L’étude des effets respiratoires d’aérosols d’oxydes métalliques par inhalation chez la souris est motivée par les observations chez les patients soudeurs. En effet, les soudeurs développent des pathologies cardio-respiratoires qui pourraient être directement ou indirectement liées à l’exposition aux fumées de soudage. Ces fumées de soudage sont composées de différentes espèces chimiques, de poussières mais aussi de nanoparticules (NP). En effet, on retrouve des NP jusqu’à 80 % en nombre et 11% en masse dans les fumées de soudage. Dans le but d’évaluer le rôle de la composante nanoparticulaire des fumées de soudage, mon sujet de thèse est centré sur l’étude des effets respiratoires d’expositions répétées aux aérosols de NP d’oxydes de fer et de manganèse par inhalation chez la souris Dans le précédent rapport, nous avions présenté la technique de génération des aérosols d’oxydes de NP / Traduction de Reverso en Anglais The study of the respiratory effects of sprays of metal oxides by inhalation to the mouse is motivated by the observations at the patients welders. Indeed, the welders develop cardio-respiratory pathologies which could be directly or indirectly bound to the exhibition in smokes of soldering. These smokes of soldering are consisted of various chemical species, dusts but also nanoparticles (NP). Indeed, we find NP until 80 % in number and mass 11 % in smokes of soldering. With the aim of estimating the role of the component nanoparticulaire smokes of soldering, my thesis subject is centered on the study of the respiratory effects of exhibitions repeated to the sprays of NP of iron oxide and manganese by inhalation to the mouse

L’excès de masse grasse, notamment infantile est en perpétuelle augmentation à l’échelle mondiale. Plusieurs études ont montré une association entre cette prise de poids et la survenue de pathologies cardiovasculaires. Cependant, il semble nécessaire de renforcer notre compréhension des liens existant entre la survenue de maladies cardiovasculaires à l’âge adulte et l’existence d’un surpoids durant l’enfance et/ou l’adolescence. Afin de répondre à cette problématique, nous avons utilisé un modèle de suralimentation postnatale chez le rongeur, basé sur la réduction des portées à la naissance. Ainsi, les travaux réalisés au cours de ce Doctorat ont permis de mettre en évidence l’impact d’une surnutrition postnatale précoce sur le développement ultérieur d’altérations cardio-métaboliques. Dans un premier temps, nous avons montré qu’une prise de poids précoce, chez le rat et la souris, induisait une augmentation pérenne de la masse corporelle adipeuse, associée à des perturbations des paramètres biochimiques, représentées par une augmentation de la glycémie, de l’insuline, du cholestérol et de la leptine plasmatique.Dans un deuxième temps, le volet oxydant a été exploré. Ainsi, les animaux ayant subi une suralimentation postnatale, une fois adultes, voient leur niveau de stress nitro-oxydant augmenter au niveau circulant et sur le plan tissulaire cardiaque, alors que des enzymes antioxydantes telles que les superoxydes dismutases et les catalases y présentent une activité augmentée.Dans un troisième temps, l’exploration de la fonction cardiovasculaire a montré, in vivo, que la suralimentation postnatale réduisait de manière significative la contractilité myocardique et induisait une augmentation des niveaux de pression artérielle systolique et diastolique chez la souris. Ex vivo, les cœurs de souris adultes ayant subi une suralimentation postnatale présentaient une plus grande sensibilité aux lésions induites par l’ischémie reperfusion, libérant plus d’enzyme lactate deshydrogénase (LDH) et montrant une taille de nécrose ventriculaire très significativement accrue. De plus, l’étude du remodelage cardiaque a montré chez ces animaux une augmentation de la fibrose associée à une augmentation à la fois de l’expression et de l’activité des métallo-protéinases de type 2 (MMP-2). Enfin, d’un point de vue de l’expression génique cardiaque, notre étude montre que la suralimentation postnatale induit très précocement, dès le sevrage, des différences d’expression portant sur plus de 822 gènes cardiaques, et notamment des gènes de structure comme ceux d’isoformes du collagène ou de protéines de la matrice extracellulaire, ce qui pourrait expliquer la présence d’un remodelage d’origine précoce.Il est évident que des travaux supplémentaires s’imposent afin d’expliquer les mécanismes mis en jeu au cours de ces différentes altérations. Cependant, il apparaît clairement que des modifications nutritionnelles lors d’une période du développement suivant immédiatement la naissance peuvent induire à long terme des altérations d’ordre biochimique, oxydative et cardiovasculaires / No abstract

Le projet de thèse concerne l’étude des réseaux de régulation en lien avec l’homéostasie des ions métalliques chez la bactérie à Gram-positif Bacillus subtilis. Les ions métalliques tels que Fe(II), Mn(II) et Zn(II) sont essentiels dans un grand nombre de processus cellulaires entant que cofacteur d’enzymes ou en tant qu’élément structural dans les protéines. Cependant, à trop hautes concentrations, ils peuvent avoir des effets toxiques en endommageant la membrane cellulaire et l’ADN ainsi qu’en inactivant la fonction de certaines protéines. De plus, en condition aérobie, B. subtilis produit du peroxyde d’hydrogène H₂O₂ qui réagit avec les ions Fe(II) pour produire des radicaux libres hautement toxiques pour la cellule. La régulation de l’homéostasie des ions métalliques doit donc être parfaitement régulée et coordonnée avec les autres processus cellulaires. J’essaie de comprendre de façon globale, via des approches expérimentales à grande échelle, les interconnexions entre les régulateurs de l’homéostasie des ions métalliques et autres voies métabolique dans Bacillus subtilis. / The present doctoral thesis concerns the study of the regulatory network linked tometal ions homeostasis in the Gram+ Bacillus subtilis. Metal ions such as Fe(II), Mn(II) andZn(II) are essential for many metabolic processes, since they function as enzyme cofactors andstructural ligands of proteins. Changes in ions availability can alter activity of enzymes of thecarbon metabolism and lead to changes in gene expression. In addition, the modulation of metalion homeostasis is intimately linked with the oxidative stress response: during aerobic growth,hydrogen peroxide is generated and it rapidly reacts with ferrous iron to form ROS molecules.Hence, regulation of metal ions uptake/efflux has to be finely regulated and coordinated with othercellular processes. With the present project, I aim to understand at system’s level how Bacillussubtilis integrates the control of metal ions homeostasis with other metabolic processes.

L’infarctus du myocarde est l’une des principales causes de morbi-mortalité dans les pays développés, malgré l’amélioration enregistrée dans la prise en charge thérapeutique de cette urgence coronaire. Le stress oxydant est un facteur impliqué dans la physiopathologie de l’IDM. Notre étude a montré la diminution des capacités antioxydantes chez des patients hospitalisés pour un IDM aigu. Une partie de notre étude a été consacrée pour explorer le système Peroxyredoxine Thioredoxine. Il s’agit d’un système antioxydant majeur impliqué dans la régulation des voies d’apoptose. La connaissance des mécanismes moléculaires responsables des lésions myocardiques lors d’une ischémie, constitue l’une des avancées importantes dans la compréhension de la physiopathologie des syndromes coronaires aigus. / Myocardial infarction is the leading cause of death in developed nations despite of recent advances in the management of this disease. Oxidative stress is involved in the physiopathology of Myocardial Infarction. Our study showed a decreased antioxidant activities in patients with Acute Myocardial Infarction. A part of the present study was designed to explore Peroxiredoxin Thioredoxin activity. It’s considered as a major antioxidant system and it control hydrogen peroxide levels which mediate the signal transduction, including apoptosis signal. Molecular mechanisms underlying the oxidative stress toxicity in cardiomyocytes have to be more elucidated and may help the evolving of therapeutic care strategies of coronary heart disease.

Le noyau benzofuro[2,3-b]indoline est une structure complexe que l’on retrouve dans différentes substances naturelles telles que l’azonazine, la voacalgine A, la bipleiophylline ou encore le diazonamide A. Ces produits naturels possèdent une activité biologique intéressante et plus particulièrement le diazonamide A avec un IC50 inférieur à 15ng/mL sur plusieurs lignées cellulaires cancéreuses. De plus, certaines de ces substances n’ont jamais été synthétisées à ce jour. Lors de la biogénèse de ces composés, il est supposé que le motif benzofuroindoline est créé par un couplage oxydant entre un indole et un phénol. Nous avons ainsi entrepris de développer différentes méthodologies de synthèse biomimétiques du motif benzofuroindoline. Inspiré par les biosynthèses de l’azonazine et du diazonamide A, nous avons développé une arylation diastéréodivergente du tryptophane par la tyrosine. Les diverses méthodologies de synthèse de benzofuroindolines existantes effectuant ce couplage ne permettent pas un contrôle stéréosélectif. Nous avons remédiés à ce problème en réalisant une réaction de Friedel-Crafts entre une tyrosine protégée et des exo- et endo-bromopyrroloindolines issues stéréosélectivement du tryptophane. Cette réaction procède avec rétention de configuration et nous permettent une synthèse diastéréodivergente de précurseurs potentiels du diazonamide et de l’azonazine. Une méthodologie générale de synthèse de benzofuroindolines par un couplage oxydant direct entre des indoles 2,3-disubstitués et des phénols a été développée. Cette réaction implique l’oxydation de l’indole par du N-iodosuccinimide. L’iodoindolénine intermédiaire réagit par action d’un sel d’argent, via une réaction de Friedel-Crafts avec le phénol pour donner la benzofuroindoline en une étape. Une bibliothèque de diverses benzofuroindolines a pu être obtenue par cette stratégie.Cette dernière méthodologie a été appliquée à la synthèse de modèles hexacycliques complexes de la voacalgine A et de la bipleiophylline à partir d’indoles apparentées à la pleiocarpamine que nous avons synthétisés. Une autre stratégie de synthèse du motif benzofuroindoline de la voacalgine A et de la bipleiophylline impliquant l’oxydation d’un catéchol en orthoquinone a également été étudiée. / The benzofuro[2,3-b]indoline core is a complex structure present in several natural products such as azonazine, voacalgine A, bipleiophylline and diazonamide A. These products possess an interesting biological activity and especially diazonamide A with an IC50 below 15ng/mL on different cancer cells lines. Some of these compounds have never been synthesize. It is postulated that the biogenesis of the benzofuroindolines natural products implies an oxidative coupling between indoles and phenols. Therefore, we wished to develop a bioinspired synthesis of benzofuroindoline core.Inspired by the biosynthesis of azonazine and diazonamide A, we developed an diastereodivergent arylation of tryptophan by tyrosine. The existing synthetic methodology of benzofuroindoline involving an oxidative coupling do not allow a stereoselective control. We solved this problem by doing a Friedel-Crafts reaction between a protected tyrosine and the exo-, and endo-bromopyrroloindolines obtained stereoselectively from tryptophan. This reaction witch proceeds with a retention of configuration allowed us to access selectively azonazine and diazonamide A precursors. A general methodology of benzofuroindoline synthesis by an oxidative coupling between 2,3-disubstituted indoles and phenols has then been developed. This reaction proceeds by oxidation of the indole with N-iodosuccinimide. The resulting iodoindoline was then engaged in a Friedel-Crafts reaction with a phenol in presence of a silver salt to form the desired benzofuroindoline in a one-pot operation. Through this method, a library of several benzofuroindolines has been created.This last methodology has been applied to the synthesis of complex hexacyclic voacalgine A and bipleiophylline analogs from pleiocarpamine-like indoles. Another strategy towards the voacalgine A and bipleiophylline benzofuroindoline core has also been studied and involves the oxidation of a catechol into an orthoquinone which can react with an indole.

L’hypertension artérielle est un problème de santé publique majeur, au centre de nombreuses pathologies. En étudiant la prévalence de l’hypertension, nous nous sommes intéressés à deux points en particulier que nous abordons dans ce manuscrit de thèse. Le premier est l’existence d’une relation bidirectionnelle entre l’hypertension et le syndrome de l’apnée du sommeil (SAS), maladie encore sous-diagnostiquée de nos jours. Le second concerne le fait que les hommes sont plus touchés par ces deux pathologies que les femmes, mais que cette tendance s’inverse au moment de la ménopause, suggérant un rôle protecteur des hormones ovariennes. Les mécanismes sous-jacents de la mise en place de l’hypertension ont été étudiés dans différentes maladies associées (athérosclérose, obésité, diabète), mais ils restent encore méconnus dans le SAS chez la femme ménopausée. Le travail de cette thèse vise à comprendre les mécanismes à l’origine de l’hypertension artérielle chez les femmes ménopausées atteintes du SAS. Pour cela, nous avons utilisé un modèle animal d’hypoxie intermittente (HI; 21%-10% O2 ; 10cycles/h ; 8h/jour). Ce modèle simule le profil physiopathologique observé chez les patients apnéiques, en particulier avec le développement de l’hypertension artérielle. La particularité de nos travaux de recherche est l’utilisation de rats femelles ovariectomisées (OVX), permettant ainsi de mimer la ménopause, contrairement à de nombreux modèles d’HI qui utilisent le rat mâle. Par ailleurs, nous avons également regardé le rôle de l’estradiol (E2) dans le développement de l’hypertension et sur les mécanismes sous-jacents induits par l’HI. Nos principales conclusions sont que l’HI engendre une élévation de la pression artérielle et de la concentration en endothéline-1 (un vasoconstricteur), mais que ceci est réversible avec le traitement à l'E2. Au niveau de l'aorte, l'OVX engendre une augmentation du stress oxydatif, mais, de nouveau, la supplémentation en E2 renverse cet effet. Les mécanismes de réponse à l'E2 sont différents selon le protocole suivi par l’animal ; après l’HI, l’E2 réduit l'activité des enzymes pro-oxydantes alors qu’en condition de normoxie (21% O2), l’E2 augmente l'activité des enzymes anti-oxydantes. Au niveau des poumons, l’HI augmente le stress oxydatif mais l’OVX a un effet chez les animaux en normoxie uniquement. Les effets de l'E2 sur le stress oxydatif sont tissu-dépendants. Le traitement à l'E2 permet de pallier les dysfonctions vasculaires / Arterial hypertension is a major public health problem, which is at the heart of many diseases. In studying the prevalence of hypertension, we focused in two specific points that we address in this thesis manuscript. The first one is the existence of bidirectional relationship between hypertension and sleep apnea syndrome (SAS), a disease that is still underdiagnosed today. The second is that men are more affected by these two conditions than women, but this trend reverses at the time of menopause, suggesting a protective role of ovarian hormones. The underlying mechanisms of the establishment of hypertension have been studied in various associated diseases (atherosclerosis, obesity, diabetes), but they are still unknown in SAS in menopausal women. This work aims to understand the mechanisms underlying high blood pressure in postmenopausal women with SAS. For this, we used an animal model of intermittent hypoxia (IH, 21% -10% O2, 10cycles/h, 8h/day). This model presents the same pathophysiological profile observed in apneic patients, in particular with the development of arterial hypertension. The unusual feature of our study is the use of ovariectomized (OVX) female rats, thus allowing to mimic the menopause, contrary to many models of IH which use the male rats. In addition, we also looked at the role of estradiol (E2) in the development of hypertension and on the underlying mechanisms induced by IH. Our main conclusions are that although IH causes elevation of blood pressure and endothelin-1 concentration (a vasoconstrictor), it is reversible with E2 treatment. In aorta, OVX generates an increase of oxidative stress, but, again, the supplementation in E2 reverses this effect. The mechanisms of response to E2 are different according to the protocol followed by the animal; after IH, E2 reduces the activity of pro-oxidant enzymes whereas in normoxia condition (21% O2), E2 increases the activity of antioxidant enzymes. In the lungs, IH increases oxidative stress, but OVX has an effect only in female rats exposed to normoxia. The effects of E2 on oxidative stress are tissue-dependent. E2 treatment overcomes IH-induced vascular dysfunction and may be clinically relevant in the treatment of SAS in postmenopausal women

La pollution particulaire recouvre de nombreux enjeux sanitaires et climatiques en Europe et dans le monde. Les aérosols organiques, qui représentent une fraction importante de la pollution particulaire, sont une matière complexe, émise directement sous forme condensée ou résultant de l'oxydation d'un très grand nombre de composés organiques volatiles dans l'atmosphère. En raison de la grande variété de ses sources d'émissions, qu'elles soient d'origine biogénique ou anthropique, la composition et les processus de formation et de vieillissement chimique des aérosols organiques restent aujourd'hui associés à de nombreuses interrogations. L'observation sur le terrain de la formation de la matière organique et de son évolution au sein des masses d'air étant difficile à mettre en œuvre, la modélisation reste un outil complémentaire indispensable pour simuler l'aérosol organique et suivre son transport sur de longues distances. C'est pourquoi ces travaux se sont attachés dans un premier temps à identifier les processus majeurs gouvernant aussi bien la formation que le vieillissement photochimique de la fraction organique des particules. En se basant sur une méthodologie innovante, un schéma chimique opérationnel dédié à l'émission et à l'oxydation de composés semi-volatiles a été développé pour les modèles de qualité de l'air. Son implémentation et son évaluation au sein du modèle CHIMERE a été réalisée par confrontation aux données des campagnes estivales et hivernales de la campagne MEGAPOLI. Enfin ces travaux se sont également attachés à implémenter dans CHIMERE et à discuter des mécanismes d'oligomérisation des composés organiques en phase condensée, phénomène qui est aujourd'hui reconnu comme l'un des processus majeur du vieillissement de l'aérosol organique / Nowadays, particular pollution is at the center of many environmental concerns because of its health effects and of its interactions with climate issues. Organic aerosols represent an important part of particular matter. They can be directly emitted as particulate matter or results from the oxidation of many different volatile organic compounds in the atmosphere. Owing to the large variety of its biogenic and anthropogenic emission sources, organic aerosol composition as well as its formation and chemical aging processes are still questioning. Field observations of organic aerosol aging and transport are quite complex to set up. This is why modeling tools remain a necessary complementary approach to describe the formation and long-range transport of the organic fraction of particulate matter. For these reasons, this work focused on the identification and the simulation of some of the main processes controlling the formation and photochemical aging of organic aerosols. Based on an innovating approach, we developed an operational chemical scheme for air quality models dedicated to the simulation of semi-volatile primary compound emission and oxidation. Its implementation and its evaluation in the CHIMERE model have been conducted through a comparison with the summer and winter MEGAPOLI campaign database. In parallel, one objective of this work was to implement oligomerization processes in our model, since it is now recognized that this process is one major pathway for organic aerosol aging

Le syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est connu pour être un facteur de risque indépendant de l'insuffisance coronarienne aiguë. Chez le rat, l'hypoxie intermittente (HI) aiguë ou chronique augmente la sensibilité du cœur à l'infarctus. En effet, l'exposition à l'HI (FiO2 5%) de 4 h ou de 14 jours aggrave les lésions myocardiques induites par une ischémie-reperfusion (I/R). Le but de ce travail est de déterminer si des agents connus pour leurs propriétés anti-ischémiques peuvent prévenir les conséquences cardiovasculaires délétères de l'HI chez le rat. Ainsi les effets de l'érythropoïétine (EPO), la trimétazidine (TMZ), le tempol et la mélatonine sur la cardiosensiblisation induite par l'HI ont été étudiés. L'administration d'EPO exogène immédiatement avant ou après une I/R empêche l'aggravation de l'infarctus induite par l'IH aiguë dans le cœur isolé de rat. Le tempol et la mélatonine préviennent également les effets délétères de l'HI via leurs propriétés antioxydantes. L'administration concomitante à une HI chronique de 14 jours de l'un de ces agents permet de réduire significativement l'aggravation de l'infarctus et l'élévation de la pression artérielle moyenne. De plus, le traitement par le tempol abolit la génération d'ion superoxyde (O2.-) et la surexpression de la sous-unité p47-phox de la NADPH oxydase, suggérant le rôle du stress oxydant dans les effets cardiovasculaires délétères de l'HI chez le rat. En revanche, la trimétazidine administrée durant les 14 jours d'HI n'a pas d'effet significatif, suggérant que l'action anti-ischémique de la TMZ ne peut compenser les effets de l'HI. Des études complémentaires sont nécessaires pour explorer les mécanismes impliqués dans la cardiosensibilisation et en particulier le rôle exact du stress oxydant. Ainsi, de nouvelles perspectives cliniques et thérapeutiques basées sur ces études pourraient être envisagées dans le SAOS.

UNE EXPOSITION NÉONATALE À L’OXYGÈNE MÈNE À DES MODIFICATIONS DE LA FONCTION MITOCHONDRIALE CHEZ LE RAT ADULTE Introduction: L’exposition à l’oxygène (O2) des ratons nouveau-nés a des conséquences à l’âge adulte dont une hypertension artérielle (HTA), une dysfonction vasculaire, une néphropénie et des indices de stress oxydant. En considérant que les reins sont encore en développement actif lors des premiers jours après la naissance chez les rats, jouent un rôle clé dans le développement de l’hypertension et qu’une dysfonction mitochondriale est associé à une augmentation du stress oxydant, nous postulons que les conditions délétères néonatales peuvent avoir un impact significatif au niveau rénal sur la modulation de l’expression de protéines clés du fonctionnement mitochondrial et une production mitochondriale excessive d’espèces réactives de l’ O2. Méthodes: Des ratons Sprague-Dawley sont exposés à 80% d’O2 (H) ou 21% O2 (Ctrl) du 3e au 10e jr de vie. En considérant que plusieurs organes des rats sont encore en développement actif à la naissance, ces rongeurs sont un modèle reconnu pour étudier les complications d’une hyperoxie néonatale, comme celles liées à une naissance prématurée chez l’homme. À 4 et à 16 semaines, les reins sont prélevés et les mitochondries sont extraites suivant une méthode d’extraction standard, avec un tampon contenant du sucrose 0.32 M et différentes centrifugations. L’expression des protéines mitochondriales a été mesurée par Western blot, tandis que la production d’ H202 et les activités des enzymes clés du cycle de Krebs ont été évaluées par spectrophotométrie. Les résultats sont exprimés par la moyenne ± SD. Résultats: Les rats mâles H de 16 semaines (n=6) présentent une activité de citrate synthase (considéré standard interne de l’expression protéique et de l’abondance mitochondriales) augmentée (12.4 ± 8.4 vs 4.1 ± 0.5 μmole/mL/min), une diminution de l’activité d’aconitase (enzyme sensible au redox mitochondrial) (0.11 ± 0.05 vs 0.20 ± 0.04 μmoles/min/mg mitochondrie), ainsi qu’une augmentation dans la production de H202 (7.0 ± 1.3 vs 5.4 ± 0.8 ρmoles/mg protéines mitochondriales) comparativement au groupe Ctrl (n=6 mâles et 4 femelles). Le groupe H (vs Ctrl) présente également une diminution dans l’expression de peroxiredoxin-3 (Prx3) (H 0.61±0.06 vs. Ctrl 0.78±0.02 unité relative, -23%; p<0.05), une protéine impliquée dans l’élimination d’ H202, de l’expression du cytochrome C oxidase (Complexe IV) (H 1.02±0.04 vs. Ctrl 1.20±0.02 unité relative, -15%; p<0.05), une protéine de la chaine de respiration mitochondriale, tandis que l’expression de la protéine de découplage (uncoupling protein)-2 (UCP2), impliquée dans la dispersion du gradient proton, est significativement augmentée (H 1.05±0.02 vs. Ctrl 0.90±0.03 unité relative, +17%; p<0.05). Les femelles H (n=6) (vs Ctrl, n=6) de 16 semaines démontrent une augmentation significative de l’activité de l’aconitase (0.33±0.03 vs 0.17±0.02 μmoles/min/mg mitochondrie), de l’expression de l’ATP synthase sous unité β (H 0.73±0.02 vs. Ctrl 0.59±0.02 unité relative, +25%; p<0.05) et de l’expression de MnSOD (H 0.89±0.02 vs. Ctrl 0.74±0.03 unité relative, +20%; p<0.05) (superoxide dismutase mitochondriale, important antioxidant), tandis que l’expression de Prx3 est significativement réduite (H 1.1±0.07 vs. Ctrl 0.85±0.01 unité relative, -24%; p<0.05). À 4 semaines, les mâles H (vs Ctrl) présentent une augmentation significative de l’expression de Prx3 (H 0.72±0.03 vs. Ctrl 0.56±0.04 unité relative, +31%; p<0.05) et les femelles présentent une augmentation significative de l’expression d’UCP2 (H 1.22±0.05 vs. Ctrl 1.03±0.04 unité relative, +18%; p<0.05) et de l’expression de MnSOD (H 1.36±0.01 vs. 1.19±0.06 unité relative, +14%; p<0.05). Conclusions: Une exposition néonatale à l’O2 chez le rat adulte mène à des indices de dysfonction mitochondriale dans les reins adultes, associée à une augmentation dans la production d’espèces réactives de l’oxygène, suggérant que ces modifications mitochondriales pourraient jouer un rôle dans l’hypertension artérielle et d’un stress oxydant, et par conséquent, être un facteur possible dans la progression vers des maladies cardiovasculaires. Mots-clés: Mitochondries, Reins, Hypertension, Oxygène, Stress Oxydant, Programmation / EVALUATION OF MITOCHONDRIAL FUNCTION IN A MODEL OF DEVELOPMENTAL PROGRAMMING OF HYPERTENSION ASSOCIATED WITH TRANSIENT NEONATAL OXYGEN EXPOSURE Introduction: Rats exposed to oxygen (O2) as newborns suffer complications in adulthood, including: arterial hypertension, vascular dysfunction, nephropenia and indices of oxidative stress. Although the rats are born at term, their organ development is equivalent to that of a preterm fetus, allowing organs of interest such as the kidney to be compared to premature infants. Given that impaired nephrogenesis or reduced nephron numbers has been shown to promote the development of hypertension and mitochondrial dysfunction is associated with increased oxidative stress, we hypothesised that exposure to high oxygen concentrations in the neonatal period would significantly impact the expression and activity of key proteins involved in renal mitochondrial function and lead to an excessive production of reactive oxygen species by the mitochondria. Methods: Sprague-Dawley rat pups were exposed to 80% O2 (Hyperoxic (H) group; O2 exposed) or 21% O2 (Control (Ctrl) group) from day 3 to day 10 of life. At 4 and 16 weeks of age, kidneys were rapidly excised and the mitochondria isolated following a standard protocol; with a buffer containing 0.32 M sucrose and differential centrifugations. Expression of mitochondrial proteins was assessed by Western blot, whereas the release of hydrogen peroxide (H202), activities of key citric acid cycle enzymes and mitochondrial swelling were assessed by spectrophotometry. Results are expressed as the means ± SE. Both male and female offspring were studied. Results: In male H rats at 16 weeks of age (n=6), citrate synthase activity (internal standard and measure of relative mitochondrial abundance) was significantly increased (12.4 ± 8.4 vs 4.1 ± 0.5 μmole/mL/min), whereas aconitase activity (sensitive to ROS) was significantly decreased (0.11 ± 0.05 vs 0.20 ± 0.04 μmoles/min/mg mitochondria) and H202 release was significantly increased (7.0 ± 1.3 vs 5.4 ± 0.8 ρmoles/mg mitochondrial protein) compared to the controls (Ctrl, n=6 males and 4 females). The H group (vs Ctrl) also demonstrated a reduction in the expression of peroxiredoxin-3 (Prx3) (H 0.61±0.06 vs. Ctrl 0.78±0.02 relative units, -23%; p<0.05), a protein involved in the elimination of H202 and in the expression of cytochrome C oxidase (Complex IV) (H 1.02±0.04 vs. Ctrl 1.20±0.02 relative units, -15%; p<0.05), a protein in the mitochondrial respiratory chain, whereas the expression of uncoupling protein-2 (UCP2), a protein involved in dissipating the proton gradient, was significantly increased (H 1.05±0.02 vs. Ctrl 0.90±0.03 relative units, +17%; p<0.05). Female H rats (n=6) (vs Ctrl, n=6) at 16 weeks of age demonstrated a significant increase in aconitase activity (0.33±0.03 vs 0.17±0.02 μmoles/min/mg mitochondria), in the expression of ATP synthase β subunit (H 0.73±0.02 vs. Ctrl 0.59±0.02 relative units, +25%; p<0.05) (involved in ATP production) and in the expression of MnSOD (H 0.89±0.02 vs. Ctrl 0.74±0.03 relative units, +20%; p<0.05) (mitochondrial antioxidant involved in scavenging superoxide), whereas Prx3 expression was significantly reduced (H 1.1±0.07 vs. Ctrl 0.85±0.01 relative units, -24%; p<0.05 ). In male H rats (vs Ctrl) at 4 weeks of age, the expression of Prx3 was significantly increased (H 0.72±0.03 vs. Ctrl 0.56±0.04 relative units, +31%; p<0.05). Female H rats (vs Ctrl) at 4 weeks of age demonstrated a significant increase in the expression of UCP2 (H 1.22±0.05 vs. Ctrl 1.03±0.04 relative units, +18%; p<0.05) and in the expression of MnSOD (H 1.36±0.01 vs. 1.19±0.06 relative units, +14%; p<0.05). Conclusion: The findings of this study demonstrate that transient oxygen exposure in the neonatal rat modifies protein expression, enzymatic activity and leads to indices of mitochondrial dysfunction (increase in ROS) in the adult kidney; these adverse changes in the mitochondria were more pronounced in adult males than in females. Overall, these findings, suggest that impaired mitochondrial function is associated with and could play a role in the development of arterial hypertension, oxidative stress and cardiovascular disease associated with transient neonatal hyperoxic stress. Keywords: Mitochondria, Hypertension, Kidneys, Developmental Programming, Oxygen, ROS

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.