A la suite d'une lésion nerveuse périphérique, de multiples altérations cellulaires et moléculaires participent à la régénération physiologique du nerf, mais induisent dans certains cas le développement d'une cicatrisation dysfonctionnelle et l'apparition d'une douleur neuropathique chronique. La régulation de la perméabilité vasculaire endoneurale du nerf lésé joue un rôle essentiel dans ces phénomènes de cicatrisation nerveuse, via notamment l'infiltration locale d'immunocytes. L'objectif de ce travail était d'étudier le rôle spécifique de l'altération de la barrière hémato-nerveuse (BHN) au niveau du site lésé dans le développement des douleurs neuropathiques périphériques post-traumatiques. Nous avons montré à l'aide de modèles de constriction chronique du nerf sciatique et/ou infra-orbitaire que la disruption précoce de la BHN est un évènement clé de la neuropathie, favorisant l'infiltration locale de substances algogènes et d'immunocytes induisant une neuroinflammation, une sensibilisation périphérique et la neuropathie. L'altération des voies de signalisation Sonic Hedgehog, Wnt/?-caténine et TLR4 au niveau des cellules endothéliales endoneurales, favorise cette disruption en diminuant la synthèse des protéines de jonctions serrées, molécules clés de l'intégrité de la BHN. De plus, l'implication différentielle de ces voies dans des modèles de neurite et de neuropathie apporte un éclairage nouveau à la transition phénotypique entre neurite et neuropathie : alors que la neurite s'accompagne d'une perméabilité vasculaire endoneurale réversible, la neuropathie pourrait être considérée comme une pathologie de la perméabilité vasculaire chronique irréversible. / Following peripheral nerve injury, multiple cellular and molecular alterations occur within the nerve’s parenchyma, participating in physiological healing of the nerve, but can also lead to the development of dysfunctional nerve healing, translating as chronic neuropathic pain. The regulation of endoneurial microvascular permeability within the injured nerve plays a pivotal rôle in physiological and pathological nerve healing, notably via the local infiltration of pro-regenerative immunocytes. The main goal of this work was to study the specific role of local blood-nerve barrier disruption in the development of painful post-traumatic peripheral neuropathy. In sciatic nerve and/or infra-orbital nerve chronic constriction injury models, we showed that early disruption of the blood-nerve barrier is a key event in the development of neuropathy, allowing local infiltration of algogenic substances and immunocytes within the nerve’s parenchyma, responsible for local neuroinflammation, peripheral sensitization and peripheral neuropathic pain development. Among the homeostatic regulatory mecanisms of this barrier, the alteration of Sonic Hedgehog, Wnt/β-catenin and TLR4 signaling pathways in endoneurial endothelial cells, mediates the disruption of the blood-nerve barrier by downregulating key tight-junction proteins. Furthermore, the differential implication of these signaling pathways in models of neuritis and neuropathy shed light on the phenotypical transition between neuritis and neuropathy : As neuritis is associated with reversible endoneurial vascular permeability, neuropathy could be considered a disease of irreversible chronic vascular permeability.

Le Liban connaît une transition épidémiologique. De ce fait, les cardiopathies ischémiques et les accidents vasculaires cérébraux (AVC) constituent respectivement la première et deuxième cause de mortalité. Les études épidémiologiques sur les AVC au Liban sont presque inexistantes. Néanmoins, la prévention primaire est d'une importance primordiale dans la diminution de la charge de l'AVC. Dans ce contexte, notre travail avait 3 objectifs. Tout d'abord, déterminer la prévalence des facteurs de risque majeurs de l'AVC dans la population libanaise et décrire le profil des personnes à risque. Ensuite, évaluer le contrôle de l'hypertension artérielle (HTA), le facteur de risque le plus puissant de l'AVC, parmi les personnes hypertendues et sous traitement. Enfin, évaluer la prévalence des symptômes d'AVC dans une population sans antécédents d'AVC ou d'accident ischémique transitoire (AIT) et l'association de ces symptômes avec les facteurs de risque majeurs de l'AVC.Nous avons mené une étude transversale descriptive au niveau national, en choisissant un échantillon de 1515 individus âgés de 40 ans et plus. Nous avons collecté des données sur les caractéristiques sociodémographiques des participants ainsi que sur les facteurs de risque majeurs de l'AVC: l'HTA, le diabète, l'obésité, l'inactivité physique, le régime alimentaire et le tabagisme.Notre étude a montré qu'à partir de 40 ans, un libanais sur deux était hypertendu et un sur cinq était diabétique. En outre, les libanais mènent un mode vie loin d'être sain. En effet, une personne sur deux était tabagique et souffrait d'obésité abdominale, 29% étaient obèses et les trois quarts des personnes âgées de 40 ans et plus ne pratiquaient pas une activité physique suffisante. Notre étude a révélé de même que 22% des personnes hypertendues et 16% des personnes diabétiques n'étaient pas diagnostiquées. L'évaluation du contrôle de l'HTA, parmi 562 individus hypertendus et sous traitement, a montré qu'une personne sur deux ne parvenait pas à atteindre le niveau optimal recommandé de 140/90 mmHg. L'obésité et la non- adhésion au traitement étaient les prédicteurs majeurs du non contrôle de la pression artérielle dans la population libanaise. Parmi les participants sans antécédents d'AVC ou d'AIT, 12% avaient connu au moins un symptôme d'AVC. Parmi les facteurs de risque majeurs de l'AVC, nous avons démontré que l'HTA, les antécédents de cardiopathie ischémique, le tabagisme (actuel et ancien), la détresse psychologique et l'activité physique insuffisante étaient indépendamment et positivement associés aux symptômes d'AVC alors que l'adoption d'une diète méditerranéenne avait un effet protecteur.En conclusion, notre travail a révélé une prévalence alarmante des facteurs de risque majeurs de l'AVC et un contrôle insuffisant de l'HTA. Toutes ces données suggèrent que la charge de l'AVC est considérable. Des interventions à l'échelle de la population par de stratégies intégrées de lutte contre l'HTA, le tabagisme, l'obésité et la promotion des bienfaits de l'activité physique et de l'alimentation saine sont justifiées. / Lebanon is currently experiencing an epidemiological transition, with ischemic heart disease and stroke as the leading causes of mortality. Lebanon is lacking data on the epidemiology of stroke. However, primary prevention is of paramount importance in reducing the burden of stroke.In this context, our dissertation had 3 objectives. First, we aimed to assess the prevalence of major modifiable risk factors for stroke in the Lebanese population and to construct the profile of individuals at risk. Arterial hypertension (AH) being the most powerful risk factor for stroke, our second aim was to assess socio demographic, self-reported and clinical predictors of uncontrolled blood pressure among treated hypertensive individuals. Our third aim was to evaluate self-reported stroke symptoms among individuals without a previous diagnosis of stroke or transient ischemic attack and the association of these symptoms with major stroke risk factors.We carried out a cross-sectional study using a multistage cluster sample across Lebanon. We included 1515 participants aged 40 years and more. We collected socio-demographic characteristics as well as data on major stroke risk factors: AH, diabetes, obesity, physical inactivity, diet and smoking.Our research showed that almost half of the Lebanese population aged 40 years and more had AH and one fifth had diabetes. Furthermore, our research showed that the Lebanese population had unhealthy lifestyle behaviors: 47% were smokers, 56% had abdominal obesity, 29% were obese and 76% had insufficient physical activity. 22% of hypertensive individuals and 16% of diabetic individuals were not diagnosed as such. Assessment of blood pressure control showed that half of treated hypertensive individuals did not reach the recommended level of 140/90 mmHg, with obesity and poor medical adherence being the major predictors of uncontrolled blood pressure. Among residents without a history of stroke or transient ischemic attack, 12% has had stroke symptoms. We found that AH, history of ischemic heart disease, current and former smoking, psychological distress and insufficient physical activity were positively and independently associated with stroke symptoms while Mediterranean diet was negatively associated with stroke symptoms.Our research revealed high prevalence of major stroke risk factors among individuals aged 40 years and more, as well as insufficient blood pressure control. Stroke symptoms were highly associated with major stroke risk factors. These findings confirm the high burden of stroke in Lebanon and foster evidence-based public health strategies through integrated programs to reduce HTA, diabetes, obesity and smoking and promote physical activity and healthy foods.

L’Accident Vasculaire Cérébral (AVC) est une maladie grave pour laquelle des critères très stricts encadrent l’administration du traitement curatif en phase aigüe. Ces critères limitent drastiquement l’accès à ce traitement : on estime que seuls 10% des patients atteints d’un AVC en bénéficient. L’objectif de ce travail est de proposer un modèle prédictif de l’évolution de l’AVC qui permette d’identifier le volume de tissu à risque de chaque patient. Ce volume, qui correspond au bénéfice potentiel du traitement, permettra de mieux orienter le médecin dans sa décision de traiter. Pour répondre à cet objectif nous nous intéressons aux problématiques d’évaluation de modèles prédictifs dans un contexte de faible prévalence, de modélisation prédictive sur données spatiales, de prédiction volumique en fonction de l’option de traitement et de segmentation d’images en présence d’artefacts. Les outils développés ont été rassemblés au sein d’une librairie de fonctions du logiciel R nommée MRIaggr / Stroke is a serious disease that needs emergency health care. Due to potential side effects, the patients must fulfil very restrictive criteria for eligibility to the curative treatment. These criteria limit drastically the accessibility to treatment : currently, an estimated 10% of stroke patients are treated. The purpose of this work was to develop a statistical framework for stroke predictive models. We deal with assessing predictive models in a low-prevalence context, building predictive models for spatial data, making volumic predictions depending on the treatement option, and performing image segmentation in presence of image artefacts. Tools developed in this thesis have been collected in an R package named MRIaggr

Les infections de prothèses vasculaires (IPV) sont des maladies particulièrement graves. Malgré une fréquence finalement assez importante, elles demeurent mal connues. Staphylococcus aureus en est l’agent responsable principal. Les données concernant le traitement antibiotique à administrer pour ces infections sont excessivement pauvres. L’objectif de notre travail était donc de comparer l’efficacité de différents protocoles d’antibiothérapie à l’aide de divers modèles expérimentaux d’IPV. Six souches différentes de S. aureus ont été évaluées : 3 sensibles (SAMS) et 3 résistants à la méticilline (SARM). Nous avons comparé les concentrations minimales inhibitrices et éradicatrices (CMIB et CMEB) au sein du biofilm obtenues avec des techniques classiques sur polystyrène à ceux obtenus à l’aide d’un modèle original in vitro sur Dacron® (dCMIB et dCMEB) ®. Nous avons ensuite utilisé un modèle original d’infection de Dacron chez la souris pour comparer l’efficacité de différents protocoles thérapeutiques. Enfin nous avons visualisé l’effet de ces antibiotiques in vivo par microscopie confocale. Nous avons montré que les mesures classiques de CMIB et CMEB obtenues sur polystyrène pouvaient surestimer la baisse d’efficacité des antibiotiques dans le biofilm et que des mesures sur le matériel d’intérêt pouvaient être plus pertinentes. Dans notre modèle in vivo, la daptomycine pouvait être supérieure que les comparateurs pour certaines souches de SARM et de SAMS mais pas pour toutes. Par contre, si l’ajout de rifampicine était bénéfique pour la cloxacilline et la vancomycine, cela n’était pas le cas pour la daptomycine. Enfin, nous avons visualisés des effets totalement différents sur le biofilm selon les antibiotiques utilisés mais également selon les souches testées. Nos modèles ont permis d’obtenir des informations nouvelles concernant l’antibiothérapie des IPV qui, nous l’espérons, permettront d’aider à la prise en charge des patients. / Prosthetic vascular graft infection (PVGI) is an emerging disease, mostly due to staphylococci, with limited data regarding efficacy of current antistaphylococcal agents. We aimed to assess the efficacy of different antibiotic regimens. Six different strains of methicillin-susceptible (MSSA) and methicillin-resistant S. aureus (MRSA) were used. We compared results of minimal biofilm inhibitory and eradicating concentrations (MBICs and MBECs) obtained with a Calgary Biofilm Pin lid Device (CBPD) to those yielded by an original Dacron®-related minimal inhibitory and eradicating concentrations measure model. We then used an original murine model of Staphylococcus aureus vascular material infection to evaluate efficacy of different antibiotic regimens. We finally visualized the effect of antibiotics on biofilm by confocal microscopy. We demonstrated that classical measures of MBICs and MBECs with CPBD could overestimate the decrease of antibiotic susceptibility in material related infections and that the nature of the support used to measure biofilm susceptibility might be influent since results yielded by our Dacron®-related minimal eradicating assay were lower than those found on a plastic device. In our in vivo model, we shown that daptomycin was significantly more bactericidal than comparators for some strains of MRSA or MSSA but not for all. For the majority of strains, it was as efficient as comparators. The addition of rifampicin to daptomycin did not enhance daptomycin efficacy in our model. Finally, we highlighted an in vivo differential effect on biofilm depending on the antibiotic used but also on the bacterial strain evaluated. Our models represent an option to better define the best antibiotic options for PVGIs.

Étude expérimentale de l'hypothermie ultra-rapide par ventilation liquide totale au cours de situations critiques d'ischémie-reperfusionL’ischémie-reperfusion est une situation rencontrée de façon pluri-quotidienne en anesthésie-réanimation. Sa prise en charge thérapeutique est limitée au traitement de la pathologie causale et à la suppléance des organes défaillants. Dans ce contexte, l’hypothermie possède des effets cyto- et organo-protecteurs pléiotropes, dont les bénéfices pourraient être pénalisés par des délais d’application trop longs. La ventilation liquide totale (VLT) hypotherme est une approche émergente, permettant de refroidir très rapidement un organisme. Elle consiste à ventiler les poumons avec des perfluorocarbones liquides, permettant d’assurer les échanges gazeux, tout en faisant varier la température de ces perfluorocarbones, et en utilisant le poumon comme bio-échangeur thermique.L’objectif de cette thèse était d’investiguer les effets de la VLT hypotherme au cours de la défaillance multi-viscérale dans des modèles d’ischémie-reperfusion systémique chez le lapin.Dans un premier travail, nous avons étudié un modèle d’ischémie-reperfusion par clampage de 30 minutes de l’aorte abdominale supra-cœliaque, suivi par 5 heures de reperfusion. Les animaux témoins développaient une défaillance multi-viscérale d’expression clinico-biologique sévère. Dans le groupe soumis à la VLT, cette stratégie permettait d’abaisser la température à 33°C en moins de 15 minutes, cible thermique maintenue pendant 75 minutes avant réchauffement. Les défaillances cardio-circulatoires, rénales et hépato-splanchniques étaient atténuées de façon pérenne, avec une protection d’autant plus puissante que la VLT était initiée tôt par rapport au clampage.Dans un second travail, nous nous sommes appuyés sur un modèle d’arrêt cardiaque en rythme non choquable par asphyxie, à l’origine d’une mortalité majeure de cause neurologique, et d’un syndrome post-arrêt cardiaque sévère. La VLT hypotherme offrait une neuro- et cardio-protection puissante, et une réduction du syndrome inflammatoire. L’hyperhémie cérébrale, la production d’espèces réactives de l’oxygène et l’augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique étaient également significativement réduits.Ces travaux démontrent qu’une hypothermie systémique ultra-rapide par VLT hypotherme atténue les effets délétères multi-viscéraux de l’ischémie-reperfusion. La brièveté de la fenêtre temporelle de protection suggère que la rapidité d’obtention de la cible thermique est un élément clef dans le bénéfice permis par cette approche. / Ultra-fast cooling with total liquid ventilation and ischemia-induced multi-organ failureIschemia and reperfusion injury is a major challenge in anesthesiology and critical care. Resolution of the underlying condition and organ replacement therapies are the cornerstone of the treatment. Hypothermia exhibits a myriad of protective effects, but delays of application may blunt its benefits. Ultra-fast cooling with total liquid ventilation (TLV) is an emerging strategy, which consists in lung ventilation with cold perflurocarbons and uses the lungs as a heat exchanger while maintaining normal gas exchanges. Our objective was to investigate the effects of TLV-induced cooling during multiorgan failure caused by systemic ischemia-reperfusion in rabbits.In a first study, the application of 30 minutes of supraceliac aortic cross-clamping followed by 300 minutes of reperfusion led to severe multiorgan failure in control animals. On the contrary, animals submitted to hypothermic TLV reached the temperature of 33°C within less than 15 minutes. Hypothermia was maintained during 75 minutes before rewarming. This brief period of hypothermic TLV attenuated biochemical and histological markers of multiorgan failure. Cardiovascular and liver dysfunctions were limited by this short period of hypothermic TLV, even when started after reperfusion. Conversely, acute kidney injury was limited only when hypothermia was started before reperfusion.In a second study, non-shockable cardiac arrest from respiratory cause was responsible for a high rate of mortality and a severe post-cardiac arrest syndrome. Hypothermic TLV had potent neuro- and cardio-protective effects, as well as reduced inflammatory syndrome. Early preservation of the blood-brain barrier integrity and cerebral hemodynamics as well as reduction in the immediate reactive oxygen species production in the brain, heart, and kidneys were also notable.These studies demonstrate that ultra-fast cooling by TLV alleviates the deleterious effects of ischemia-reperfusion. The optimal duration and timing of TLV-induced hypothermia for end-organ protection in hypoperfusion states remains to be determined.

Les complications vasculaires rétiniennes constituent des évènements qui peuvent être observés au cours de rétinopathies pouvant être à l’origine d’une cécité à tous les stades de la vie. Ces complications concernent particulièrement la rétinopathie du prématuré, la rétinopathie diabétique et la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Les lipides offrent de nombreuses possibilités pour prévenir et éventuellement freiner le développement de ces rétinopathies. Parmi eux, la classe des plasmalogènes est particulièrement riche en acides gras poly-insaturés (AGPI), qui sont libérés par une phospholipase indépendante du calcium (iPLA2) et qui sont précurseurs de métabolites biologiquement actifs. Certains de ces métabolites sont connus pour être impliqués dans la modulation de l’angiogenèse rétinienne. L’objectif de ce travail de thèse a été d’évaluer l’implication des plasmalogènes dans le développement vasculaire rétinien par l’intermédiaire de la libération des AGPI par la iPLA2. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons caractérisé les évènements cellulaires et moléculaires du développement vasculaire rétinien postnatal chez un modèle animal d’inhibition de la iPLA2 rétinienne que nous avons préalablement développé, ceci de manière comparative avec un modèle de déficience totale en plasmalogènes. Nous avons également tenté de mettre en évidence de potentielles altérations du métabolisme des plasmalogènes chez au cours d’une rétinopathie à composante vasculaire chez l’homme, la rétinopathie diabétique. Nos résultats ont suggéré que les plasmalogènes sont indispensables pour le développement physiologique des vaisseaux rétiniens. Ils seraient impliqués dans le contrôle de la formation de la trame astrocytaire et la mise en place du réseau endothélial par l’intermédiaire des AGPI libérés par la iPLA2. Les mécanismes moléculaires impliqueraient la voie des Angiopoïétines-Tie sans affecter celle du VEGF. Chez l’homme, nous avons noté une réduction des AGPI circulants, en particulier l’acide docosaexanéïque et l’acide arachidonique, sur les phosphatidyl-éthanolamines chez tous les patients diabétiques avec ou sans rétinopathie diabétique, sans implication des formes plasmalogènes. Nos résultats suggèrent une implication du métabolisme des plasmalogènes dans le contrôle du développement vasculaire en période péri-natale mais pas au cours de la rétinopathie diabétique. Ce contrôle serait exercé par l’intermédiaire des AGPI libérés par la iPLA2. / Retinal vascular complications are secondary events of several retinopathies that result in blindness at all ages. Such complications can be observed in retinopathy of prematurity, diabetic retinopathy and age-related macular degeneration. Lipids, and particularly polyunsaturated fatty acids (PUFAs), display beneficial properties in the prevention of such retinopathies. Among the different lipid classes, the plasmalogen subclass is particularly interesting since it is known to be rich in PUFAs. These PUFAs are known to be released by a calcium-independent phospholipase (iPLA2) and further converted into biologically active metabolites. Some of these metabolites are known to be involved in the modulation of retinal angiogenesis. The aim of this work was to evaluate the involvement of plasmalogens in retinal vascular development through PUFA release by iPLA2. To check this hypothesis, we have comparatively characterized cellular and molecular mechanisms of postnatal retinal vascular development in an animal model of retinal iPLA2 inhibition as well as in a model of plasmalogens deficiency. On the other hand, we have attempted to identify potential alterations in plasmalogen metabolism in diabetic retinopathy. Our results suggest that plasmalogens are essential for the physiological development of retinal vessels. They are involved in the control of astrocyte template formation and the development of the primary vascular network through PUFA released by iPLA2. Molecular mechanisms by which PUFAs from plasmalogens control retinal vascular development involve Angiopoietin-Tie pathways, without affecting those involving VEGF. In the human study, we have observed a decrease in the bioavailability of circulating PUFAs, and especially docosaexaneic acid and arachidonic acid binded to phosphatidyl-ethanolamine in all diabetic patients with or without diabetic retinopathy. Plasmalogens were not involved in these modifications. Our results suggest that plasmalogen metabolism is involved in the control of primary vascular growth during retinal development but not in diabetic retinopathy. Plasmalogens may control early steps of retinal vascular development through the release of PUFAs by iPLA2.

Ces dernières années, alors qu’aucun agent neuroprotecteur n’a été efficace en clinique pour parer les dommages de l’ischémie cérébrale, le concept d’unité neurovasculaire (UNV) est apparu comme un nouveau paradigme pour l’investigation et le traitement des accidents vasculaires cérébraux ischémiques. La rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE) localisée au niveau des capillaires cérébraux, et ses corollaires l’œdème vasogénique et l’hémorragie intracérébrale, constituent des événements critiques de la maladie, et restreignent considérablement l’éligibilité des patients à la thrombolyse au rtPA, seul traitement de phase aiguë disponible actuellement en clinique. La complexité des intercommunications qui s’exercent au sein de l’UNV rend difficile l’appréhension de la dysfonction microvasculaire in vivo, soulignant l’importance des études in vitro pour compléter les connaissances dans ce domaine. C’est par cette approche combinée que les travaux effectués au cours de ce doctorat démontrent l’impact de la nécrose cérébrale sur la cinétique de la perte d’intégrité de la BHE au décours de la reperfusion. Cependant, même si l’endothélium microvasculaire demeure fonctionnel après un épisode ischémique dans un contexte non lésionel, il devient vulnérable à certaines molécules comme le rtPA dans une situation de thrombolyse. Ces résultats illustrent le rôle déterminant de l’environnement moléculaire périvasculaire sur la dysfonction de la BHE lors de l’ischémie cérébrale, et orientent les nouvelles stratégies thérapeutiques vers des approches ciblant la protection de l’ensemble de l’UNV. / In the recent years, while no neuroprotective agent was clinically effective in reducing brain ischemic damage, the neurovascular unit (NVU) concept emerged as a new paradigm for stroke investigation and treatment. The breakdown of the blood-brain barrier (BBB), localized in brain capillaries, with ensuing vasogenic edema and intracerebral hemorrhage, appears as a critical event of this disease, and severely restricts the eligibility of patients for rtPA thrombolysis, the only acute-phase treatment currently available. The complex intercommunications occurring within the NVU makes the microvascular dysfunction difficult to study in vivo, highlighting the importance of in vitro approaches to complete the knowledge in this field. In this context, the work done in this PhD demonstrates that brain tissue necrosis influences the kinetics of the loss of BBB integrity during reperfusion. However, even when the BBB remains functional in a non-lesional ischemic context, it becomes vulnerable to certain molecules such as rtPA in a thrombolysis situation. These results illustrate the key role of molecular perivascular environment on the BBB dysfunction during cerebral ischemia, and orientate new therapeutic strategies towards the protection of the entire NVU.

L’objectif de cette thèse est de réaliser un agent de contraste vasculaire pour tomodensitométrie utilisable en préclinique. En collaboration avec le laboratoire de biogalénique de Strasbourg, ce travail a permis d’obtenir des nano-émulsions iodées produites par diffusion spontanée de surfactif et des nanoparticules iodées produites par ”émulsion - diffusion de solvant”, comme agent de contraste vasculaire. Ces émulsions et particules polymériques présentent en effet, un temps de rémanence vasculaire de plusieurs heures, un pouvoir contrastant suffisant pour un usage en tomodensitométrie (compris entre 170 et 400 HU), la possibilité de les administrer par intraveineuse et une stabilité de plusieurs mois. Les nano-émulsions, notamment celles produites à partir de Lipiodol®, sont les plus prometteuses comme agents de contraste vasculaire de par leur forte radiopacité (475 ± 30 HU) et leur rémanence vasculaire (T1/2 of 4.1 ± 1.10 h). Les nanoparticules iodées à base de PCL présentent un pouvoir contrastant inférieur (168 ± 13 HU) mais elles sont connus pour leur capacité à modifier la libération du principe actif encapsulé. De ce fait même si les agents de contraste de nature lipidique ou ceux inorganiques sont plus performant, elles restent intéressantes pour une visualisation rapide de la distribution du principe actif dans l’organisme. Cette thèse par ailleurs, apporte plusieurs éléments pour la compréhension de la formulation des nano-émulsions obtenues par diffusion spontanée de surfactif et celle des nanoparticules produites par ”émulsion - diffusion de solvant”. Concernant les nano-émulsions, l’influence de l’iodation des huiles et du surfactif a été étudiée autant sur le plan pharmacotechnique que ceux toxicologique et pharmacocinétique. Concernant les nanoparticules à base de PCL, nous avons montré que l’impact du type d’huile et de l’iodation, des polymères PCL et PCL-mPEG et de diverses méthodes de concentration sur la formulation / The aim of this thesis is to formulate a blood pool contrast agent for preclinical X-ray imaging application. In collaboration with the galenic laboratory of Strasbourg, this work has allowed to obtain iodinated nano-emulsions produced by spontaneous diffusion of surfactant and nano-particles produced by iodine ”emulsion - solvent diffusion” as blood pool contrast agent. These emulsions and polymer particles present indeed a vascular persistence of several hours, a sufficient contrast to be use in computed tomography (between 170 and 400 HU), the ability to be administered intravenous and stability of several months. Nano-emulsions, including those produced from Lipiodol®, are the most promising as blood pool contrast media by their high radiopacity (475 ± 30 HU) and vascular persistence (T1/2 of 4.1 ± 1.10 h). Iodinated nano-particles of PCL have a lower X-ray attenuation (168 ± 13 HU), but they are known for their control release of the encapsulated substances. Therefore even if inorganic or lipidic contrast agents show a better contrast, they remain attractive for rapid visualization of the co-encapsulated substance distribution in the body. This thesis also introduced several features for understanding the formulation of nano-emulsions obtained by spontaneous diffusion of surfactant and the nano-particles produced by ”emulsion - solvent diffusion.”

Les traitements anticancéreux utilisés sur la femme jeune conduisent de plus en plus à laguérison, au prix d’une altération de la fertilité par atteinte significative de la réserveovarienne. Ces patientes à risque d’atrésie folliculaire accélérée peuvent bénéficier d’une sauvegarde de leur fertilité, le plus souvent par techniques conventionnelles d’assistance médicale à la procréation, permettant la conservation d’ovocytes et/ou d’embryons. Cependant, ces techniques ne sont pas adaptées aux patientes pré-pubères ou à celles porteuses de pathologies imposant un traitement immédiat ou contrindiquant unestimulation hormonale. Chez ces patientes, la cryoconservation du tissu ovarien est indiquée. A ce jour, au moins 18 enfants sont nés après greffes avasculaires de fragments ovariens cryoconservés, mais ces greffes ont une durée de vie limitée par souffrance ischémique initiale et comportent un risque de réimplantation de cellules malignes. La transplantation micro-vasculaire d’ovaire entier a été proposée pour palier la souffrance ischémique, tandis que l’isolation des follicules primordiaux éviterait la récidive néoplasique induite par la greffe .Dans ce travail scientifique, nous nous sommes d'abord intéressés à l'isolation des follicules primordiaux humains. Par un modèle de xénogreffe, nous avons établi que ces follicules isolés et greffés dans un caillot de fibrine pouvaient poursuivre leur développement jusqu'austade antral. Ces travaux ont été précurseurs aux progrès récents sur la culture in vitro defollicules primordiaux encapsulés. Dans la suite du travail, nous avons contribué à l'étude de la vitrification d'ovaire entier de brebis avec son pédicule vasculaire. Nous avons ainsi établi l'altération de la viabilité dupédicule vasculaire de ces organes entiers vitrifiés, alors que des études thermodynamiques préalables prouvaient que ces pédicules vasculaires étaient bien vitrifiés. Des phénomènes de cristallisation étant survenus au réchauffement de ces organes, avec pour point de départ la zone péri-ovarienne, nous nous sommes intéressés à l'exposition deces ovaires lorsqu'ils sont perfusés par les cryoprotecteurs. Nous avons montré que la perfusion d'ovaires s'accompagne de zones non exposées dans plus de 50% des ovaires perfusés, d'autant plus que l'expérimentateur est novice, que la surface de la tranche ovarienne est petite et qu'il existe un corps jaune visible. Ces zones incomplètement exposées seraient donc responsables de cristallisation lors de la vitrification de l'organe, catalysant une prise en glace globale de l'organe lors du réchauffement. Le problème serait donc plus dans une exposition incomplète aux cryoprotecteurs que dans la nature même de ces cryoprotecteurs. L'équipe lyonnaise avait déjà rapporté l'absence d'efficacité du protocole de vitrification utilisant le cryoprotecteur « VS4 » dans le rétablissement de la fertilité de brebis. Nous avons confirmé que l'utilisation du cryoprotecteur « VM3 » (vitrifiant de manière plus performanteque « VS4 »), ne permettait pas non plus le rétablissement de la fertilité après autotransplantation d'ovaires vitrifiés à la brebis. En revanche, nous avons obtenu une gestation après auto-transplantation d'ovaire de brebis cryoconservé par congélation lente, ce qui est le deuxième cas rapporté au monde. Nos résultats suggèrent que cette vitrification incomplète due à une mauvaise exposition des ovaires est l'un des principaux obstacles à la conservation de la fertilité par vitrification d'ovaire entier avec son pédicule vasculaire. / Anticancer treatments used in young women more and more lead to recovery, but with fertility disturbance due to ovarian reserve insults. These women at risk of accelerated follicle atresia can safe guard there fertility. Most of the time, it is performed with conventional Assisted Reproductive Techniques, allowing ovocytes or embryos banking. However these treatments are available neither for girls before puberty, nor when thedisease requires emergency treatments, nor for hormone dependant disease. In these cases, ovarian tissue cryobanking is indicated. To date, at least 18 babies have been born after cryopreservation and replacement of ovarian cortical strips but these grafts have a short lifespan due to initial ischemic damages and can reintroduce cancer cells on a cured woman. To control ischemic damage, cryopreservation of whole ovaries with their vascular pedicle has been proposed where as isolation of early follicles could manage the cancer reintroduction risk. In this scientific work, we first focused on isolation of early follicles. Using a xenograft model to mice with plasma clot as a vehicle, we showed that human isolated follicles can pursuit their development up to antral stage. This work motivates further progress in in-vitro cultureof encapsulates early follicles. In the second part of this work, we contributed to knowledge on vitrification of whole eweovaries with their vascular pedicle. We thus established impaired vascular viability of whole“VS4” vitrified ovaries, whereas previous calorimetric studies founded these vascular pedicles to be completely vitrified. As warming phase crystallization happened, starting from the area surrounding the ovary, we focused on the ovarian exposition when it is perused with cryoprotectors. We showed that unexposed parts are present in more than 50% of perfused ovaries, as much as the slide surface is small, a corpus luteum is present and the experimenter is inexperienced. These unexposed zones could be responsible for focal freezing during vitrification, these frozen focicatalyzing the whole organ ice crystallization during the warming phase. Hence, whole ovary vitrification failure could be due to improper cryoprotectors exposition of the organ ratherthan the inability of these cryoprotectors to promote proper tissue vitrification.Our team already failed to preserve fertility with “VS4” vitrified ewe ovaries. Neither were we able to preserve fertility with “VM3” vitrified ewe ovaries (this last cryoprotector being amore potent vitrificant solution than “VS4”), suggesting that vitrification is an inappropriate way to cryopreserve whole ewe ovaries for fertility purpose. On the other hand, we obtained a gestation after transplantation of slow frozen ewe ovaries. This gestation is the second reported worldwide. Our results suggest that vitrification of whole ovaries is impaired by improper cryoprotector exposition of ovaries through perfusion route.

Dans les suites d'un accident vasculaire moteur (AVC), il existe une réorganisation des cartes de représentation corticale des territoires musculaires pouvant intéresser aussi bien le cortex moteur primaire (CMP) que le cortex prémoteur (CPM) de l'hémisphère cérébral atteint. La contribution de ces deux aires à la plasticité corticale post-AVC est loin d'être bien définie. Notre objectif était d'étudier les modifications de cartographie corticale motrice, notamment au niveau du CMP et du CPM, et leur implication dans la récupération fonctionnelle post-AVC. Dans ce but nous avons utilisé une technique de stimulation magnétique transcrânienne (SMT) guidée par l'imagerie (neuronaviguée). Les limites anatomiques des aires corticales et l'existence de repères anatomiques fiables dans différentes régions d'intérêts ont été définies dans un premier temps. Puis nous avons établi la cartographie normale des représentations corticales motrices dans un groupe de sujets sains, notamment au moyen de cartes « probabilistes » d'obtention de réponses motrices à la SMT qui prennent en compte les variabilités interindividuelles. Nous avons ensuite étudié les modifications de ces représentations dans un groupe de patients ayant des séquelles de lésion vasculaire des régions corticales motrices. Enfin, nous avons effectué un travail prospectif de suivi cartographique d'un groupe de patients ayant présenté un AVC moteur. Dans cette dernière partie, l'analyse des données cliniques et de SMT obtenues à la phase aigüe et à trois mois de l'AVC nous a permis de caractériser les modifications anatomo-fonctionnelles corticales qui accompagnent la régression du déficit moteur, supportant en particulier le rôle central du CMP de l'hémisphère lésé. En conclusion, nous proposons des modèles d'organisation neuronale expliquant le fonctionnement du cortex moteur chez le sujet sain ainsi que la récupération motrice après une lésion partielle du CMP. / Following stroke, reorganization of the motor cortical maps takes places and involves both the primary motor cortex (M1) and the premotor cortex (PMC) on the affected hemisphere. The relative contribution of each of these two cortical areas in the process of post-stroke plasticity and motor recovery remains uncertain. The present project was designed to study the cortical changes that follow a motor stroke, namely those involving M1 and the PMC, and their implications for motor recovery. For this purpose we used MRI-guided (neuronavigated) transcranial magnetic stimulation (TMS). First, we defined the anatomical limits of the cortical areas and the reliable cortical landmarks within each region of interest. We then defined a normal motor map in a group of healthy subjects. Our “probabilistic” map was based on the probability of obtaining motor responses in a given area and therefore accounted for inter-subject variability of motor representations. Thereafter we studied the modifications of the motor cortical representations in a group of patients having recovered from a motor stroke. Finally, we prospectively followed a group of patients presenting with a motor stroke. By comparing the neurophysiological and clinical data at admission and three months later, we were able to characterize the anatomo-functional cortical changes that accompany motor recovery following stroke. Our results are consistent with a major role of M1 in motor recovery. To conclude, we propose a model of how the motor cortex works in healthy subjects and during post-stroke recovery process.