Les pathologies neurologiques sont souvent considérées comme les plus graves et provoquent régulièrement des perturbations cognitives jugées irréversibles. Cependant, certaines affections comme le traumatisme cranio-cérébral et l’accident vasculaire cérébral disposent d’un potentiel de récupération. Ces deux pathologies restent distinctes sur l’étiologie et la population affectée mais sont communes au niveau de la prise en charge et des séquelles existantes. Les différentes recherches effectuées sur la récupération des troubles phasiques et la mise en évidence de facteurs pronostics dans les perturbations langagières, nous ont conduits à effectuer une recherche longitudinale sur les variables de la récupération dans les traumatismes cranio-cérébraux. Compte tenu du potentiel de récupération des accidents vasculaires cérébraux, nous avons effectué une recherche comparative entre les deux pathologies. L’analyse des liens entre les états dépressifs, les états anxieux, l’estime de soi, le coping, la résilience, les performances cognitives, les soins dispensés et l’anosognosie nous a permis d’appréhender les facteurs de récupération présents dans les deux affections. Les résultats de cette étude révèlent des performances cognitives similaires entre les sujets cérébro-lésés ainsi que la possibilité d’une récupération pour chacune des pathologiques. Nos résultats ont également montré une récupération identique, indiquant ainsi que quelle que soit la pathologie, nos sujets récupèrent de la même manière. / Neurological pathologies are frequently considered as serious and generate cognitive disabilities irreversible. However some diseases as traumatic brain injury and stroke have a recovery potential. These pathologies are different concerning etiology and people who are suffer but similar about medical care and sequelae. The different researches related to the recovery of language disorders and prognostic variables exposure, led us to realize a longitudinal study on recovery variables on traumatic brain injury. Considering the potential recovery of stroke, we have effected a comparative research between both pathologies. Correlational analyses between depression, anxiety, self-esteem, resilience, coping, abilities cognitive, medical care and anosognosia have exposed the determinants of recovery in traumatic brain injury and stroke. The results of this study show identical cognitive performances between patients and also a recovery for both disease. Recovery was similar for patients, which means regardless pathologies, patients recover in same way.

Le temps et la mémoire chez la personne « cérébro-lésée » Le temps et la mémoire participent au fondement de notre humanité. Les personnes atteintes de pathologies neurologiques interrogent de façon particulière les liens que les hommes tissent avec leur temporalité et leur mémoire. Au cours de ce travail, nous avons tenté de dégager ce qui était spécifique du temps vécu et de l’atteinte mémorielle dans la clinique neurologique. Temps disloqué des patients « déments », temps déchiré des patients atteints d’un accident vasculaire, ces deux modalités temporelles seront étudiées sous l’angle de l’éprouvé temporel. Nous avons également tenté de réfléchir autour des questions de la durée et du changement. Que devient l’identité de ces personnes touchées au coeur de leur être ? En précisant ce qui anime le rapport dialectique qui s’articule entre le temps et la mémoire, et qui est l’oeuvre de l’esprit, nous évoquons ce qui atteste de la continuité de la vie psychique, au-delà de l’apparaître et des potentialités « rationnelles ». L’accompagnement de ces patients requiert une présence, un don du temps / Time and memory are at the root for our humanity. People suffering from neurological illnesses greatly question the links men have with their temporality and their memory. In this essay, I have tried to bring out what is specific to time that has been experienced and to the effects of memory illnesses in the neurological clinic. I have studied two temporal modalities, the ‘demented” patient ‘s dislocated time, the patient who has suffered a stroke’s ripped time, as the time-proven person. I have also tried to consider questions of time, duration and change. What becomes the identity of those people who have suffered in their being? I have mentioned what testifies the continuity of the psychic life, beyond seemingness and “rational” potentialities by clarifying what prompts the dialectic relationship between time and memory. Being with those patients requires a presence, a gift of time

La formation de podosomes dans les cellules endothéliales (Ces) aortiques en réponse au TGFβ est bien décrite in vitro (dans des boîtes de culture) et ex vivo (dans des segments de vaisseaux aortiques vivants). Le projet de cette thèse était de franchir l’étape suivante en démontrant la présence de podosomes in vivo en réponse à du TGFβ d’origine endogène. Pour ce faire, nous avons choisi d’utiliser un modèle de souris génétiquement modifiées présentant spontanément des niveaux de TGFβ élevés dans la paroi aortique, raisonnant que cet environnement devrait être propice à l’apparition des structures. La souris Marfan (FbnC1039G/+) constitue le modèle murin de la maladie humaine appelée « syndrome de Marfan ». Chez la souris comme chez l’homme, une mutation dans le gène codant pour la fibrilline-1 conduit à une augmentation des niveaux de TGFβ dans la paroi aortique et dans le sang circulant. Nous avons utilisé ce modèle pour rechercher la présence de podosomes dans l'endothélium aortique. La visualisation « en face » de l'endothélium marqué pour l’actine fibrillaire, la cortactine, la protéine adaptatrice Tks5 et la metalloprotéase MT1-MMP, a révélé des rosettes de podosomes semblables à celles détectées ex vivo en réponse à du TGFβ d’origine exogène. Ces rosettes peuvent être trouvées dans l'endothélium de l'aorte ascendante ou descendante. L’analyse du tissu sous-jacent révèle une détérioration de la lame basale qui apparait parsemée de zones dépourvues d’un de ses constituants majeurs, le collagène IV. Nous émettons l'hypothèse que les rosettes de podosomes sont impliquées dans la formation de ces zones de dégradation du collagène IV. Pour examiner les conséquences du déficit en fibrilline-1 pour les CEs et confirmer les données in vivo concernant la souris Marfan, nous avons utilisé deux approches in vitro. D’abord, nous avons mis au point un protocole pour isoler les CEs aortiques à partir des souris Marfan. Ensuite, nous avons, par la stratégie des siRNA, procédé à la déplétion en fibrilline-1 de CEs aortiques d’origine bovine (BAEc). Les cellules endothéliales aortiques isolées des souris Marfan conservent in vitro le phénotype « TGFβ » et forment podosomes capables de dégrader la matrice extracellulaire sans aucune stimulation exogène. Dans le modèle des cellules BAE, le dosage du TGFβ indique que, in vitro, la déplétion de ces cellules en fibrilline-1 provoque une augmentation de TGFβ biologiquement actif associé à la fraction cellulaire. Ce TGFβ conduit alors à la formation de podosomes dans les CEs. Nous avons observé d’autres conséquences du déficit en fibriline-1 dans l’endothélium in situ. L’analyse topologique de la surface de l’endothélium aortique de la souris Marfan révèle des phénomènes de « blebbing », des filopodes, des anomalies des jonctions cellules-cellules. L’analyse ultrastructurale en microscopie électronique à transmission révèle que l’endothélium de la souris Marfan a une apparence radicalement distincte de celui observé chez les témoins sauvages. La lame élastique, fragilisée par le déficit en fibrilline-1, disparaît comme digérée, par endroits. On observe une sécrétion anormale de matrice extracellulaire. Les cellules présentent un phénotype activé ou des signes d’apoptose. Ces études fournissent la première démonstration de l'apparition de podosomes endothéliaux in vivo et suggèrent leur implication en physiopathologie vasculaire. Elles fournissent également la première démonstration que l’endothelium aortique est profondément modifié dans le modèle murin de la maladie de Marfan. / Podosome formation in aortic endothelial cells exposed to TGFβ has been well described in vitro (in tissue culture dishes) and ex vivo (in living aortic vessel segments). The aim of the project was to go to the next step and demonstrate the occurrence of podosomes in vivo in response to endogenous TGFβ. For this purpose, we chose to use a genetically engineered mouse model, which spontaneously presents high TGFβ levels in the aorta, reasoning that this would be a favorable environment for these structures to appear. Marfan mice represent the murine model of the human disease Marfan syndrome. Similar to the human disease, a mutation in the fibrillin-1 gene (C1039G/+) leads to enhanced TGFβ levels in the aortic wall as well as in circulating blood. We therefore used the Marfan mouse model in search of podosomes in the aortic endothelium. “En face” viewing of the endothelium stained for filamentous actin, cortactin, Tks5 adaptator protein and MT1-MMP metalloprotease detected podosome rosettes with features similar to those detected in the ex vivo situation. Podosome rosettes were found in both descending and ascending aorta. Analysis of the underlying tissue with collagen IV staining revealed a basement membrane scattered with staining-free patches, most likely corresponding to collagen IV degradation. We propose that podosome rosettes are involved in basement membrane degradation in this mouse. To examine the consequences of fibrillin-1 deficiency in endothelial cells and confirm the data obtained in vivo in Marfan mouse aorta, we used two in vitro approaches. First, we set up a protocol to isolate aortic endothelial cells from Marfan aortas, second, we depleted fibrillin-1 from BAE cells by siRNA silencing. Isolated Marfan aortic endothelial cells retained in vitro the TGFβ activated phenotype and formed functional podosomes without any exogenous stimulation. TGFβ levels measurements in fibrillin-1 depleted aortic endothelial cells confirmed that fibrillin-1 deficiency triggers an increase in active, cell associated TGFβ, which in turns, leads to podosome formation in endothelial cells. Finally we studied other alterations caused by the fibrillin-1 defect at the endothelial cell level in situ. Topological analysis of the Marfan mouse aortic endothelium monolayer revealed cell blebbing, numerous filopodia and showed altered cell-cell junctions. At the ultrastructural level, transmission electronic microscopy revealed that the Marfan mouse endothelium had an appearance dramatically distinct from that observed in control littermates. The elastic lamina, weakened by fibrillin-1 deficit, disappeared in some places. The vessel wall also showed abundant extracellular matrix proteins. Endothelial cells presented an activated or apoptotic phenotype. These studies provide the first demonstration for the occurrence of endothelial podosomes in vivo and suggest their involvement in vascular physiopathology. In addition, they provide evidence that the aortic endothelium is profoundly altered in the murine model of Marfan syndrome.

La trans-différenciation des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) vers un phénotype migratoire, prolifératif et sécrétoire joue un rôle clé dans la progression des lésions athéromateuses et l’hyperplasie intimale qui sous-tend la resténose post-angioplastie. Nos travaux suggèrent que la transition phénotypique des CMLV implique, chez le rat, la souris et l’Homme, l’expression de novo de l’Adénylyl Cyclase 8 (AC8), une enzyme catalysant la synthèse de l’AMP cyclique (AMPc) (Clément et al., 2006; Gueguen et al., 2010; Keuylian et al., 2012; résultats non publiés). Ce travail de thèse avait pour objectif d’appréhender le rôle de l’AC8 dans la trans-différenciation des CMLV en évaluant son impact sur la signalisation AMPc. L’étude des dynamiques de production du second messager avec le biosenseur T-Epac-VV montre que l’AC8 inhibe les hausses d’AMPc dans les CMLV trans-différenciées à l’Interleukine-1β. Cette fonction non canonique est assurée par de nouvelles isoformes d’AC8 que nous avons identifiées et clonées, les AC8E1 à 4, qui partagent une délétion des cinq premiers domaines transmembranaires. Des dosages de l’accumulation d’AMPc couplés à des expériences de co-immunoprécipitation et d’immunocytochimie révèlent que les AC8E exprimées de façon hétérologue dans des cellules HEK s’hétéro-dimérisent avec les AC en transit dans le réticulum, suppriment leur activité enzymatique et préviennent leur adressage à la membrane plasmique. L’induction des AC8E dans les CMLV trans-différenciées pourrait prévenir les effets vasculoprotecteurs de l’AMPc (Douglas et al., 2005; Katakami et al., 2010), favorisant ainsi l’acquisition et/ou le maintien du phénotype synthétique. / The phenotypic switch of vascular smooth muscle cells (VSMC) towards a migratory, proliferative and secretory state plays a key role in atherosclerotic plaque expansion and intimal hyperplasia leading to post-angioplasty restenosis. Our previous results suggest that the trans-differentiation of rat, mouse and human VSMC involves the de novo expression of the Adenylyl Cyclase 8 (AC8), an enzyme that catalyzes the synthesis of cyclic AMP (cAMP) (Clement et al., 2006; Gueguen et al., 2010; Keuylian et al., 2012; unpublished results). The main goal of my PhD was to decipher the impact of AC8 expression on cAMP signaling in trans-differentiated VSMC. Using the FRET-based biosensor T-Epac-VV, we showed that the de novo expression of AC8 limits increases in cellular cAMP. This non-canonical function relies on a new family of AC8 isoforms that we have identified and cloned: the AC8E1 to 4. They share a common deletion of the first five transmembrane domains. The biochemical characterization of AC8E over-expressed in HEK cells allowed us to elucidate their functioning. cAMP accumulation assays, co-immunoprecipitation experiments and immunocytochemistry revealed that AC8E hetero-dimerize with functional AC during their maturation in the reticulum, suppress their enzymatic activity and prevent their traffic to the plasma membrane. Numerous studies have shown that increases in cAMP concentration within trans-differentiated VSMC antagonize pathological vascular remodeling (Douglas et al., 2005; Katakami et al., 2010). Thus, the induction of AC8E in trans-differentiated VSMC could prevent the vasculoprotective effects of cAMP and promote the acquisition of a synthetic phenotype.

L’exercice fractionné de haute intensité (HIIT) et continu d’intensité modéré (MOD) représentent les 2 grandes modalités d'endurance. Cependant, leur impact spécifique sur la performance physique et la plasticité cérébrale et musculaire reste controversé du fait de la diversité des protocoles d’exercice proposés chez les sédentaires. Notre 1er axe dégage chez des rats sains l’effet de ces 2 modalités sur la performance physique, la plasticité musculaire et cérébrale sur 8 semaines d’entrainement standardisée dont l'intensité est basées sur le seuil lactique. Nos résultats montrent des gains de performance d’endurance plus rapides et importants suite aux HIIT. La neuroplasticité serait stimulée par les HIIT uniquement et la plasticité musculaire semble spécifique à chacune. L’engouement pour les HIIT se répercute chez les patients subissant un accident vasculaire cérébral où l’efficacité des méthodes d’endurance n’est pas clairement justifiées. Une étude antérieure a montré l’intérêt majeur des HIIT dans la phase aiguë de la pathologie malgré une récupération sensorimotrice incomplète. D’où l’intérêt d’approfondir dans notre second axe l’effet des différentes formes de HIIT (longs et courts) dans la récupération. Nos résultats montrent principalement que ces deux formes de HIIT améliorent la capacité d’endurance et la force de la patte antérieure lésée avec une précocité pour les HIIT longs. Les deux formes de HIIT semblent induire une angiogenèse cérébrale. Néanmoins, ils n’améliorent pas les fonctions sensorimotrices et cognitives. Ainsi, il est nécessaire d’approfondir les répercussions de ces deux entrainements HIIT dans la plasticité musculaire et cérébrale. / Endurance exercise is essential for different reasons in athlete and also in aging and pathological people. Two training modalities were found: high intensity interval training (HIIT) and moderate intensity aerobic training (MOD). However, the specific outcomes of these modalities on physical performance and cerebral and muscular plasticity are controversial because many exercise protocols exist. The 1st study explore the impact of these 2 training on endurance and functional capacity and also on muscular and cerebral molecular modifications throughout 8 weeks in healthy rats. HIIT and MOD programs are work-matched and training intensity are determined thanks to the lactate threshold. Our results show a superior and fast effect on endurance capacity after HIIT compared to MOD. Hippocampal plasticity is stimulated only after HIIT and muscular modifications appear to be specific to each modality. A great interest of HIIT is found in stroke patients for whom evidence of endurance modalities efficiency is still missing. A previous study has shown a beneficial effect of HIIT in the acute phase of stroke despite incomplete sensorimotor recuperation. Hence, the interest to deepen in second part of this manuscript the impact of two HIIT modalities (short and long) in recovery optimisation. Our results show that 2 HIIT strongly improve endurance performance and strength of injured paw with a fast effect for long HIIT. The 2 modalities seem to induce cerebral angiogenesis. However, these 2 training do not increase sensorimotor and cognitive functions. In perspective, it appears necessary to develop muscular and cerebral outcomes induced by these 2 HIIT modalities.

Les prothèses vasculaires textiles en polyéthylène téréphtalate (PET) présentent souvent des occlusions après implantation pour les petits diamètres (6-8mm) car la surface des prothèses est peu hémocompatible. Or, l'hémocompatibilité des prothèses serait largement améliorée si ces dernières se recouvraient d'une couche de cellules endothéliales qui tapissent naturellement les vaisseaux sanguins. Ce projet vise à mettre en évidence que les textiles bruts ne sont pas un support viable pour le développement de ces cellules endothéliales, puis propose de remplacer les matrices protéiniques par un recouvrement synthétique. Pour ce faire, de l'acide poly-L-lactique (PLA) solubilisé a été filé sous forme de nanofibres déposées sur la surface luminale de la prothèse. L'étirage par jet d'air a été caractérisé selon un modèle plan, puis adapté à la fon11e tubulaire des prothèses. Les nanofibres ont été évaluées sur le plan de la cytocompatibilité, de l'adhérence et de la prolifération avec un modèle de cellules endothéliales animales. Ce travail vise aussi à optimiser l'adhérence de ces fibres sur le PET par l'emploi d'une technique de modification de surface par plasma. Les résultats montrent qu'il est possible de produire des nanofibres de PLA et de contrôler leur diamètre, et de sceller la paroi de la prothèse textile. Enfin, les cellules endothéliales prolifèrent en monocouche sur des prothèses recouve1tes de nanofibres. Il est possible d'optimiser l'adhérence des nanofibres sur le PET avec un traitement par plasma. En conclusion nous avons proposé une alternative à l'enduction traditionnelle des prothèses permettant la prolifération en monocouche des cellules endothéliales. / Textile vascular prostheses show poor patency rate for smaller diameter grafts (6-8mm). Mainly due to thrombosis or hyperplasia, graft failures can be explained by meagre hemocompatibility. Lack of neoendothelialization of the inner wall of the graft can be one reason explaining this poor hemocompatibility, This project aimed to prove that bare textiles are not a good support to stand endothelial cells' proliferation. Poly(L-latic) acid was therefore chosen to replace protein coating by being formed as a nanofibres mesh on the PET textile prostheses luminal surface. Air jet spinning process was first evaluated in a basic planar model to determined optimal parameters for nanofibres production. Endothelial cells compatibility, adhesion and proliferation were tested. Then air jet spinning was dedicated to tubular shape of textile vascular prostheses. Nanofibres mesh were analysed for chemical and physical properties, and covered graft were tested for water permeability. Lastly, atmospheric pressure plasma treatment was performed to optimize PLLA nanofibres adhesion on PET. Results showed that nanofibre diameters were controlled by polymer concentration. Nanofibre cristallinities depend of spinning parameters. Air jet spinning allows quick covering of textile surfaces with a dense net of nanofibre scelling the inner wall of the prosthesis, even in tubular samples. Moreover, endothelial ceIls show monolayer proliferation on these nanofibres. Finally, Polylactic acid adhesion on PET was optimized with atmospheric pressure plasma. In conclusion, we bring a new solution to cover inner wall of prostheses, allowing a monolayer proliferation of endothelial cells.

La gravité est un facteur environnemental majeur. C’est cette force qui a façonné la vie et le fonctionnement de notre organisme est intimement lié à la gravité. Pour rester en bonne santé, nous devons bénéficier de l’influence quotidienne de la gravité et d’un apport alimentaire adapté à notre activité physique. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier le remodelage vasculaire et la dysfonction endothéliale dans des modèles de sédentarité et de troubles métaboliques ainsi que d’explorer des moyens de contre mesures. Un alitement de 60 jours chez des sujets sains masculins induit un remodelage de la macrocirculation au niveau de l’artère fémorale ainsi qu’une dysfonction endothéliale au niveau de la microcirculation. La prise quotidienne d’extraits végétaux complexes issus de la médecine traditionnelle chinoise (Taikong Yangxin) a permis de prévenir l’atteinte endothéliale.Dans un modèle de rat diabétique avec atteinte vasculaire (rats GK),nous avons testé le salidroside, important composé issus du Taikong Yangxin. Bien qu’il n’ait pas d’effets sur le diabète, cecomposé a montré un effet bénéfique sur la vasodilatation endothéliale -dépendante et -indépendante. Dans une dernière partie nous avons étudié chez la souris l’implication du récepteur de type 2 à l’angiotensine et des récepteurs aux estrogènes dans les dysfonctions cardiovasculaires induite par une alimentation hypercalorique. L’inactivité physique induit un remodelage morphologique et fonctionnel au niveau de l’arbre vasculaire ce qui en fait un facteur de risque majeur et indépendant des maladies cardio-vasculaires. Des extraits végétaux simples ou complexes ont des effets bénéfiques sur les fonctions endothéliales. Le récepteur de type 2 à l’angiotensine et ses interactions possibles avec le récepteur aux oestrogènes pourrait être une cible pharmacologique comme contre mesure des atteintes vasculaires liées à l’environnement. / Gravity is a major environmental factor. This force that shaped the life and the functioning of our body is closely related to gravity. To remain healthy, we should benefit from the daily influence of gravity and a food intake adapted to our physical activity. The objective of this thesis is to study vascular remodeling and endothelial dysfunction in sedentary models and metabolic disorders and to explore ways of countermeasures. 60 days of head down bed rest in healthy male induce a macrocirculation remodeling at the femoral artery and an endothelial dysfunction at the microcirculation level. Daily intake of complex plant extracts from traditional Chinese medicine (Taikong Yangxin) helped to prevent endothelial dysfunction. In a diabetic rat model with vascular dysfunction (GK rats), we tested the salidroside, an important compound from the Taikong Yangxin. Although it has no effect on diabetes, this compound showed a beneficial effect on endothelial -dependent and -independent vasodilation. In the last part of our work, we studied the involvement of type 2 angiotensin receptor and estrogen receptor in cardiovascular dysfunction induced by a high calorie diet in mice. Physical inactivity induces morphological and functional remodeling in the vascular tree, making it a major risk factor independent of cardiovascular diseases. Simple or complex plant extracts have beneficial effects on endothelial function. Angiotensin type 2 receptor and its interaction with the estrogen receptor could be a pharmacological target as a countermeasure against vascular damage related to the environment.

Chez les patients souffrant d'insuffisance rénale chronique, les calcifications vasculaires représentent la première cause de mortalité. Elles résultent de la trans-différenciation des cellules musculaires lisses (CMLs) en cellules de type ostéoblastique et/ou chondrocytaire, en réponse à des cytokines inflammatoires ou à une hyperphosphatémie. Les CMLs forment alors des cristaux par l'activité de la phosphatase alcaline non-spécifique du tissu (TNAP). A la lumière de résultats récents, nous avons émis l'hypothèse que la TNAP module la trans différenciation des CMLs. Nos objectifs étaient donc de déterminer l'effet de la TNAP dans la trans-différenciation des CMLs, et d'étudier les mécanismes impliqués dans son induction, avec un intérêt particulier pour les microRNAs. Nous avons observé que l'ajout de phosphatase alcaline purifiée ou la surexpression de TNAP stimule l'expression de marqueurs chondrocytaires en culture de CMLs et de cellules souches mésenchymateuses. De plus, l'inhibition de la TNAP bloque la maturation de chondrocytes primaires. Nous excluons un rôle des cristaux formés par la TNAP, puisque l'ajout de cristaux seuls ou associés à une matrice collagénique n'a pas reproduit les effets de la TNAP. Nous suspectons que la TNAP agit en hydrolysant le pyrophosphate inorganique (PPi). En effet, c'est la TNAP qui hydrolyse le PPi en culture de CMLs et de chondrocytes, et le PPi mime les effets de l'inhibition de TNAP en culture de chondrocytes. Enfin, nous rapportons le profil de microRNA des artères cultivées en conditions hyperphosphatémiques. Ces résultats pourraient être particulièrement importants dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques / In patients with chronic kidney disease (CKD), vascular calcification represents the main cause of mortality. Vascular calcification results from the trans-differentiation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) into cells similar to osteoblasts and/or chondrocytes, in response to inflammatory cytokines or hyperphosphatemia. Calcifying VSMCs form calcium phosphate crystals through the activity of tissue nonspecific alkaline phosphatase (TNAP). In light of recent findings, we hypothesized that TNAP also modulates VSMC trans-differentiation. Our objectives were therefore to determine the effect of TNAP activity on VSMC trans-differentiation, and secondly to investigate the molecular mechanisms involved in TNAP expression in aortas, with a particular interest in microRNAs. We first observed that addition of purified alkaline phosphatase or TNAP over-expression stimulates the expression of chondrocyte markers in culture of the mouse and rat VSMC lines, and of mesenchymal stem cells. Moreover, TNAP inhibition blocks the maturation of mouse primary chondrocytes and reduces mineralization. We exclude a role for crystals in TNAP effects, since addition of crystals alone or associated to a collagenous matrix fails to mimic TNAP effects. We rather suspect that TNAP acts through the hydrolysis of inorganic pyrophosphate (PPi). Indeed, PPi is hydrolyzed by TNAP in VSMCs and chondrocytes and addition of PPi mimics the effects of TNAP inhibition on chondrocyte maturation. Finally, we report microRNA signature of aortic explants treated under hyperphosphatemic conditions that induce vascular calcification. These results could be of particular importance in patients with CKD

La calcification vasculaire est l’accumulation de cristaux de calcium dans les vaisseaux sanguins à travers un processus pathologique qui ressemble à la formation de l’os ou du cartilage. Elle apparaît notamment chez les patients diabétiques ou atteints d’une insuffisance rénale chronique. La conséquence principale de la calcification vasculaire est la perte de l’élasticité qui est indispensable pour la fonction des larges artères, elle est de plus associée à la mortalité des patients hémodialysés. Les traitements contre la calcification vasculaire sont généralement limités à ceux qui corrigent les facteurs causatifs des problèmes de santé mais aucune intervention efficace, spécifique et ciblée n’est disponible. Par conséquence, une compréhension profonde des mécanismes moléculaires impliqués dans la calcification vasculaire est nécessaire dans le but de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques. La phospholipase D catalyse l’hydrolyse des phospholipides en acide phosphatidique et une tête polaire, elle est aussi impliquée dans différentes fonctions cellulaires et maladies. Il a été démontré qu’elle peut être activée par des facteurs impliqués dans l’ostéogenèse et par d’autres impliqués dans la calcification vasculaire. Ainsi, nous avons étudié le rôle de la phospholipase D dans la calcification vasculaire dans 3 modèles différents. Le premier est un modèle in-vitro de cellules musculaires lisses murines (lignée cellulaire MOVAS), elles sont cultivées en présence d’acide ascorbique et de β-glycérophosphate. Le deuxième est un modèle ex-vivo d’explants d’aortes cultivés en présence de fortes concentrations de phosphate et le troisième est un modèle in-vivo d’insuffisance rénale chronique produite chez des rats. Dans ce dernier modèle, la calcification vasculaire est induite par un régime riche en phosphore et en calcium et par des injections de vitamine D active. La calcification dans ces trois modèles a été suivie par l’analyse de la minéralisation en dosant les dépôts de calcium, de l’activité phosphatase alcaline, et de l’expression de différents marqueurs ostéo-chondrocytaires. Une augmentation de l’expression génique de Pld1 a été observée dans les trois modèles, en particulier au cours des premières étapes de la calcification, et a été accompagnée d'une activité accrue de la phospholipase D dans les modèles in vitro et ex-vivo. L’inhibition de l’activité phospholipase D dans ces deux modèles ou de la phospholipase D1 dans le modèle MOVAS a bloqué complètement la calcification. Par contre, l’inhibition spécifique de la phospholipase D2 n’a pas montré des effets significatifs. Deux voies par lesquelles la phospholipase D peut être activée ont été testées, la voie de la protéine kinase C et la voie de la sphingosine-1-phosphate. Ces deux voies métaboliques se sont révélées être impliquées dans le processus de calcification mais pas forcément dans l’activation de la phospholipase D au cours de ce processus. Des résultats préliminaires ont montré que la phospholipase D pourrait agir après activation de la sphingosine kinase 2 dont l’activité s’est avérée nécessaire pour la calcification dans le modèle MOVAS. Des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre par quels mécanismes la phospholipase D est activée et comment elle agit. La phospholipase D pourrait être une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de la calcification vasculaire vu que son inhibition ne semble pas avoir des effets secondaires chez les patients / Vascular calcification is the accumulation of calcium phosphate crystals in blood vessels via a pathological process that resembles physiological bone or cartilage formation. Calcification in the medial layer is mainly seen in diabetic and chronic kidney disease patients. Its main consequence is the loss of elasticity which is indispensable for the function of large arteries. Accordingly, vascular medial calcification was significantly associated with mortality in hemodialysis patients. Vascular calcification treatments are limited to those that correct its causative health problems, but no efficient, specific and targeted interventions are available. Therefore, a deep understanding of its molecular mechanisms is needed to find novel therapeutic targets. Phospholipase D catalyses the hydrolysis of phospholipids into phosphatidic acid and a head group. It is implicated in different cellular functions and diseases. It was found to be activated by factors involved in osteogenesis and others involved in vascular calcification. Thus, we investigated its role in vascular calcification in 3 models: an in-vitro model of murine smooth muscle cell line MOVAS cultured with ascorbic acid and β-glycerophosphate, an ex-vivo model of rat aortas cultured in high phosphate medium, and an in-vivo model of adenine-induced kidney disease in rats in which vascular calcification is induced by further administration of high phosphorus/calcium diet and active vitamin D injections. Calcification was detected in these models using different approaches including alkaline phosphatase activity, calcium dosage, and/or evaluation of osteo-chondrocytic markers expression. Pld1 expression was seen upregulated in all the three models, especially during early stages of calcification, and was accompanied with increased phospholipase D activity in the in-vitro and ex-vivo model. The inhibition of total phospholipase D activity in these two models, or that of phospholipase D1 in case of MOVAS model, abolished calcification. Phospholipase D2-specific inhibition did not induce significant effects. Two pathways by which phospholipase D can be activated were tested, protein kinase C and sphingosine 1-phosphate pathways, but they were found to be involved in calcification but not necessary for phospholipase D activation during this process. Alternatively, the preliminary results showed that PLD may be acting by activation of sphingosine kinase 2 whose activity was found necessary for calcification in the MOVAS model. Further investigations are needed to understand the mechanisms by which phospholipase D is activated and by which it is acting. Phospholipase D could be a novel target for vascular calcification especially that its inhibition in patients did not induce adverse health effects

L'irritation mécanique de la peau entraîne une vasodilatation sur la ligne de la griffure suite à la libération de l'histamine des mastocytes et une vasodilatation dans les alentours liée à la stimulation des récepteurs de douleurs. Le réseau vasculaire est décrit par un modèle continu et un modèle discret. Les modèles consistent en trois couches. Le modèle continu décrit la première et la troisième couche (irrigation et drainage) comme milieux poreux bidimensionnels horizontaux. Le modèle discret tient compte de la structure de l'arbre vasculaire. La couche intermédiaire est décrite comme modèle de compartimentation. La vasodilatation a été mesurée en utilisant la Vélocimétrie Laser Doppler. Les résultats expérimentaux et numériques ont été comparés à l'aide du modèle de Bonner et al., qui est basé sur le spectre de fréquence du signal Doppler.