Afin d’améliorer au mieux le greffon placentaire, nous suggérons de réaliser sa culture d’expansion ex vivo dans des conditions proches de l’environnement des cellules souches hématopoïétiques in vivo. Ainsi, nous proposons que la co-culture de cellules CD34+ placentaires avec des cellules stromales mésenchymateuses (CSM) à basses concentrations d’O2 (BC-O2) pourrait contribuer à équilibrer les processus d’autorenouvellement et de différenciation afin d’obtenir un greffon optimisé. Sur le plan fonctionnel, nos résultats confirment un effet bénéfique de notre modèle expérimental par rapport aux conditions où figure la culture simple et/ou l’oxygénation atmosphérique (20%) en termes du maintien de progéniteurs (PH) primitifs (pré-CFC) et de cellules souches Scid-Repopulating Cells (SRC). Sur le plan quantitatif, l’amplification des cellules CD34+ et des PH engagés, bien qu’elle soit en retrait dans nos conditions de référence par rapport à la condition de 20% d’O2, elle demeure néanmoins importante. Par ailleurs, le rôle de l’IL-3 exogène se montre crucial à BC-O2 notamment en co-culture à 1,5% d’O2 où elle permet non seulement de préserver mais aussi d’amplifier le taux de SRC par rapport au témoin de cellules CD34+ de J0. Enfin, l’étude de la sécrétion des facteurs solubles et l’expression des marqueurs phénotypiques sur les CSM montre que l’IL-6, le VEGF et l’IL-8 sont plus sécrétés et les CD146, CD49a, CD54, CD200 et CD105 sont plus exprimés après incubation à 5% d’O2. Cependant, l’implication réelle de ces facteurs et antigènes dans l’effet paracrine et/ou de contact cellulaire direct menés par les CSM dans notre protocole requiert de nouvelles investigations / To optimize at best the hematopoietic engraftment, we suggest in this work to improve the ex vivo expansion conditions by moving them closer to physiology. Indeed, we propose to culture placental CD34+ (HSC/PH) on MSC layer in combination with LO2-C to ensure the amplification of HP together with the maintenance/expansion of HSC. Compared to the single culture and/or atmospheric oxygenation, our experimental model allows a better maintenance of primitive HP (Pre-CFC) and HSC together with a quite good amplification of total cells, CD34+ cells and committed HP despite of lower than control condition. Moreover, exogenous IL-3 shows crucial effect in co-culture at LO2-C (1.5% O2) since its addition better preserves and even increases the number of HSC compared to the CD34+ cells control from D0. We then studied the secretion of soluble factors in culture supernatants and found that IL-6, VEGF and IL-8 were present in larger quantities at LO2-C in both co-culture and MSC culture. Finally, the CD146, CD49a, CD54, CD200 and CD105 membrane antigens appear to be up-regulated in MSCs when incubated at 5% O2. However, the involvement of these factors and antigens in paracrine effect and/or direct cell to cell contact mechanisms at LO2-C requires further investigations. In conclusion, the combination of LO2-C and MSC would be promising in the field of HSC/PH grafts expansion to achieve its main objective of reducing the post-transplant cytopenia period together with maintaining the long-term graft potential

Objectifs : Développer un traitement HIFU (High-Intensity Focused Ultrasound) des anomalies placentaires au moyen d’un transducteur torique. Les essais ont été menés à partir d’un modèle ex-vivo, puis la faisabilité, l’efficacité et l’innocuité du traitement a été évaluée sur un modèle de guenons gestantes. Les premières applications thérapeutiques envisagées à l’échelle humaine, concernent le traitement du syndrome transfuseur-transfusé (STT) et les accrétions placentaires pour lesquelles un protocole d’essai clinique a été établi. Matériels et méthodes : Un transducteur torique fonctionnant à 3 MHz et muni d’une cellule d’imagerie échographique intégrée fonctionnant à 7,5 MHz ont été utilisés. Des simulations numériques de séquences de traitement HIFU ont été menées à partir d’une étude préliminaire sur la caractérisation acoustique du tissu placentaire humain. Ces séquences ont été testées au cours d’une étude ex-vivo sur des placentas humains. Deux modèles ex-vivo ont été conçus. Dans un premier temps, un modèle de traitement extracorporis. Dans un second temps, des traitements HIFU ont été réalisés à des distances variables du transducteur, par modification de la taille du ballonnet, afin de simuler un traitement per-césarienne. Le transducteur était placé au contact de la face foetale du placenta afin de simuler la séreuse utérine. A partir des résultats issus de ces essais ex-vivo, un protocole in-vivo sur des guenons gestantes a été mené afin de valider la faisabilité, l’efficacité et l’innocuité de la réalisation de lésions HIFU dans le placenta de guenons gestantes de manière totalement non-invasive. La qualité du monitoring échographique était évaluée au cours des trois études, et corrélée à l’analyse macroscopique. Une étude histologique a également été menée. Résultats : L’atténuation placentaire a été mesurée à partir de 12 échantillons placentaires humains pour un âge gestationnel compris entre 17 et 40 semaines d’aménorrhées (SA). L’atténuation augmentait en fonction de l’âge gestationnel et était compris entre 0,072 et 0,098 Np.cm-1.MHz-1. Lors d’un premier essai ex-vivo, 33 échantillons placentaires humains ont été inclus et soumis à une séquence HIFU, le temps d’insonification était de 55 secondes, la puissance acoustique utilisée était de 90 Watts. Au total, vingt-cinq lésions élémentaires étaient produites pour un diamètre et une profondeur moyens respectifs de 7,1 ± 3,2 et de 8,0 ± 3,1 millimètres. Huit lésions HIFU ont également été produites à partir de la juxtaposition de 6 tirs, pour un diamètre et une profondeur moyenne respectifs de 23,0 ± 5,0 et 11,0 ± 4,7 millimètres. Aucune lésion située en amont de la lésion produite n’a été observée pour une épaisseur de paroi abdominale similaire à celle d’une guenon gestante (10,8 ± 1,7 millimètres). Dans un second temps, 8 placentas humains pour un âge gestationnel compris entre 39 et 40 SA, ont été soumis à une séquence de traitement HIFU sans interposition de paroi abdominale. Le temps d’exposition était de 75 secondes pour une puissance acoustique de 90 Watts. Les lésions placentaires ont été produites à 2 (n=4), 6 (n=4), 7 (n=4) et 8 (n=7) millimètres de la surface du placenta. Au total, 19 lésions placentaires ont été produites, pour un diamètre et une profondeur moyenne respectifs de 14,6 ± 2,1 et de 14,1 ± 2,3 millimètres. Au cours de l’étude in-vivo, 8 guenons ont été incluses pour un âge gestationnel moyen de 72 ± 4 jours. Les puissances acoustiques utilisées étaient de 65, 80, 110 et 120 Watts pour un temps de traitement de 30, 15, 20 et 20 secondes respectivement. Au total 6 lésions placentaires ont été produites à l’issu de 13 insonifications pour des diamètres moyens de 6,4 ± 0,5 mm, 7,8 ± 0,7 mm et une profondeur moyenne de 3,8 ± 1,5 mm [etc…] / Objectives: To develop a High-intensity Focused Ultrasound (HIFU) treatment for placental abnormalities. Trials were first conducted using an ex-vivo model. Then the safety, feasibility and efficacy were demonstrated using a pregnant monkey model. The first therapeutic applications for human concern the treatment of the twin-to-twin transfusion syndrome (TTTS) and placenta accreta, for which, a clinical trial has already been established. Materials and Methods: A toroidal HIFU transducer, with an integrated ultrasound imaging probe was used. Numerical simulations have allowed identifying HIFU treatment parameters based on a preliminary experiment measuring the acoustic attenuation of human placentae. These HIFU parameters were tested during an ex-vivo study on human placentae. Two models were used. First, an extracorporis model of treatment was developed. Second, a percesarean model was developed. HIFU lesions were performed at different distances from the transducer, by adjusting the quantity of water between the transducer and tissues. The transducer was placed in contact with the fetal side of the placenta in order to simulate the uterine serosa. Using the results of these studies, an in-vivo study was conducted in a pregnant monkey model. The aim was to evaluate the feasibility, the efficacy and the harmlessness of the HIFU treatment applied to the placenta non invasively. The ultrasound monitoring was assessed during these three studies, and was correlated to the macroscopic examination. A histological study was also performed. Results: The placental attenuation was measured using 12 placental samples for a gestational age from 17 to 40 weeks of gestation (WG). The attenuation coefficient increased according to the gestational age, and was ranged from 0,072 to 0,098 Np.cm-1.MHz-1. During the first experimental ex-vivo study, 33 human placental samples were included and treated with HIFU. The treatment parameters were an exposure time of 55 seconds and an acoustic power of 90 Watts. Twenty-five HIFU singles lesions were created with an average diameter and depth of 7.1 ± 3.2 and 8.0 ± 3.1 millimeters, respectively. Eight HIFU lesions were also created by juxtaposing 6 single HIFU lesions. The average diameter and depth of these juxtaposed lesions were 23.0 ± 5.0 and 11.0 ± 4.7 millimeters, respectively. No secondary lesion was observed in overlying abdominal tissues. The thickness of these intervening tissues was similar to a pregnant monkey (10.8 ± 1.7 millimeters). In a second set of experiments, 8 human placentae for a gestational age ranging between 39 and 40 weeks were treated without intervening tissues. The time of exposure was 75 seconds and the acoustic power was 90 Watts. The placental lesions were created at 2 (n=4), 6 (n=4), 7 (n=4) and 8 (n=7) millimeters from the surface of the placenta. In total, 19 placental lesions were created with an average diameter and depth of 14.6 ± 2.1 and 14.1 ± 2.3 millimeters, respectively. Eight pregnant monkeys were included in the in-vivo experiments. The average gestational age was 72 ± 4 days. The placenta was treated non-invasively with acoustic powers of 65, 80, 110 and 120 Watts for a time of exposure of 30, 15, 20 and 20 seconds, respectively. In total, 6 placental lesions were created from 13 insonifications. The average diameters and depths of these lesions were 7.8 ± 0.7 and 3.8 ± 1.5 mm, respectively. No significant variation in maternal or fetal parameters was observed. All placental lesions appear hyperechoic in sonograms and well correlated with the macroscopic measurements. The ultrasound monitoring was better invivo when compared with ex-vivo results. The histological examination demonstrated a well delimited lesion of coagulation in all cases

L'obésité maternelle peut prédisposer aux pathologies métaboliques à l'âge adulte. Une perte de poids préconceptionnelle est recommandée aux femmes obèses, mais ses effets sur la croissance fœto-placentaire et la santé de la descendance adulte sont encore peu connus. Les objectifs de cette thèse étaient d’étudier les effets des trajectoires pondérales maternelles sur le phénotype de la descendance à terme et à l’âge adulte, ainsi que sur l’expression génique. Les descendants de mères obèses présentent une restriction de croissance fœtale, associée à des altérations d’expression des gènes de la machinerie épigénétique dans le foie fœtal et le labyrinthe placentaire. Notre étude souligne la sensibilité particulière de la machinerie d’acétylation des histones au métabolisme maternel. À l'âge adulte, les mâles nés des mères obèses développent une obésité aggravée lorsqu'ils sont exposés à un environnement obésogène. La perte de poids maternelle préconceptionnelle améliore la croissance fœtale et normalise le poids à l’âge adulte. Elle est donc bénéfique pour la descendance. Cependant, certains effets de l’obésité, corrigée par l’intervention nutritionnelle, sont conservés car le poids fœtal et l’expression d’une partie de gènes restent altérés. Ce travail apporte des premiers éléments sur les mécanismes du conditionnement développemental par les trajectoires pondérales maternelles. / Maternal obesity (OB) impacts fetal growth and adult offspring phenotype. It is still unknown whether the currently recommended preconceptional weight loss (WL) for obese women is beneficial for feto-placental growth and adult offspring health. The objectives of this thesis were to assess the effects of maternal weight trajectories on offspring phenotype at term and in adulthood, as well as gene expression in placenta and fetal liver. At E18.5, fetuses from obese females presented a fetal growth restriction (FGR); this FGR was almost completely abolished by maternal WL. Placental and hepatic expression of epigenetic machinery genes was affected by maternal OB, especially the histone acetylation pathway. Maternal WL normalized the expression of only a subset of these genes. Males born to OB mothers gained weight faster under high-fat diet than males born to control mothers; maternal WL rescued this phenotype. These results show that expression of epigenetic machinery genes and in particular histone acetylation regulators, is highly sensitive to maternal obesity. Preconceptional WL alleviates the effects of OB on fetal and adult weight but some effects of obesity cured by nutritional intervention were retained in offspring phenotype at term. This study is an important step toward understanding the mechanisms linking maternal nutrition to fetal growth and adult health.

Introduction : La prééclampsie (PE) est un trouble hypertensif caractérisé par une tension artérielle au-dessus de 140/90 mmHg et touche 2 à 8% des grossesses globalement. À ce jour, la plupart des médicaments ne peuvent traiter ou prévenir la PE. La thrombospondine-1 (THBS1) est un facteur anti-angiogénique et un activateur principal du TGF-β, ce qui pourrait également être impliqué dans l'altération de l'angiogenèse dans les placentas prééclamptiques. Objectif : Notre objectif est de décrire l'expression de la THBS1 et de tester l’effet d’un inhibiteur, le peptide LSKL, sur la vascularisation placentaire dans les placentas d'un modèle murin de PE (in vivo) et sur la capacité angiogénique des cellules endothéliales placentaires humaines (in vitro). Méthodes : L'expression de THBS1 a été mesurée dans les placentas de souris par western blot et dans les placentas humains par immunohistochimie (IHC). Des cellules endothéliales placentaires (pECs) extraites de placentas humains et des souris enceintes hétérozygotes femelles surexprimant la rénine et l’angiotensinogène humaines (hR+A+) sont traitées avec LSKL, ou son peptide témoin SLLK (cellules : 30 μmol/L pendant24h ; animal 129 μmol/mL s.c. au jour de gestation 14,5). Des pEC ont été soumises à des conditions contrôle (8% d’oxygène) ou hypoxie (0,5% d’oxygène) ou thrombine (10 unités/mL) pendant 24 h. L’angiogenèse cellulaire a été évaluée sur matrigel, les protéines évaluées par western blot et la localisation de la THBS1 ainsi que la vascularisation placentaire par IHC. Résultats : Le traitement avec LSKL augmente le nombre de tubes formées dans les pECs exposées à la thrombine ou à l’hypoxie. L’inhibiteur de la voie canonique du TGF-β, ALK5/Smad2/3 (SB-505124, SB), n’a pas modifié la capacité de formation de tubes, contrairement à l’inhibiteur de la voie non canonique, TAK1/p38 ((5Z) -7-oxozeaenol, (OXO) qui a réduit la capacité angiogénique (p<0,05). Chez le modèle de souris de PE, LSKL a significativement amélioré la vascularisation placentaire, évaluée par le contenu des cellules endothéliales CD31+ marquées par IHC (p<0,05), qui s’est accompagnée d’une phosphorylation réduite de TAK1 et ERK dans ce tissu. Conclusion : Nos résultats indiquent une augmentation de l’expression de la THBS1 dans les vaisseaux et cellules endothéliales placentaires des grossesses atteintes de PE, ainsi qu’un effet pro-angiogénique placentaire du LSKL par inhibition de la vie non-canonique du TGF-β. Ces résultats contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques capables d'améliorer la vascularisation placentaire dans PE. / Introduction: Pre-eclampsia (PE) is a hypertensive disorder characterized by blood pressure above 140/90 mmHg and affects 2% to 8% of pregnancies globally. To date, most drugs cannot treat or prevent PE. Thrombospondin-1 (THBS1) is an anti-angiogenic factor and a major activator of TGF-β, which may also be involved in impaired angiogenesis in pre-eclamptic placentas. Objective: Our aim is to describe the expression of THBS1 and to test the effect of its inhibitor, LSKL peptide, on placental vascularization in placentas from a mouse model of PE (in vivo) and on the angiogenic capacity of human placental endothelial cells (in vitro). Methods: THBS1 expression was measured in placentas of mouse by western blot and in human placentas by immunohistochemistry (IHC). Placental endothelial cells (pECs) extracted from hu-man placentas and pregnant female heterozygous mice overexpressing human renin and angio-tensinogen (hR+A+) were treated with LSKL or its control peptide SLLK (cells: 30 μmol/L for 24h; animals: 129 μmol/mL subcutaneously on gestation day 14.5). pECs were subjected to control conditions (8% oxygen) or hypoxia (0.5% oxygen) or thrombin (10 units/mL) for 24 hours. Cellular angiogenesis was assessed on Matrigel, proteins were evaluated by western blot, and the locali-zation of THBS1 as well as placental vascularization were examined by immunohistochemistry (IHC). Results: Treatment with LSKL increased the number of tubes formed in pECs exposed to thrombin or hypoxia. The inhibitor of the canonical TGF-β pathway, ALK5/Smad2/3 (SB-505124, SB), did not alter tube formation capacity, unlike the inhibitor of the non-canonical pathway, TAK1/p38 ((5Z)-7-oxozeaenol, (OXO)), which reduced angiogenic capacity. In the mouse model of PE, LSKL significantly improved placental vascularization, assessed by CD31+ endothelial cell content marked by IHC, which was accompanied by reduced phosphorylation of TAK1 and ERK in this tissue. Conclusion: Our results indicate an increase in THBS1 expression in the vessels and placental endothelial cells of pregnancies affected by PE, as well as a pro-angiogenic effect of LSKL through the inhibition of the non-canonical TGF-β pathway. These findings contribute to identifying new therapeutic targets capable of improving placental vascularization in PE.

Ce travail de thèse se propose d’étudier le retard de croissance intra-utérin sous l’angle de la cytogénétique placentaire, avec deux approches distinctes et complémentaires. La première approche visera à réévaluer l’influence des anomalies chromosomiques limitées au placenta sur la croissance fœtale, car des études précédentes ont rapporté des résultats contradictoires à ce sujet. La première partie de ce travail permettra en outre d’étudier l’incidence et l’influence de la disomie uniparentale chez les fœtus issus des grossesses compliquées d’une anomalie chromosomique limitée au placenta. La deuxième approche de notre travail s’intéressera à la longueur de structures chromosomiques particulières, les télomères, au niveau placentaire. Il a récemment été décrit que la longueur des télomères des cellules placentaires était réduite au terme des grossesses compliquées d’un retard de croissance intra-utérin. La longueur télomérique placentaire n’a jamais été évaluée au cours de ces grossesses et pourrait potentiellement être utilisée comme biomarqueur placentaire du retard de croissance intra-utérin. La deuxième partie de ce travail nous permettra également d’évaluer le nombre de copies des régions chromosomiques portant les gènes codant pour les principales sous-unités du complexe enzymatique télomérase et de rechercher la présence d’agrégats télomériques au niveau placentaire en cas de retard de croissance intra-utérin. / This thesis proposes to study intrauterine growth restriction in terms of cytogenetics of placenta, with two distinct and complementary approaches. The first approach will be to reassess the influence of confined placental mosaicism on fetal growth, as previous studies have reported conflicting results on this issue. The first part of this work will also study the influence of fetal uniparental disomy in case of confined placental mosaicism. The second approach of our work will focus on the length of terminal chromosomal structures, telomeres, at the placental level. It has recently been reported that telomere length was reduced in placental cells collected at term in pregnancies complicated by intrauterine growth restriction. Placental telomere length has never been evaluated in ongoing pregnancies and it could potentially be used as a placental biomarker of intrauterine growth restriction. The second part of this work will also focus on the copy number of chromosomal regions carrying genes encoding the main subunits of the telomerase enzyme complex and will look for the presence of placental telomeric aggregates in case of intrauterine growth restriction.

La placentation humaine est de type hémomonochoriale, le sang maternel est directement en contact avec le syncytiotrophoblaste. Les flux sanguins maternels, dans la chambre intervilleuse, exercent des forces mécaniques de cisaillement (shear stress) sur la surface microvillositaire du syncytiotrophoblaste. Les effets physiologiques du shear stress exercé par les flux sanguins sur l’endothélium vasculaire artériel et veineux ont fait l’objet de nombreux travaux scientifiques. En revanche, les effets biologiques du shear stress sur le syncytiotrophoblaste humain n’ont jamais été explorés. L’objectif de ce travail était premièrement d’évaluer les valeurs du shear stress exercé in vivo sur le syncytiotrophoblaste humain au cours des grossesses normales, puis de mettre au point un modèle de culture primaire dynamique afin de reproduire les conditions physiologique et d’étudier in vitro la réponse biologique du syncytiotrophoblaste au shear stress. En dépit d’un débit sanguin maternel intraplacentaire important, estimé entre 400 et 600 mL.min-1, le shear stress moyen exercée par le syncytiotrophoblaste est estimée entre 0.5±0.2 et 2.3±1.1 dyn.cm-2. Nos résultats montrent cependant que l’intensité du shear stress est très hétérogène tant à l’échelle de la chambre intervilleuse que de la villosité terminale. Nous avons développé un modèle de culture cellulaire dynamique en condition de flux adapté au syncytiotrophoblaste humain. Ce modèle permet d’appliquer un shear stress égal et constant sur toutes les cellules cultivées et reproductible à chaque culture primaire. Aux gammes de shear stress étudiées (1 dyn.cm-2), nous n’avons pas mis en évidence de diminution de la viabilité cellulaire ni de déclenchement des processus précoces d’apoptose en conditions dynamiques comparativement aux conditions statiques. Deux types de chambre de perfusion permettent d’étudier des réponses cellulaires au shear stress à court et long terme selon des temps d’exposition allant de 5 minutes à 24 heures. Ce modèle expérimental a permis de montrer que le syncytiotrophoblaste humain en culture primaire est mécanosensible. La réponse cellulaire à des niveaux de shear stress de 1 dyn.cm-2 est multiple selon les temps d’exposition et le niveau d’intégration étudié. Après 45 minutes de shear stress les taux d’AMP cyclique intracellulaires sont augmentés ce qui a pour effet d’activer la voie de signalisation intracellulaire PKA-CREB. Cette augmentation d’AMP cyclique est secondaire à la synthèse et la libération de prostaglandine E2 qui, par une boucle de régulation autocrine stimule l’adenylate cyclase. L’augmentation de la synthèse/libération de PGE2 est dépendante de l’augmentation rapide du calcium intracellulaire sous shear stress. L’exposition au shear stress de 24 heures stimule l’expression et la sécrétion du PlGF, un facteur de croissance indispensable à l’angiogenèse placentaire et pour l’adaptation maternelle à la grossesse sur le plan vasculaire. Nos travaux montrent que l’augmentation de l’AMPc intracellulaire et l’activation de la PKA contribuent à la phosphorylation de CREB, facteur de transcription régulant l’expression du PlGF. / Human placentation is hemomonochorial, maternal blood circulates in direct contact with the syncytiotrophoblast. In the intervillous space, the maternal blood exerts frictional mechanical forces (shear stress) on the microvillous surface of the syncytiotrophoblast. Flowing blood constantly exerts a shear stress, on the endothelial cells lining blood vessel walls, and the endothelial cells respond to shear stress by changing their morphology, function, and gene expression. The effects of shear stress on the human syncytiotrophoblast and its biological functions have never been studied. The objectives of this study were (1) to determine in silico the physiological values of shear stress exerted on human syncytiotrophoblast during normal pregnancies, (2) to develop a model reproducing in vitro the shear stress on human syncytiotrophoblast and (3) to study in vitro the biological response of human syncytiotrophoblast to shear stress. The 2D numerical simulations showed that the shear stress applied to the syncytiotrophoblast is highly heterogeneous in the intervillous space. In spite of high intraplacental maternal blood flow rates (400-600mL.min-1), the estimated average values of shear stress are relatively low (0.5±0.2 to 2.3±1.1 dyn.cm-2). To study the shear stress-induced cellular responses during exposure times ranging from 5 minutes to 24 hours we have developed two dynamic cell culture models adapted to the human syncytiotrophoblast. We found no evidence of decreased cell viability or early processes of apoptosis in dynamic conditions (1 dyn.cm-2, 24h) compared to static conditions. Shear stress (1 dyn.cm-2) triggers intracellular calcium flux, which increases the synthesis and release of PGE2. The enhanced intracellular cAMP in FSS conditions was blocked by COX1/COX2 inhibitors, suggesting that the increase in PGE2 production could activate the cAMP/PKA pathway in an autocrine/paracrine fashion. FSS activates the cAMP/PKA pathway leading to upregulation of PlGF in human STB. Shear stress-induced phosphorylation of CREB and upregulation of PlGF were prevented by inhibition of PKA with H89 (3 μM). The syncytiotrophoblast of the human placenta is a mechanosenstive tissue.

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L’exposition prénatale à différents agents toxiques est généralement étudiée en considérant le placenta comme une barrière entre la mère et le fœtus ; nous le considérons en tant qu’organe cible des agents toxiques. Pour ce faire, nous avons sélectionné un modèle cellulaire de trophoblastes adapté aux études toxicologiques. En clinique, des pathologies de la grossesse sont associées à des modifications de la sécrétion de l’hormone placentaire lactogène hPL et de l’hormone gonadotrope chorionique hCG. Nos travaux in vitro ont permis de faire le lien entre une exposition à des micropolluants (le mono(2-ethylhexyl) phtalate, un perturbateur endocrinien, et le benzo(a)pyrene, un carcinogène) et ces observations cliniques. Les biomarqueurs de sécrétion hormonale (hPL et hCG hyperglycosylée) et de dégénérescence (activation du purinorécepteur P2X7) que nous avons identifiés permettent de détecter l’exposition et le risque suite à une exposition à des polluants. / Prenatal exposure to pollutants is commonly evaluated using placenta as a barrier between mother and fetus. Here, we consider placenta as a target organ for toxic agents. To achieve this, we selected a trophoblastic cell model, which is adapted to toxicological studies. In clinical studies, pregnancy pathologies are associated to changes in human placental lactogen (hPL) and human chorionic gonadotropin (hCG) secretions. Our in vitro work links exposure to micropollutants (mono(2-ethylhexyl)phthalate, an endocrine disruptor, and benzo(a)pyrene, a carcinogen) and clinical observations. We identified biomarkers of hormonal secretion (hPL and hyperglycosylated hCG) and degeneration (P2X7 receptor activation), which enable the evaluation of exposure and risk attached to exposure to pollutants.

Les affections articulaires touchant le cartilage, telles que les lésions focales et l’arthrose, correspondent aux principales causes de baisse de performance et d’arrêt prématuré de la carrière sportive du cheval. Ainsi, le traitement des affections du cartilage représente un enjeu vétérinaire majeur dans le monde équin, du fait des importantes pertes financières qu’elles occasionnent à la filière. Les faibles capacités de réparation intrinsèque du cartilage, ainsi que l’absence de thérapie à long terme des dommages cartilagineux, nécessitent le recours à des thérapies de nouvelles générations telle que l’ingénierie tissulaire du cartilage. Dans ce cadre, notre étude s’est attachée à comparer différents types cellulaires pour la génération de cartilage in vitro, afin d’envisager une implantation pour traiter les atteintes cartilagineuses chez le cheval. Une technique initialement développée chez l’Homme, la transplantation de chondrocytes autologues, représente toujours un « gold standard » en ingénierie tissulaire du cartilage. Dans ce travail de thèse, après avoir développé une nouvelle génération de substitut cartilagineux de haute qualité biologique, à partir de chondrocytes articulaires équins, des limites techniques et biologiques inhérentes au type cellulaire persistent. Ainsi, nos travaux se sont tournés vers la recherche de types cellulaires alternatifs. Les cellules souches/stromales mésenchymateuses (CSM) néonatales issues de cordon ombilical telles que les CSM de sang placentaire (CSM-SPL) et les CSM de gelée de Wharton (CSM-GW) pourraient représenter un avantage thérapeutique du fait de leur isolement non-invasif, de leur forte prolifération cellulaire et de leur capacité de différenciation en chondrocyte. Il est néanmoins indispensable de définir le meilleur candidat thérapeutique, parmi ces deux sources cellulaires, pour l’obtention d’un substitut cartilagineux de qualité biologique optimale. Ces résultats de thèse ont montré d’importantes différences dans le processus de chondrogenèse de ces deux sources de CSM néonatales et plaident en faveur de l’utilisation des CSM-SPL dans le cadre d’une stratégie thérapeutique d’ingénierie tissulaire du cartilage équin. Ces travaux ont permis une meilleure compréhension de la biologie du chondrocyte et des CSM. De surcroît, ces travaux permettent d’envisager de futurs essais cliniques chez le cheval, afin de traiter les affections articulaires de ce modèle gros animal. / Articular cartilage disorders, such as focal defects and osteoarthritis, are the main causes of decreased performance or early retirement of sport- and racehorses. Thus, cartilage disorders represent a major veterinary issue in the equine industry, due to significant financial losses. Poor intrinsic cartilage repair properties and the absence of long- term therapy for cartilage defects lead to the development and use of new generation therapies such as autologous chondrocytes implantation. In this context, our study aimed to compare different cell types for the in vitro cartilage generation, in order to implant the biological substitute to treat cartilage defects in the horse. A therapeutic strategy initially developed in human medicine, the autologous chondrocytes transplantation, always represents a "gold standard" in cartilage tissue engineering. In the present study, after developing a new generation of cartilaginous substitute of high biological quality, composed of equine articular chondrocytes, technical and biological limits inherent to the cell type persist. Thus, we have used alternative cell types such as neonatal mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) from umbilical cord, such as umbilical cord blood MSC (UCB-MSCs) and umbilical cord matrix or Wharton jelly MSCs (UCM- MSCs). These MSCs sources could represent a therapeutic advantage due to their non-invasive isolation, their high cell proliferation and their ability to differentiate into chondrocytes. Nevertheless, it is essential to define the best therapeutic candidate between these two MSCs sources, to obtain an optimal quality for the neocartilaginous substitute. Our data highlighted important differences in the chondrogenesis process of these two neonatal MSCs sources, allowing us to consider UCB-MSCs as the best therapeutic candidate for equine cartilage tissue engineering. This work allows a better understanding of the chondrocyte and MSCs biology. Moreover, this work leads the way to setting-up future clinical trials in the horse, in order to treat articular defects of this large animal model.