La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie qui peut engager le pronostic vital des malades de façon très rapide. La pathogénie de la maladie reste encore obscure mais est liée aux atteintes vasculaires probablement en lien avec la fibrose cutanée. La thérapeutique de cette maladie est difficile. Aucun traitement étiologique n'existe et la prise en charge est plutôt axée sur les traitements des différentes atteintes. La iontophorèse cutanée est un dispositif qui permet la diffusion de molécules en solution à travers la peau grâce à une stimulation électrique de manière non invasive. Cette technique a été utilisée initialement comme test physiologique. Notre objectif est d'évaluer et de développer la iontophorèse thérapeutique, notamment avec des molécules vasodilatatrices, pour pouvoir l'utiliser dans des applications thérapeutiques telles que la pris en charge des ulcérations digitales (ou troubles trophiques cutanés) de la ScS. Trois parties ont été développées. La première partie consiste en l'association de deux molécules vasodilatatrices (une per os, le sildenafil, et en iontophorèse, le nitroprussiate de sodium (SNP), en étudiant la tolérance de l'association et son effet sur le flux vasculaire cutané chez le volontaire sain (étude INFLUX-VS). La deuxième partie correspond à un screening de molécules ayant une action vasodilatatrice et étant délivrées en iontophorèse chez le rat : l'étude INFLUX-RAT conclue à l'obtention d'une vasodilatation cutanée chez le rat avec les analogues de la prostacycline. La troisième partie correspond à l'évaluation chez le volontaire sain de la iontophorèse des analogues de la prostacycline : l'étude INFLUX-IT-VS conclue à une dilatation du flux sanguin cutané avec le tréprostinil et avec une bonne tolérance cutanée et systémique. La dernière partie correspond aux avancées parallèles des travaux tant dans le domaine de la reproductibilité des techniques d'acquisition des signaux du flux sanguin cutané que les études réalisées avec les patients sclérodermiques à qui on pourrait espérer un jour voir proposer une iontophorèse thérapeutique. / Systemic scleroderma (ScS) is a rare disease that may be associated with a poor prognosis. The pathogenesis of the disease remains still unclear but comprises vascular abnormalities related to skin fibrosis. ScS disease treatment is difficult. No etiologic therapy is available and patient's management is rather centred on the treatments of the different organs failure symptoms. Skin iontophoresis is a non invasive technique, which allows a transcutaneous diffusion of molecules in solution thanks to an electrical stimulation. This technique was initially used as physiological test. Our objective is to test and to develop therapeutic iontophoresis, in particular with molecules possessing vasodilator properties. The final objective is to use it in therapeutic applications such as the treatment of ScS digital ulcerations. Three parts will be developed in the present work. The first part describes the association of two vasodilatator drugs (sildenafil used per os, associated with sodium nitroprusside used through cathodal iontophoresis. We studied the safety of the association and its effect on the skin vascular flow in healthy volunteers (INFLUX-VS study). The second part describes the screening of vasodilatator drugs delivered through cutaneous iontophoresis in rats (INFLUX-RAT study). The aim of the study was to select the more potent drugs in term of maximal rat skin vasodilatation. The more potent drugs were prostacyclins analogues. The third part describes the iontophoresis of prostacyclins analogues in healthy volunteers: the INFLUX-IT-VS study. The more potent cutaneous vasodilatation was observed with treprostinil, with a good skin and systemic tolerance. The last part decribes the reproducibility of the techniques used to quantify skin blood flow along with studies using these techniques in scleroderma patients. These are required to enable a reproducible evaluation of the effect of skin iontophoresis in patients with scleroderma

La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie qui peut engager le pronostic vital des malades de façon très rapide. La pathogénie de la maladie reste encore obscure mais est liée aux atteintes vasculaires probablement en lien avec la fibrose cutanée. La thérapeutique de cette maladie est difficile. Aucun traitement étiologique n'existe et la prise en charge est plutôt axée sur les traitements des différentes atteintes. La iontophorèse cutanée est un dispositif qui permet la diffusion de molécules en solution à travers la peau grâce à une stimulation électrique de manière non invasive. Cette technique a été utilisée initialement comme test physiologique. Notre objectif est d'évaluer et de développer la iontophorèse thérapeutique, notamment avec des molécules vasodilatatrices, pour pouvoir l'utiliser dans des applications thérapeutiques telles que la pris en charge des ulcérations digitales (ou troubles trophiques cutanés) de la ScS. Trois parties ont été développées. La première partie consiste en l'association de deux molécules vasodilatatrices (une per os, le sildenafil, et en iontophorèse, le nitroprussiate de sodium (SNP), en étudiant la tolérance de l'association et son effet sur le flux vasculaire cutané chez le volontaire sain (étude INFLUX-VS). La deuxième partie correspond à un screening de molécules ayant une action vasodilatatrice et étant délivrées en iontophorèse chez le rat : l'étude INFLUX-RAT conclue à l'obtention d'une vasodilatation cutanée chez le rat avec les analogues de la prostacycline. La troisième partie correspond à l'évaluation chez le volontaire sain de la iontophorèse des analogues de la prostacycline : l'étude INFLUX-IT-VS conclue à une dilatation du flux sanguin cutané avec le tréprostinil et avec une bonne tolérance cutanée et systémique. La dernière partie correspond aux avancées parallèles des travaux tant dans le domaine de la reproductibilité des techniques d'acquisition des signaux du flux sanguin cutané que les études réalisées avec les patients sclérodermiques à qui on pourrait espérer un jour voir proposer une iontophorèse thérapeutique.

Au sein du laboratoire, deux mécanismes neurovasculaires indispensables à l'intégrité fonctionnelle de la peau sont étudiés. La PIV (Pressure-Induced vasodilation) est un mécanisme protecteur qui permet de retarder l'ischémie tissulaire. Des études antérieures ont suggéré l'implication du système nerveux central dans ce mécanisme. La première partie de ma thèse était de préciser le contrôle spinal dans la PIV et de regarder si la perte de ce mécanisme protecteur augmente le risque d'escarres. Nous avons montré l'implication de la voie sensorielle spinale dans la PIV ainsi que la corrélation directe entre la perte de ce mécanisme et l'augmentation du risque d'escarres chez des animaux sains. La CIV (current-induced vasodilation) a été décrite comme étant un mécanisme neurovasculaire de type " réflexe d'axone ". Exclusivement étudiée chez l'homme, les mécanismes impliqués restent limités. La seconde partie de ma thèse était de développer un modèle animal et approfondir la compréhension des mécanismes sous-jacents de la CIV cathodale. Après avoir développé un modèle animal, nous avons prouvé l'implication de la voie COX1/PGIS/PGI2/IP, des TRPV1 et des ASIC cutanés présents sur les fibres capsaïcino-sensibles ainsi que celles des récepteurs aux CGRP et à la substance P dans la CIV cathodale chez le rat sain. Pour conclure, la PIV est un outil diagnostique intéressant pour évaluer les capacités protectrices de la peau contre les lésions ischémiques de pression en conditions physiologiques. La CIV reflète de la libération endogène de PGI2 dans la peau, offrant un outil complémentaire à la réponse à l'acétylcholine afin d'évaluer les capacités globales de l'endothélium

Au sein du laboratoire, deux mécanismes neurovasculaires indispensables à l’intégrité fonctionnelle de la peau sont étudiés. La PIV (Pressure-Induced vasodilation) est un mécanisme protecteur qui permet de retarder l'ischémie tissulaire. Des études antérieures ont suggéré l’implication du système nerveux central dans ce mécanisme. La première partie de ma thèse était de préciser le contrôle spinal dans la PIV et de regarder si la perte de ce mécanisme protecteur augmente le risque d’escarres. Nous avons montré l’implication de la voie sensorielle spinale dans la PIV ainsi que la corrélation directe entre la perte de ce mécanisme et l’augmentation du risque d’escarres chez des animaux sains. La CIV (current-induced vasodilation) a été décrite comme étant un mécanisme neurovasculaire de type « réflexe d'axone ». Exclusivement étudiée chez l’homme, les mécanismes impliqués restent limités. La seconde partie de ma thèse était de développer un modèle animal et approfondir la compréhension des mécanismes sous-jacents de la CIV cathodale. Après avoir développé un modèle animal, nous avons prouvé l’implication de la voie COX1/PGIS/PGI2/IP, des TRPV1 et des ASIC cutanés présents sur les fibres capsaïcino-sensibles ainsi que celles des récepteurs aux CGRP et à la substance P dans la CIV cathodale chez le rat sain. Pour conclure, la PIV est un outil diagnostique intéressant pour évaluer les capacités protectrices de la peau contre les lésions ischémiques de pression en conditions physiologiques. La CIV reflète de la libération endogène de PGI2 dans la peau, offrant un outil complémentaire à la réponse à l’acétylcholine afin d’évaluer les capacités globales de l’endothélium / In our lab, two neurovascular mechanisms required for functional integrity of the skin are studied. The pressure-Induced vasodilation (PIV) is a protective mechanism, which delays the occurrence of tissue ischemia likely protecting the skin against pressure. Previous studies suggested the contribution of the central nervous system in this mechanism. In the first part of my PhD, we studied the spinal sensory transduction involvement in PIV and verify whether the lack of PIV increased incidence of pressure-induced ischemic lesions in healthy rats. We showed that spinal sensory disruption led to the loss of cutaneous PIV directly associated with increased incidence and severity of cutaneous lesions in response to prolonged ischemic compression in healthy animals. The current-induced vasodilation (CIV) is a neurovascular mechanism decribed as axon reflex mechanism. Exclusively studied in humans, the understanding of involved mechanisms remains limited. In the second part of my PhD, we aimed to develop an animal model and precise the underlying mechanisms involved in cathodal CIV. That we developed, we proved the involvement of the COX1/PGIS/PGI2/IP pathway, the cutaneous TRPV1 and ASIC channels present on capsaicin-sensitive fibres and the cutaneous CGRP and NK1 receptors in cathodal CIV in healthy rats. To conclude, PIV is an interesting tool to evaluate the protective capacities of the skin to withstand pressure in healthy conditions. CIV by reflecting the endogenous release of PGI2 in healthy skin offers a novel tool in complement to acetylcholine response in order to assess global capacities of the endothelium