify the pathophysiological mechanisms of CAA toxicity using precision-cut rat renal cortical slices, then, in the second part, we looked for a possible anticancerous effect of CAA on human breast cancer cells (MCF-7). Using clinically-relevant concentrations (0-75 µM), CAA nephrotoxicity was demonstrated by the depletion of ATP and glutathione and by the inhibition of lactate metabolism. Some of the gluconeogenic enzymes, mainly glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, were inhibited by CAA. The complex I of the mitochondrial respiratory chain as well as lactate oxidation were also inhibited by CAA. On the other hand, CAA (10 and 25 µM) inhibited MCF-7 cell proliferation which was not accompanied by cellular ATP depletion. Glucose transport and metabolism as well as some of the glycolytic enzymes were also inhibited by CAA. Hexokinase seems to be the rate-limiting enzyme of glycolysis. In conclusion, CAA is implied in the mechanisms of IFO-induced nephrotoxicity; furthermore, it could, via the inhibition of the glycolytic pathway, contribute to the therapeutic effect of IFO.

Cette enquête épidémiologique porte sur l'impact sanitaire de la décharge de Mbeubeuss, réceptacle de l'ensemble des déchets ménagers et industriels de Dakar (Sénégal), sur la population résidant à proximité. Les déchets, stockés sans être recouverts, sont source de pollution atmosphérique et des sols, notamment par le plomb et le cadmium. Les répercussions sanitaires sont d'autant plus préoccupantes que de nombreux riverains de cette décharge sont directement ou indirectement exposés. L'objectif de cette étude était de déterminer, après caractérisation chimique des échantillons de sol et de particules atmosphériques, l'imprégnation de la population (enfants et adultes) à ces deux métaux et de rechercher leur éventuel impact sur la fonction rénale. Nos résultats ont mis en évidence des teneurs atmosphériques et telluriques en plomb et en cadmium plus élevées sur le site de la décharge (teneurs 20 à 80 fois plus élevées que celles de la zone témoin). L'imprégnation saturnine, déterminée au travers des plombémies, plomburies et des marqueurs biologiques d'effet (PPZ, AlaU), de même que les teneurs sanguines et urinaires en cadmium étaient significativement plus importantes chez les individus résidant au voisinage de la décharge. La production excessive d'espèces réactives de l'oxygène induite par cette imprégnation s'est traduit par une diminution du système de défenses antioxydantes (SOD, GPx, Sélénium, GSH) et une peroxydation lipidique (MDA) accrue chez les sujets exposés. En outre, les variations de certains des marqueurs sensibles et spécifiques de néphrotoxicité (concentrations urinaires élevées en protéines totales, en RBP et en CC16 ; et augmentation des activités GSTα et LDH) suggèrent l'apparition de signes discrets et précoces d'altération de la fonction rénale chez les individus résidant à proximité de la décharge. L'exposition aux émissions de la décharge de Mbeubeuss constitue donc une véritable source de risques pour l'environnement et la santé des populations environnantes. Cette étude pourrait sans doute contribuer à conscientiser les acteurs de la santé sur les risques liés à cette décharge et à placer ces problèmes environnementaux, qui constituent un nouveau défi pour les pays pauvres, au cœur des futurs programmes de développement. / This case-control study dealt with adverse health effects on the population living near Mbeubeuss landfill in Dakar (Senegal). All household and industrial waste arising from Dakar are stored in this open landfill without being covered and are therefore possible sources of air pollution and soil contamination by heavy metals, especially Pb and Cd. Health impacts are of particular concern since many of the neighboring residents of this discharge are directly or indirectly exposed. The objective of this study was to determine Pb and Cd concentrations in both environment and humans, and to evaluate possible renal function alteration within the adult and child populations. Our results showed that lead and cadmium concentrations of soils and atmosphere were higher in the landfill (20 to 80 times) than those of the control area. The lead impregnation, evaluated through the blood and urine lead levals, and the biomarkers of exposure (PPZ, ALAU) as well as blood and urine cadmiums levels, were significantly higher in the subjects neighboring the landfill. Excessive production of reactive oxygen species induced by the metal impregnation conducted in exposed subjects to a decrease in antioxidant defense system (SOD, GPx, Selenium, GSH) and an increase in lipid peroxidation (MDA). Moreover, changes in several sensitive and specific markers of nephrotoxicity (high urinary concentrations of total protein, RBP and CC16, as well as GSTα and increased activities) suggested the occurence of discrete and early signs of impaired renal function for the landfill neighboring population. Exposure to emissions from the Mbeubeuss landfill is therefore a source of risk for the environment and the health of people who live and/or work within it. This study could undoubtedly help to raise awareness of landfill-related health risks amoung stakeholders, and to place these environmental problems, wich constitute a new challenge for poor countries, at the heart of future development programs.

Les acides aristolochiques (AA) présents dans les aristoloches sont impliqués dans le développement d’une insuffisance rénale progressive chez l’homme, appelée néphropathie aux plantes chinoises (CHN). Elle se caractérise par une atrophie tubulaire sévère et une fibrose interstitielle associée à une fréquence élevée de cancers urothéliaux. L’observation en clinique d’une protéinurie tubulaire a suggéré que le tubule proximal était la cible des AA.<p><p>\ / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est un problème majeur fréquemment rencontré chez les greffés cardiaques. Les inhibiteurs de la calcineurine, pierre angulaire de l’immunosuppression en transplantation d’organes solides, sont considérés comme une des principales causes de dysfonction rénale postgreffe. Plusieurs autres éléments tels que les caractéristiques démographiques, cliniques et génétiques du receveur contribuent également au phénomène, mais il demeure plutôt difficile de déterminer quels sont les patients les plus à risque de développer une IRC après la transplantation. Ainsi, la découverte de nouveaux marqueurs génétiques de dysfonction rénale pourrait un jour mener à l’individualisation de la thérapie immunosuppressive selon le profil génétique de chaque patient. Or, on ne connaît pas les opinions des greffés à l’égard des tests pharmacogénomiques et l’on ne sait pas si celles-ci diffèrent des opinions exprimées par les individus en bonne santé. Cette thèse de doctorat a donc pour objectifs : 1- De décrire l’évolution de la fonction rénale à très long terme après la transplantation et d’identifier les marqueurs démographiques et phénotypiques associés à l’IRC postgreffe cardiaque; 2- D’identifier les marqueurs génétiques associés à la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine; 3- D’évaluer et de comparer les attitudes des patients et des individus en bonne santé par rapport à l’intégration clinique potentielle des marqueurs pharmacogénomiques. Trois projets ont été réalisés pour répondre à ces questions. Le premier repose sur une analyse rétrospective de l’évolution de la fonction rénale chez les patients greffés au sein de notre établissement entre 1983 et 2008. Nous y avons découvert que le déclin de la fonction rénale se poursuit jusqu’à 20 ans après la transplantation cardiaque et que les facteurs de risque d’IRC incluent entre autres l’âge avancé, le sexe féminin, la dysfonction rénale prégreffe, l’hypertension, l’hyperglycémie et l’utilisation de la prednisone. Le deuxième projet est une étude pharmacogénomique s’intéressant aux déterminants génétiques de la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine. Elle nous a permis d’illustrer pour la première fois qu’un polymorphisme génétique lié à PRKCB (gène codant pour la protéine kinase C-β) est associé avec la fonction rénale des patients greffés cardiaques, alors que cela n’est probablement pas le cas pour les polymorphismes de TGFB1 (gène codant pour le transforming growth factor-β1). La troisième section de cette thèse rapporte les résultats d’un questionnaire dont le but était de comparer les attitudes envers les tests pharmacogénomiques parmi un groupe de personnes en bonne santé, de patients greffés cardiaques et de patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Cette étude a démontré que, bien que l’enthousiasme pour la pharmacogénomique soit partagé par tous ces individus, les craintes liées à la confidentialité et aux répercussions potentielles sur l’emploi et les assurances sont plus prononcées chez les personnes en bonne santé. En résumé, les travaux issus de cette thèse ont révélé que l’identification précoce des patients greffés cardiaques les plus susceptibles de présenter une détérioration de la fonction rénale ainsi que l’adoption d’une approche thérapeutique individualisée reposant notamment sur les applications cliniques de la pharmacogénomique pourraient éventuellement permettre de freiner cette complication postgreffe. / Chronic kidney disease (CKD) is a major problem frequently observed in cardiac transplant recipients. Calcineurin inhibitors, which have become the cornerstone of immunosuppressive treatments in solid organ transplantation, are considered a major cause of post-transplant renal dysfunction. Several other factors such as recipients’ demographic, clinical and genetic characteristics also contribute to this phenomenon, but it remains rather difficult to determine which patients present the highest risk of CKD after transplantation. Discovery of new genetic markers of renal dysfunction could one day lead to individualization of immunosuppressive therapy according to each patient’s genetic profile. However, transplant patients’ opinions towards pharmacogenomic testing remain unknown, and it is unclear whether these differ from healthy individuals’ opinions. This doctoral thesis thus aims: 1- To describe the very long-term evolution of renal function after transplantation and to identify demographic and phenotypic markers associated with postheart transplant CKD; 2- To identify genetic markers associated with calcineurin inhibitor-induced nephrotoxicity; 3- To assess and to compare the attitudes of patients and healthy individuals concerning the potential integration of pharmacogenomic markers in clinical practice. Three projects have been conducted to answer these questions. The first one relies on a retrospective analysis of the evolution of renal function in patients who received a heart transplantation at our institution between 1983 and 2008. We discovered that deterioration of renal function continues up to 20 years after transplant and that risk factors of CKD include, among others, advanced age, female gender, pretransplant renal dysfunction, hypertension, hyperglycemia and use of prednisone. The second project is a pharmacogenomic study looking at genetic determinants of calcineurin inhibitor-induced nephrotoxicity. We were able to illustrate for the first time that a genetic polymorphism related to PRKCB (gene encoding protein kinase C-β) is associated with renal function in heart transplant patients, whereas it is probably not the case for polymorphisms in TGFB1 (gene encoding transforming growth factor-β1). The third section of this thesis reports the results of a questionnaire whose purpose was to compare the attitudes towards pharmacogenomic testing in a group of healthy volunteers, cardiac transplant recipients and heart failure patients. This study demonstrated that, although enthusiasm regarding pharmacogenomics is shared equally among these individuals, preoccupations related to confidentiality and potential impacts on employment and insurance are more important in healthy volunteers. In summary, the work presented in this thesis showed that early identification of heart transplant patients who are most likely to develop renal dysfunction as well as adoption of an individualized therapeutic approach involving clinical applications of pharmacogenomics could potentially help to prevent this post-transplant complication.