Récemment, les microbiotes pulmonaires bactériens d’un nombre très limité de patients atteints de mucoviscidose et de pneumopathies acquises sous ventilation mécanique (PAVM) ont été étudiés en utilisant l'amplification du gène 16S rDNA bactérien suivie par la construction de librairies de clones et différentes approches de séquençage. Ces études ont montré que la population microbienne de patients atteints de maladies respiratoires était plus diversifiée que prévue. Dans l'étude actuelle, nous utilisons une approche comparable pour identifier exhaustivement les agents pathogènes (bactéries, virus, et champignons) composant le microbiote pulmonaire associé aux pneumopathies développées en unités de réanimation. L'étude a inclus des patients admis en réanimation et présentant des formes de pneumopathies acquises sous ventilation mécanique (n = 106), de pneumopathies communautaires (n = 32), de pneumopathies nosocomiales sans ventilation mécanique (n = 22) et de pneumopathies d’aspiration (n = 25). Une cohorte de 25 patients admis en réanimation et ne présentant pas de symptômes de pneumopathie a été étudiée comme contrôle. Cette première partie du travail amènera ainsi à réaliser un catalogue exhaustif des agents de pneumopathies nosocomiales ; à connaître la prévalence des agents identifiés et d’identifier les co-infections fréquemment observées, et surtout à vérifier si ces agents peuvent être identifiés ou pas dans les prélèvements respiratoires profonds de patients non symptomatiques. Pour réaliser cette partie du travail, des séries de prélèvements, incluant des prélèvements de lavage broncho-alvéolaire (LBA), des prélèvements de sang et d'urine ont été étudiés. Ces prélèvements ont été testés par des moyens d’identification moléculaire moderne basés sur l’amplification de gènes conservés (gènes16S rDNA des bactéries et gène 18S rDNA des champignons) suivie par clonage et séquençage à grande échelle. D’autres pathogènes atypiques sont ciblés par des tests de PCR avec utilisation d’amorces spécifiques. Nous avons également inclus la culture, la co-culture d’amibes, la détection sérologique d'anticorps dirigés contre des agents sélectionnés et des tests d'antigène urinaire, afin de comparer ces tests de routine aux approches moléculaires. Comme résultats, les tests moléculaires nous ont permis d’identifier un vaste répertoire de 160 espèces bactériennes dont 73 n'ont jamais été précédemment rapportées à l’étiologie des pneumopathies. En outre, nous avons trouvé 37 phylotypes bactériens potentiellement nouveaux. Nous avons également identifié 24 espèces de champignons dont 6 n'ont pas été précédemment rapportées à l’étiologie des pneumopathies, 7 virus et étonnamment 6 espèces de plantes. De plus, certains agents pathogènes considérés comme typiques aux pneumopathies nosocomiales tels que Pseudomonas aeruginosa et des Streptococci ont été détectés chez les contrôles comme chez les patients. Cet étonnant résultat souligne l'existence d'un noyau de microbiote pulmonaire.Dans un deuxième travail, faisant suite aux travaux effectués dans notre laboratoire et qui ont pu mettre en évidence que 19% des pneumopathies nosocomiales étaient déterminées par des microorganismes associés aux amibes (MAAs) de l’eau préalablement ignorés ou négligés, nous avons utilisé un test d'immunofluorescence multiplexe pour tester la prévalence des anticorps contre les MAAs dans le sang de patients admis en réanimation et atteints de pneumopathies et la comparer à la prévalence au moment de l'admission. Comme résultat, nous démontrons que certains MAAs peuvent être plus fréquemment détectés après des épisodes de pneumopathies nosocomiales que lors de l’admission. En outre, la réponse immunitaire aux MAAs semble augmenter lorsque le séjour en réanimation est prolongé. Enfin, nous avons mis au point une stratégie de metagénomique pour tester les prélévements pour lesquels aucune étiologie n’a été retrouvée. [...] / Recently, bacterial microbiota from a limited number of patients with cystic fibrosis and ventilator-associated pneumonia (VAP) was studied using 16S rDNA gene amplification followed by clone libraries construction and sequencing. These studies have showed that the microbial population of patients with respiratory infections was more diverse than expected. In the current study, we use a similar approach to identify exhaustively the pathogens (bacteria, viruses, and fungi) comprising the microbiota associated with episodes of pneumonia developed in the intensive care units (ICU). Our study included patients admitted to ICUswith with episodes of ventilator-associated pneumonia (n = 106), community-acquired pneumonia (n = 32), nosocomial pneumonia without mechanical ventilation (n = 22) and aspiration pneumonia (n = 25). A cohort of 25 patients admitted to ICUs without symptoms of pneumonia were studied as controls. This first part of the work enables to prepare an exhaustive repertoire of nosocomial pneumonia pathogenes; to know the prevalence of the pathogens identified and to identify co-infections frequently observed, and especially to ascertain whether these agents can be identified or not in the respiratory samples of patients without symptoms of pneumonia. To perform this part of work, series of samples, including bronchoalveolar lavage (BAL) samples, blood samples and urine samples were collected. These samples were tested by means of modern molecular tools based on the amplification of conserved genes (bacterial 16S rDNA and fungal 18S rDNA genes), followed by highthroutput cloning and sequencing. The atypical pathogens are targeted by PCR tests using specific primers and probes. We also included culture, amoeba co-culture, serological detection of antibodies against selected agents and urinary antigen testing, to compare these routine tests to molecular approaches. Based on molecular testing, we identified a wide repertoire of 160 bacterial species of which 73 were never previously reported in pneumonia samples. Moreover, we found 37 putative new bacterial phylotypes. We also identified 24 fungal species of which 6 have not been previously reported in pneumonia, 7 viruses and surprisingly 6 plant species. Some pathogens considered being typical for ICU pneumonia such as Pseudomonas aeruginosa and Streptococcus species may be detected as commonly in controls as in pneumonia patients which strikingly highlight the existence of a core of pulmonary microbiota.In a second work, following previous works performed in our laboratory which were able to show that 19% of nosocomial pneumonia were determined by micro-organisms associated to amoebae (AAMs) previously ignored or neglected, we used a recent test based on multiplex serology to test for the prevalence of antibodies against the AAMs in the blood of patients admitted to ICU and developed episodes of pneumonia and compare it to the prevalence at the time of admission (controls). As a result, we demonstrate that some AAMs may be more frequently detected after episodes of nosocomial pneumonia than at the admission. In addition, the immune response to AAMS appears to increase when the ICU stay is prolonged.Finally, in order to explore samples for which no microbial aetiology was found, we have developed a subtractive hybridization metagenomic strategy and tested it on different clinical samples. The sensitivity of this strategy was also evaluated. We have demonstrated that our method, based on the detection of DNA and RNA of microorganisms in a single test, allows sensitive detection of different types of microorganisms.

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En plaine, la moitié des athlètes entrainés en endurance sont susceptibles de développer une hypoxémie induite par l’exercice (HIE). Actuellement, la pratique des sports d’endurance de montagne est en plein essor. Dans ces disciplines, les athlètes très entrainés en endurance et donc susceptibles de développer une HIE, évoluent régulièrement en altitude modérée. Ce travail s’est intéressé à l’évolution de la HIE en altitude modérée, ainsi qu’à ses conséquences et sa relation avec la modification des composantes cardio-respiratoires à l’exercice. Nos résultats indiquent que : 1) la désaturation artérielle n’est pas potentialisée en altitude aiguë chez les athlètes HIE par rapport à des athlètes non-HIE alors que les athlètes HIE ont une chute de consommation maximale d’oxygène et de fréquence cardiaque maximale plus importante, 2) les athlètes HIE développent un stress hémodynamique important associé à des réponses vasculaires pulmonaires spécifiques à l’exercice en plaine, 3) tous les athlètes présentent une limitation de la diffusion pulmonaire à l’exercice maximal en altitude aiguë et nos résultats ne permettent pas d’affirmer une limitation cardiaque plus importante chez les athlètes HIE, 4) en hypoxie chronique, la désaturation artérielle est influencée par les modalités de pratique sportive. Notre travail a permis d’établir des recommandations pour les athlètes entrainés en endurance, de plus en plus nombreux, désirant performer en altitude modérée. / At sea level, half of endurance trained athletes can develop an exercise induced hypoxemia (EIH). Currently, the practice of mountain endurance sports is booming. In these disciplines, highly endurance trained athletes, and thus likely to develop EIH, practise regularly at moderate altitude. This work has focused on the evolution of EIH at moderate altitude, as well as its consequences and its relationship with the change in cardiorespiratory components during exercise. Our results show that: 1) arterial desaturation is not potentiated at acute altitude in EIH athletes compared to non-EIH athletes while EIH athletes have a greater fall in maximal oxygen uptake and in maximal heart rate, 2) EIH athletes develop a significant hemodynamic stress associated with specific pulmonary vascular responses at sea level, 3) all athletes have a lung diffusion limitation at maximal exercise in moderate altitude and our results do not show a greater cardiac limitation in EIH athletes, 4) in chronic hypoxia, arterial desaturation is influenced by exercise modality. Our work resulted in a number of recommendations to help endurance trained athletes who want to perform at moderate altitude.

La fonction du ventricule droit est un déterminant majeur de la capacité fonctionnelle et du pronostic dans l’hypertension pulmonaire. La survenue dans ce contexte d’une insuffisance cardiaque droite requérant un support inotrope est associée à un taux de mortalité supérieur à 40%. Les déterminants cellulaires et moléculaires du découplage entre le coeur droit et la circulation artérielle pulmonaire sont méconnus, d’autant qu’il existe une grande hétérogénéité fonctionnelle parmi les patients soumis au même niveau de résistances vasculaires pulmonaires.Dans une première étude expérimentale, nous avons mis évidence à partir d’un modèle porcin d’hypertension pulmonaire chronique que les indices fonctionnels systoliques du ventricule droit mesurés en échocardiographie sont davantage corrélés au couplage ventriculo-artériel qu’à la performance contractile propre du ventricule droit. La réponse du ventricule droit à l’exercice ou à un stress pharmacologique a été peu documentée jusqu’à présent dans l’hypertension pulmonaire. Apartir de notre modèle porcin, nous avons montré que l’altération de la réserve contractile du ventricule droit est fortement associée au découplage ventriculo-artériel. La réserve contractile pourrait être un marqueur sensible et précoce de dysfonction ventriculaire droite. Dans une troisième étude, nous montrons la relation forte entre le couplage ventriculo-artériel et la plasticitéhémodynamique, fonctionnelle et moléculaire du ventricule droit dans un contexte de surcharge de pression chronique. Les variations d’expression de l’isoforme β de la chaîne légère de la myosine cardiaque pourraient déterminer l’efficacité du travail cardiaque droit. Nous avons par ailleurs constaté expérimentalement chez le rat que le remodelage géométrique et fonctionnel du ventricule droit en condition de surcharge barométrique chronique est associé à une infiltration macrophagique dumuscle cardiaque droit.Nos résultats physiopathologiques pourraient permettre une meilleure stratification des patients souffrant d’hypertension pulmonaire chronique. Ces mécanismes pourraient par ailleurs constituer autant de cibles thérapeutiques pour optimiser la fonction cardiaque droite lorsque la postcharge du ventricule droit n’est pas complètement corrigée, d’autant que les thérapies vaso-actives pulmonaires usuelles auraient des effets directs controversés sur le remodelage du ventricule droit. / Right ventricular function is a major determinant of functional capacity and prognosis in pulmonary hypertension. Right heart failure related to pulmonary hypertension is associated with a mortality rate up to 40% when inotrope support is necessary. Cellular and molecular determinants of right ventricular-pulmonary arterial coupling are misunderstood, while a wide functional range is remarkable among patients sharing the same degree of pulmonary vascular resistance.In a first experimental study, we showed from a porcine model of chronic pulmonary hypertension that usual non-invasive indices of right ventricular function are rather associated with ventricular-arterial coupling than with contractility. Right ventricular response to exercise or to pharmacological stress has been poorly reported in pulmonary hypertension. In our piglet model, we showed that impairment of right ventricular contractile reserve is strongly associated with ventricular-arterial uncoupling. Rightventricular reserve might be a sensitive marker of early ventricular dysfunction. In a third study, we highlighted that a strong relationship between ventricular-arterial coupling and functional and molecular plasticity of the pressure overloaded right ventricle. Gene expression of the beta-myosin heavy chain may be related to right heart efficiency. We also oberved experimentally in rats that structural and functional remodeling of the pressure overloaded right ventricle is associated withmacrophagic infiltration in the myocardium.Our pathophysiologic results could improve patient’s stratification in chronic pulmonary hypertension.These mechanisms may represent innovative targeted therapies to improve right ventricular function despite persistent elevated afterload.

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L'administration systémique de gènes représente une voie intéressante pour le traitement par thérapie génique de la mucoviscidose ou des cancers pulmonaires. Dans cette optique, les polyplexes (complexes ADN/polymère cationique) doivent atteindre le poumon et traverser les vaisseaux sanguins pour transfecter les cellules épithéliales mutées ou les cellules cancéreuses. Il existe peu de données sur le passage transendothélial de polyplexes. Afin d'en améliorer les connaissances, nous avons mis au point un modèle d'endothélium microvasculaire pulmonaire et étudié l'influence de la polarisation cellulaire sur les voies d'internalisation de polyplexes formés avec la polylysine histidylée (pLK-His) et la polyéthylènimine (PEI), leur efficacité de transfection, leur capacité à traverser la barrière endothéliale et leur adhésion sur la monocouche de cellules endothéliales en conditions de flux. Les travaux réalisés montrent que la polarisation des cellules endothéliales diminue l'internalisation et l'efficacité de transfection des polyplexes pLK-His mais pas celles des polyplexes PEI. Par contre, la polarisation des cellules épithéliales n'a pas d'influence sur l'efficacité des polyplexes pLK-His. Les polyplexes pLK-His et PEI sont capables de traverser la monocouche de cellules endothéliales et transfecter des cellules épithéliales à la fois par leur côté apical et basolatéral. L'incubation des cellules endothéliales avec des cytokines pro-inflammatoires permet d'augmenter ce passage. Enfin, l'adhésion des polyplexes sur les cellules endothéliales est plus importante dans les conditions de flux des microvaisseaux que dans les conditions de flux des veines. L'adhésion des polyplexes PEI est légèrement supérieure à celle des polyplexes pLK-His. Des polyplexes formés avec une PEI sur laquelle a été greffée des motifs de tétraglucose spécifiques des cellules endothéliales adhèrent trois fois plus que les polyplexes formés avec la PEI ce qui montre un ciblage des cellules endothéliales pulmonaires en conditions de flux. L'ensemble des résultats montre qu'il est indispensable de mieux considérer les effets des conditions physiologiques des cellules (polarisation, effets du flux sanguin, conditions d'inflammation) sur la transfection pour concevoir de nouveaux vecteurs synthétiques afin d'améliorer leur efficacité in vivo.

La simplification des algorithmes diagnostiques a entrainé une augmentation de la suspicion d'une embolie pulmonaire (EP). Sa prévalence est passée de 50% à moins de 20%. L'évocation du diagnostic peut être gênée par la coexistence d'une Broncho Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO). La 1ère étape de prise en charge d'un patient suspect d'EP est l'évaluation de la probabilité clinique, par exemple par le score de Genève. Nous montrons qu'en revenant au résultat de ce score, le clinicien prédit le risque de décès et de ré-hospitalisation dans les 3 mois que le patient ait - ou n'ait pas- d'EP. Ces résultats devraient permettre d'aider à décider d'un traitement ambulatoire ou d'une hospitalisation. De plus, nous montrons que l'existence d'une BPCO est associée à une modification de la présentation clinique de la Maladie Veineuse Thrombo-Embolique (MVTE): alors que ratio dans la population sans BPCO est de 2 Thromboses Veineuses Profondes (TVP) pour une 1 EP, ce rapport s'inverse dans la population de patients souffrant de BPCO. Ce point est critique car nous montrons par ailleurs que les patients BPCO avec MVTE présentent une moins bonne évolution que les patients sans BPCO, avec une augmentation du nombre de décès et de complication hémorragique pendant les 3 mois de suivi. En se concentrant sur les patients avec BPCO, il apparait que ceux se présentant initialement avec une EP sont plus à risque de mourir et de saigner dans les 3 mois de suivi par rapport aux patients BPCO avec TVP. Il est donc indispensable de trouver un traitement protégeant efficacement les patients BPCO avec EP d'une récidive embolique, mais sans augmenter le risque hémorragique

L'implantation valvulaire (mise en place d'une stent-valve percutanée), pulmonaire ou aortique, est une procédure récente en plein (et rapide) développement. Cette procédure prometteuse, possède plusieurs écueils parmi lesquels, l'altération du matériel implanté lors de son déploiement. L'implantation valvulaire dans les voies pulmonaires dilatées, est une autre limite de la procédure. Dans notre travail, nous avons étudié le traumatisme valvulaire lié au déploiement des prothèses. Ensuite, nous avons évalué un nouveau dispositif de réduction du calibre de la voie pulmonaire, afin d'en élargir les indications ultérieurement.Nous avons donc dans un premier temps comparé 2 types de stent-valves, l'un expansible par ballon et l'autre auto-expansible. La comparaison a porté sur l'occurrence de lésions valvulaires lors du sertissage et du déploiement de ces 2 types de prothèses. Nous avons pu montrer la présence de lésions des feuillets péricardiques de ces prothèses, induites par la compression des dispositifs. Par ailleurs, la présence de lésions histologiques plus marquées avec les valves expansibles par ballon, suggère aussi un rôle de l'expansion de ces prothèses dans la genèse des lésions valvulaires post-déploiement. Nous n'avons pas constaté d'altérations des propriétés mécaniques du tissu valvulaire induites par la compression et le déploiement des feuillets.Dans une autre partie de notre travail, nous avons mis au point un modèle d'élargissement de la voie pulmonaire, associé à la création d'une insuffisance pulmonaire sévère. Nous avons pu montrer que la réduction du calibre de la voie d'éjection pulmonaire était possible avec notre réducteur, par voie endovasculaire ou transventriculaire droite. Il n'a pas été observé de migration ou de fracture du stent de ces prothèses 2 mois après la procédure. Si le modèle d'élargissement de la voie pulmonaire est intéressant pour évaluer les réducteurs et la faisabilité de leur implantation, un suivit à plus long terme est nécessaire avant d'envisager une implantation chez l'homme. Enfin, l'altération des feuillets induite par le maniement des prothèses, est un phénomène à prendre en considération. Il nécessite, compte tenu de son impact potentiel sur la durabilité des prothèses, une investigation plus approfondie.

L'un des aspects les plus critiques dans les planifications dosimétriques des traitements par radiothérapie est la délinéation des limites de la tumeur. Cette délinéation se fait généralement sur les images anatomiques de tomodensitométrie (TDM). Mais récemment, il est recommandé de faire cette délinéation pour les cancers broncho-pulmonaires non à petites cellules (CBNPC) sur les images fonctionnelles de Tomographie par Émission de Positon (TEP) pour prendre en compte les caractéristiques biologiques de la cible. Jusqu'à ce jour, aucune technique de segmentation ne s'est révélée satisfaisante pour les images TEP en application clinique. Une solution pour ce problème est proposée dans cette étude. Méthodes : Les optimisations de notre méthode ont consisté principalement à faire l'ajustement des seuils directement à partir des corps des patients au lieu de le faire à partir du fantôme. Résultats : Pour les lésions de grands axes supérieurs à 20 mm, notre technique de segmentation a montré une bonne estimation des mesures histologiques (la moyenne de différence de diamètre entre données mesurées et déterminées avec notre technique = +1,5 ± 8,4 %) et une estimation acceptable des mesures TDM. Pour les lésions de grands axes inférieurs ou égaux à 20 mm, cette méthode a montré un écart avec les mesures dérivées des données histologiques ou bien des données TDM. Conclusion : Cette nouvelle méthode d'ajustement montre une bonne précision pour la délimitation des lésions de grands axes compris entre 2 et 4,5 cm. Néanmoins, elle n'évalue pas correctement les lésions les plus petites, cela peut être dû à l'effet du volume partiel

Thèse d'exercice : Médecine. Génétique médicale : Paris 12 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 45-51.