Th.--Méd.--Nancy 1, 1984. N°: 261.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le présent mémoire porte sur la relation étiologique potentielle unissant certaines caractéristiques de l'environnement prénatal propres aux grossesses gémellaires (partage différentiel de membranes chorioniques, fusion placentaire) et la variabilité phénotypique de sept caractères morphologiques et de six variables cognitives de nature spatio-visuelle chez des jumeaux âgés de cinq mois, Les analyses portent sur deux facettes de cette variabilité phénotypique, la première étant le degré de ressemblance des individus au sein de la paire ; la seconde concernant les composantes de la variance totale aux niveaux interfamilial et interindividuel. Des procédures d'ajustement de modèles génétiquement informatifs sont employées afin d'obtenir des estimations de l'ampleur de l'influence de chacun des paramètres classiques de la génétique comportementale (gènes, environnement conimun et environnement unique) ainsi que de l'effet de l'hétérogénéité prénatale associée à la chorionicité sur la variabilité des caractères à l'étude. Les résultats révèlent un effet négligeable de la chorionicité sur toutes les variables à l'exception du poids à la naissance, une hétérogénéité étiologique de la variabilité morphologique des nourrissons ainsi qu'une influence exclusive de l'environnement unique sur les différences cognitives interindividuelles à l'âge de cinq mois.

Le retard de croissance intra-utérin par altérations vasculaires placentaires affecte 4% des grossesses actuelles. Ses mécanismes d’installation encore inconnus ont un impact pédiatrique important responsable d’une mortalité non négligeable. La combinaison d’un retard de croissance intra-utérin et de modifications vasculaires placentaires sur un modèle animal est nécessaire pour comprendre ces mécanismes et envisager une étude thérapeutique ultérieure. Le but de ce projet est de mettre au point dans un premier temps un modèle animal qui associe au retard de croissance intra-utérin les modifications vasculaires placentaires retrouvées dans la physiopathologie humaine. Pour cela, deux modèles animaux murins ont été étudiés : l'hyperthermie en fin de gestation et l’anémie par carence martiale pré et péri-gestationnelle. Une étude qualitative et quantitative par échographie (échographie Doppler et échographie de contraste) associée à une étude anatomopathologique. immuno-histochimiques et spectroscopique des placentas a été réalisée. L’optimisation du modèle animal définitif a requis dans un premier temps la mise au point de repères anatomiques inexistants à l'heure actuelle permettant la reproductivité des mesures échographiques ainsi que la mise en évidence de l’innocuité du produit de contraste échographique utilisé. Une étude placentaire globale nous a permis d’enregistrer des modifications structurelles liées au modèle analysé. L’étude de ces deux modèles animaux nous a permis d’établir un protocole de mesure standardisé et de mettre en évidence l’absence d’effet de l’utilisation du produit de contraste échographique sur la gestation. L’hyperthermie tout comme la carence martiale sont responsables d'un retard de croissance intra-utérin avec un effet dose dépendant. Les modifications vasculaires placentaires retrouvées dans le modèle hyperthermie à type d'ischémie-hémorragique n’apparaissent pas consécutives à des modifications vasculaires installées mais séquellaires de cet incident aigu. Les modifications hémodynamiques enregistrées dans le cadre de la carence martiale sont plutôt en faveur de modifications vasculaires en accord avec la pathologie humaine. L’étude spectroscopique ne met pas en évidence de changement métabolomique particulier. Ces deux modèles permettent donc l’installation d’un retard de croissance intra-utérin corrélé positivement à l’intensité du protocole. Le modèle anémie tend à se rapprocher au mieux de la pathologie humaine ; son étude reste à approfondir sur des effectifs plus conséquents. / The intra-uterin growth restriction by placental vascular modifications affects 4% of the current pregnancies. lt’s still unknown installation mechanism has an important pediatric impact with a significant mortality. The association of intra-uterin growth restriction and placental vascular defects on an animal model is necessary to understand this mechanism and envisage a therapeutic study later. The aim of Ibis project is to establish at first an animal model which associates intra-uterin growth restriction and vascular placental modifications found in the human physiopathology For that purpose, two murine models were studied : hyperthermia at the end of the gestation and anaemia by iron deficiency before and during the gestation. A qualitative and quantitative study by ultrasonography (Doppler ultrasonography and contrast ultrasonography) associated with anatomopathological, immune-histochemical and spectroscopic studies of the placentas was realized. The optimization of the definitive animal model required at first anatomical marks development, allowing reproduction of the ultrasonographic measures as well as revelation of the ultrasound contrast product harmlessness. A global placental study allowed us to note structural modifications connected to the analyzed model. The study of these two animals models allowed us to establish a standard measuring protocol and show that ultrasonographic contrast product use had no effect on the gestation. The hyperthermia, as the iron deficiency, is responsible of an intra-uterin growth restriction with a positive effect dose related. The vascular placental modifications found in the hyperthermia model as hemorrhage and ischaemia areas do not appear as the result of vascular modifications but after-effects of this acute incident. The hemodynamical modifications registered within the framework of the iron deficiency are rather in favour of vascular modifications in agreement with the human pathology. The spectroscopic study does not show metabolomic modifications. These two models allow the installation of an intra-uterin growth restriction positively correlated with the protocol intensity. The anaemia model gets closer to the human pathology; its study remains b he continued with more consequent numbers.

Le dépistage et le diagnostic de l’insuffisance placentaire (IP), qu’il s’agisse du retard de croissance intra-utérin (RCIU) ou de la prééclampsie (PE), sont des enjeux majeurs de santé publique. En pratique clinique, les propriétés mécaniques du placenta ne sont pas explorées, pourtant des modifications de son architecture tissulaire pourraient engendrer des variations d’élasticité. Parmi les méthodes d’élastographie ultrasonore (US), l’élastographie transitoire paraît adaptée pour une telle application. Cette technique consiste à calculer la vitesse de l’onde de cisaillement (Cs) générée par une vibration externe se propageant dans le milieu considéré. Les valeurs d’élasticité obtenues à partir des méthodes US actuelles ne sont calculées qu’à une fréquence unique. Une modification structurelle du tissu pouvant correspondre à une loi de puissance particulière de la dispersion fréquentielle de Cs, nous avons évalué l’intérêt d’une approche multifréquentielle pour distinguer l’élasticité des placentas normaux et celle de placentas présentant des signes d’IP au troisième trimestre de la grossesse. Nous avons développé un dispositif préliminaire en onde plane (pour l’exploration ex vivo) permettant de valider le principe de la méthode proposée, puis un dispositif d’élastographie transitoire 2D (exploration ex vivo et in vivo). Les données sont ajustées au moyen d’un modèle rhéologique fractionnaire dans lequel le comportement en fréquence est modélisé par une loi de puissance (exposant n du modèle). Nous avons montré que les placentas RCIU présentent des valeurs de Cs et n inférieures à celles des placentas normaux ou des PE. Cette diminution de n pourrait s’expliquer par les lésions anatomopathologiques du RCIU et la diminution de Cs est cohérente avec l’étude d’un modèle murin de RCIU par ligature utérine. Enfin, l’analyse de la dispersion fréquentielle est faisable chez la femme enceinte. La valeur ajoutée de la méthode développée devrait désormais être testée lors d’une large étude clinique. / Screening and diagnosis of placental insufficiency (PI), whether intrauterine growth restriction (IUGR) or preeclampsia (PE) are major public health issues. In clinical practice, the mechanical properties of the placenta are not explored; however changes in its tissue architecture could cause variations in elasticity. Among the ultrasound (US) elastography methods, transient elastography seemed suitable for such an application. This technique consists in calculating the shear wave speed (Cs) generated by an external vibration propagating in the medium under consideration. Elasticity values obtained from current US methods are calculated at a single frequency. As a structural modification of the tissue may correspond to a particular power law of frequency dispersion of Cs, we evaluated the interest of a multifrequency approach to distinguish the elasticity of healthy placentas and that of placentas with PI signs in the third trimester of pregnancy. We have developed a preliminary plane wave device (for ex vivo exploration) to validate the principle of the proposed method, and then a 2D transient elastography device (ex vivo and in vivo exploration). The data is adjusted using a fractional rheological model where the frequency behavior is modeled by a power law (exponent n of the model). We have shown that IUGR placentas have Cs and n values lower than those of healthy placentas or PE. This decrease in the n value could be explained by histopathological lesions of IUGR. As for the decrease of Cs in cases of IUGR, this result is consistent with the study of an IUGR rat model by uterine ligation. Finally, the frequency dispersion analysis is feasible in pregnant women. The added value of this method should now be tested in a large clinical study.

La distinction entre les fœtus constitutionnellement petits de ceux qui présentent une réelle restriction de croissance liée à une insuffisance placentaire n’est pas aisée avec les mesures échographiques utilisées en pratique courante. Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) est responsable d’une part importante de la prématurité induite, et d’une augmentation du risque de mortalité et de morbidité néonatales. C’est pourquoi, l’amélioration de la connaissance de la vascularisation placentaire est indispensable pour mieux identifier et prendre en charge les situations d’hypoxie chroniques foetales associées à l’insuffisance placentaire.Pour quantifier la vascularisation les modalités d’imagerie de perfusion disponibles sont l’échographie et l’IRM. Les études évaluant la quantification de la perfusion placentaire par échographie de contraste sont peu nombreuses. Les avantages et les limites de cet examen ont été évalués sur un modèle murin de RCIU par ligature vasculaire. Ainsi, l’échographie de contraste permettait de quantifier une baisse de la perfusion placentaire sur un modèle de RCIU sans que l’on puisse observer de passage d’agents de contraste ultrasonores au travers la barrière placentaire. Les résultats obtenus ont été comparés aux données obtenues par l’IRM de perfusion. Les paramètres quantitatifs obtenus à partir des courbes de cinétiques du contraste pour chacune des deux modalités d’imagerie étaient comparables sur un modèle identique de RCIU murin. Enfin, une méthode d’étude de l’oxygénation placentaire par imagerie photoacoustique a été évaluée. Cette modalité d’imagerie non invasive permettait d’obtenir en temps réel l’oxygénation placentaire, avec cependant une profondeur limitée d’exploration. Le placenta semblait se comporter comme une réserve en oxygène au cours de l’étude d’une séquence hypoxie – hyperoxygénation maternelle avec une désaturation moins importante que celle observée dans les autres tissus maternels. / To identify fetuses small for their gestational-age who have reached their appropriate growth potential from growth-restricted fetuses due to placental insufficiency is uneasy. Intra Uterine Growth Restriction (IUGR) increases the risk for indicated preterm delivery, neonatal mortality and morbidity. Therefore, improving the knowledge of the placental perfusion is essential to better identify and manage fetal chronic oxygen deprivation associated with placental insufficiency.Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS) and MRI are two imaging modalities available to quantify placental perfusion. However, few studies focus on the quantification of placental perfusion with CEUS. First, the advantages and limitations of CEUS were presented in an IUGR rat model by uterine ligation. The placental perfusion observed by CEUS was significantly decreased in the ligated horn. No contrast enhancement was observed in the umbilical vein or the fetus. Then, we compared the CEUS parameters to results obtained by MRI perfusion. Perfusion parameters were obtained from the signal intensity decay curve for the two imaging modalities. Results of such perfusion parameters were comparable in the same IUGR rat model. Finally, we evaluated the response of the placenta to oxygenation by photoacoustic imaging. PA imaging is a real-time, non-invasive method to evaluate placental oxygenation without contrast agents. Our results suggesting that placenta is less affected than maternal tissue by the decline in maternal oxygenation. The placenta may play an important role in protecting the feus against hypoxia.

Le bisphénol S (BPS) est largement utilisé comme substitut du Bisphénol A (BPA) et l’exposition humaine au BPS est désormais ubiquitaire. Or, le BPS, à l’instar du BPA, présente un potentiel perturbateur endocrinien, ce qui soulève la question du risque liée à une exposition fœtale au BPS pour la santé humaine. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est d’évaluer l’exposition fœtale au BPS et de caractériser des biomarqueurs phénotypiques d’exposition fœtale et/ou d’effet du BPS à partir d’une signature stéroïdomique. Une étude toxicocinétique réalisée sur le modèle du fœtus ovin a montré que le transfert materno-fœtal du BPS est faible. Cependant, le BPS et son principal métabolite, le BPS glucuronide, sont lentement éliminés du compartiment fœtal en raison d’un passage placentaire fœto-maternel du BPS limité et de la faible vitesse de réactivation du BPSG en BPS. Il en résulte une exposition fœtale au BPS similaire à celle au BPA, lors d’exposition maternelle répétée. L’étude du transfert placentaire du BPS et du BPSG sur le modèle de placenta humain perfusé a conforté les résultats observés chez le mouton, avec des faibles transferts materno-fœtal et fœto-maternel du BPS, respectivement 10 et 3 fois inférieurs à ceux du BPA. L’exposition maternelle quotidienne au BPS au cours de la gestation chez la brebis n’a pas eu d’impact sur les voies de biosynthèse des androgènes dans l’unité materno-fœtoplacentaire pour les fœtus mâles. Bien que le potentiel d’exposition fœtale du BPS est similaire à celui du BPA, nous n’avons pas mis en évidence d’effets associés à cette exposition

Les complications de la grossesse associées à la dysfonction placentaire affectent plus de 10% des femmes enceintes. Il a été proposé que l'activité physique puisse modifier le développement et la fonction du placenta. Nous avons évalué l'association entre la fréquence d'activités physiques (AP) au début de la grossesse et le volume, la perfusion ainsi que certains indices biochimiques de la fonction placentaire chez 94 nullipares. Le volume et la circulation placentaire maternelle ainsi que les niveaux de P1GF et PAPP-A sériques ont été comparés pour des niveaux de fréquence d'AP différents. Nous avons observé une association négative entre la fréquence d'AP et le facteur de croissance placentaire P1GF (p=0.003) et une tendance inversée avec le volume placentaire. Nos résultats suggèrent que la pratique d'AP au début de la grossesse pourrait affecter défavorablement la fonction et le volume placentaire.

CD146 est une glycoprotéine appartenant à la superfamille des immunoglobulines, exprimée de manière ubiquitaire sur l'endothélium, principalement au niveau des jonctions. Une forme soluble de CD146 (CD146s) est générée par clivage de la forme membranaire par un mécanisme dépendant des métalloprotéases. CD146 et CD146s interviennent dans le maintien de l'intégrité de l'endothélium, la transmigration endothéliale des monocytes et possèdent des propriétés angiogéniques. Les concentrations sériques de CD146s varient au cours de pathologies liées à une atteinte vasculaire. Notre travail a pour but d'étudier l'implication de CD146s dans deux contextes indépendants: la physiopathologie obstétricale et la sclérodermie systémique. La première partie de notre travail a consisté à analyser le rôle de la molécule au cours de la grossesse. Dans le placenta normal, l'expression de CD146 est restreinte aux trophoblastes possédant des capacités de migration et d'invasion, les trophoblastes extra-villeux (EVT). Ces EVT remodèlent les artères utérines spiralées afin d'établir une circulation foeto-maternelle. Au cours de ce processus, appelé pseudo-vasculogenèse, les EVT acquièrent un phénotype endothélial. De plus, l'expression placentaire de CD146 et les concentrations de CD146s varient au cours de grossesses pathologiques. L'hypothèse de notre travail est que CD146s régulerait les capacités invasives des EVT et interviendrait dans le développement placentaire. / CD146 is a member of the immunoglobulin superfamily. This is a membrane glycoprotein localized at the endothelial junction. CD146 also exists as a soluble form in the plasma (sCD146), generated by proteolysis of membrane CD146 through a mechanism involving metalloproteinases. CD146 and sCD146 are involved in endothelium integrity, monocyte transmigration and display angiogenic properties. CD146s level variations are observed in vascular pathologies. The aim of our work was to investigate the role of sCD146 in obstetrical physiopathology and in systemic sclerosis. In a first part, the involvement of our molecule was analyzed during pregnancy. In normal placenta, CD146 is expressed in intermediate and extra-villous trophoblasts (EVT), presenting migratory and invasive properties. EVT invade the spiral arteries and convert from an epithelial to an endothelial phenotype during the pseudo-vasculogenesis process. Moreover, CD146 placental expression and sCD146 levels are modified during pathologic pregnancies. We hypothesized that sCD146 could regulate EVT invasiveness and placental development. Using placental villous explants, we demonstrated that sCD146 inhibits EVT outgrowth. Consistently, we showed that sCD146 inhibits the ability of EVT cells (HTR8/SVneo) to migrate, invade and form tubes in Matrigel®. The involvement of sCD146 in human pregnancy was investigated by evaluation of sCD146 levels in 50 pregnant women. We observed physiological down-regulation of sCD146 throughout pregnancy. These results prompted us to investigate the effect of prolonged sCD146 administration in a rat model of pregnancy.

Quatre études épidémiologiques menées en Afrique ont montré que les enfants issus de mères ayant un placenta infecté par Plasmodium falciparum lors de l’accouchement font des infections palustres plus précocement que les autres enfants. Le fœtus serait sensibilisé in utero par les parasites infectants et développerait par la suite une tolérance aux infections palustres. Cette hypothèse nous conduit à supposer que i) la réponse anticorps spécifique de P. falciparum est différente chez les enfants en fonction du statut infectieux du placenta des mères à l’accouchement et ii) que cette sensibilité ne pourrait être induite que par les antigènes parasitaires porteurs des mêmes polymorphismes que ceux rencontrés in utero. Un troisième projet a consisté au développement d’une méthodologie permettant de distinguer les anticorps maternels de ceux néo-synthétisés par l’enfant dans le but de mesurer précisément l’acquisition de la réponse anticorps élaborée par l’enfant dès son plus jeune âge. Nous avons mis en place le suivi régulier et rapproché d’une cohorte de 620 nouveau-nés de la naissance à 18 mois au Bénin. Nous avons mesuré leurs réponses anticorps dirigées contre sept antigènes de P. falciparum candidats vaccins et constaté que le processus de maturation immunitaire commence à être mis en place à l’âge de 18 mois. L’infection palustre placentaire ne semble pas influer sur l’acquisition de la réponse anticorps spécifique jusqu’à 18 mois de vie. La méthodologie de distinction des anticorps maternels et néo-synthétisés a été validée. La caractérisation des polymorphismes des antigènes parasitaires présents à l’accouchement et pendant le suivi des enfants, mis en relation avec les données environnementales, a permis de valider en partie l’hypothèse de tolérance immunitaire. / Four epidemiological studies showed that infants born from mothers with Plasmodium falciparum placental malaria at delivery present a higher susceptibility to plasmodial infections than others. In connection with this observation, we hypothesized that i) the infants’ P. falciparum specific antibody responses are different according to presence or absence of placental malaria at delivery in their mothers and ii) susceptibility could only be induced by antigens that bring the same polymorphisms as those found in infected mothers. Another project consisted to develop a new methodology to distinguish maternal and neonatal antibodies in order to measure accurately neo-synthesized antibodies in the first months of life. A birth cohort of 620 newborns was established in an area endemic for malaria. Infants were followed-up until 18 months of age and their antibody responses specific for 7 P. falciparum antigens were quarterly measured. The emergence of the immune maturation process was observed in 18-months-infants. The acquisition of specific antibody responses was not impacted by placental malaria. The new methodological approach leading to distinguish maternal and neonatal antibodies was validated. The genetic characterization of the parasite antigen polymorphisms in mothers at delivery and their infants during the follow-up, in link to environmental data, led partially to the validation of the immune tolerance hypothesis.

Les cellules souches suscitent de grands espoirs pour la thérapie cellulaire et l'ingénierie tissulaire. Les CSM du tissus foetaux (sang placentaire et gelée de Wharton du cordon ombilical), à l'origine d'épiblaste embryonnaire, sont considérées comme plus primitives que les CSM provenant de sources adultes. Les conditions de culture ayant un impact sur le comportement des cellules, dans notre étude, nous avons exploré l'effet de la concentration de l'oxygène sur l'expansion, l'immunophénotypage et la différenciation de ces cellules. L'objectif de ce travail est d'identifier la méthode optimale d'isolation des CSM issues de tissus foetaux. Compte tenu du faible taux de succès dans l'isolement des CSM extraites du sang placentaire, nous nous sommes dirigés vers les CSM-GW. Nous y avons déterminé in situ, les marqueurs spécifiques exprimés dans la gelée de Wharton et à la périphérie. Des études sur la morphologie, la cinétique de croissance, et sur l'expression phénotypique des marqueurs de surface, des CSM-GW, ont été effectuées sur une longue durée (7 passages) à différentes conditions de culture. Nous avons montré que la GW est composée d'une abondante matrice extracellulaire riche en collagènes et glycosaminoglycannes et que les cellules possèdent un phénotype variable selon leur localisation dans la gelée. Ce tissu est capable de fournir une quantité importante de CSM (6,7x105 Cs/cm de cordon) qui gardent une morphologie constante. Enfin, quel que soit le passage, la concentration de l'oxygène ne semble pas avoir d'effet sur le phénotype des cellules. En revanche, une faible teneur en oxygène durant l'expansion semble diminuer le temps de doublement des cellules, favoriser la chondrogénèse et inhiber la différenciation ostéogénique. Enfin, quelles que soient les conditions de culture, la différenciation adipogénique des CSM-GW semble difficile à obtenir / Stem cells are the hopes for cell therapy and tissue engineering. MSCs from fetal tissue (umbilical cord blood and WJ), which are a source of embryonic epiblast grow relatively faster comparing to other adult sources. The culture condition can affect cell behavior. In our study, we explored the effect of oxygen concentration on the expansion, immunophenotyping, and differentiation of these cells. The aim of this work is to identify the optimal method for isolation of MSCs derived from fetal tissue. Given the low rate of success in the isolation of MSCs from cord blood, we headed to WJ-MSCs. We have determined in siu, the specific markers expressed in the WJ and in the perivascular region. Studies on the morphology growth kinetics, and phenotypic expression of surface makers of MSCs isolated from WJ were made over a long period (7 passages) in different culture conditions. We have shown that WJ is composed of an abundant extracellular matrix rich in collagen and glycasominoglycans and have variable phenotype depending from their localization in the jelly. This tissue is able to provide a large amount of MSCs (6.7x105 Cs/cm of cord) that maintain a constant morphology. Finally, regardless of the passage, the oxygen concentration does not effect on the phenotype of the cells. In contrast, a low oxygen concentration during expansion appears to decrease the doubling time of MSCs, promote chondrogenesis and inhibit osteogenic differentiation. Finally, whatever the culture conditions, adipogenic differentiation of WJ-MSC seems difficult to obtain