UPThèses

Les lymphocytes T (LT) CD8 innés sont une population de LT non conventionnels récemment décrits dans le laboratoire. On les qualifie de « non conventionnels » car ils possèdent des caractéristiques de l’immunité acquise (facteur de transcription Eomesodermine et phénotype T mémoire) mais aussi de l’immunité innée (récepteurs des cellules NK, réponse à une stimulation cytokinique de type inné). Les fonctions de ces cellules sont encore peu connues, même s’il existe un faisceau d’argument en faveur de leur implication dans l’immunité anti-infectieuse et anti-tumorale. Il a été décrit que l’immuno-sénescence et/ou la stimulation antigénique chronique (induite par exemple par les infections virales chroniques au cytomégalovirus ou CMV) entraîne(nt) l’expression de marqueurs NK par les LT. Ce phénotype se rapproche donc de celui de nos cellules d’intérêt. Pour étudier l’effet de la stimulation antigénique chronique sur le compartiment LT CD8, et spécialement sa composante innée, nous avons choisi comme modèle la transplantation d’organe. Dans ce domaine, la recherche s’intéresse aux populations immunitaires susceptibles de jouer un rôle dans la tolérance ou le rejet du greffon. Parmi elles, les LT CD8 innés méritent une attention spéciale, ceci du fait de leurs fonctions innées effectrices/cytotoxiques. Nous avons présumé leur (re)programmation par la stimulation antigénique chronique (du greffon et/ou virale) pendant la transplantation. Cette hypothèse a été testée à partir d’une cohorte de patients transplantés rénaux depuis plus de dix ans, sous traitement immunosuppresseur minimisé (ciclosporine A (CsA) en monothérapie), en l’absence de signe clinico-biologique de rejet. Notre travail a d’abord permis de révéler dans les LT CD8 innés issus des donneurs sains (DS) un phénotype sénescent accentué (fréquence de cellules CD27(-)CD28(-) augmentée) que les LT CD8 conventionnels. En outre, la fréquence de cette population T innée, contrairement aux LT CD8 conventionnels, ne corrélait pas avec l’âge. Dans la cohorte de patients transplantés, nous avons observé une augmentation de la fréquence des LT CD8 innés, accompagnée d’un phénotype sénescent et effecteur terminal (CD45RA(+)CCR7(-)) exacerbé, comparativement aux cellules des DS. Les patients présentant une sérologie positive pour le CMV avaient un phénotype sénescent accru par rapport aux patients présentant une sérologie négative. En altérant la signalisation du TCR, le traitement immunosuppresseur CsA pourrait faciliter la (re)programmation des LT CD8 en faveur de leur versant inné. En accord avec cette hypothèse, une modélisation in vitro des effets de la CsA sur les LT CD8 provenant de DS en présence d’une stimulation du TCR et d’IL-15 a permis de documenter une augmentation du pool de LT CD8 innés au détriment du pool de LT naïfs, laquelle est accompagnée d’une valorisation de leurs fonctions (production innée d’IFN-γ). A l’inverse, chez les patients, les LT CD8 innés étaient dysfonctionnels, avec une production innée d’IFN-γ diminuée qui pourrait résulter de leur expression membranaire diminuée du récepteur de l’IL-15, cytokine indispensable aux LT CD8 innés. Ce dysfonctionnement, qui ne peut être attribué à un programme d’exhaustion ni être relié à un antécédent de cancer, pose la question du rôle de la stimulation allo-spécifique chronique. De façon générale, ce travail suggère que le contexte d’allogreffe rénale entraîne une reprogrammation et un phénotype de type « vieillissement » des LT CD8 innés, liés au moins en partie au traitement immunosuppresseur. Cette hypothèse devra être confortée par une analyse fine de l’allo-spécificité des LT CD8 innés dirigée contre le greffon.

Les registres du cancer sont au plan international l’outil de référence pour produire une vision exhaustive (non biaisée) du poids, de la dynamique et de la gravité du cancer dans la population générale. Leur travail de classification et de codage des diagnostics selon des normes internationales confère aux données finales une qualité spécifique et une comparabilité dans le temps et dans l’espace qui les rendent incontournables pour décrire l’évolution et la prise en charge du cancer dans un environnement non contrôlé. Leur travail repose sur un processus d’enquête rigoureux dont la complexité est largement dépendante des capacités à accéder et à rassembler efficacement toutes les données utiles concernant un même individu. Créé en 2007, le Registre Général des Cancers de Poitou-Charentes (RGCPC) est un registre de génération récente, débuté à une période propice à la mise en œuvre d’une réflexion sur l’optimisation du processus d’enregistrement. Porté par l’informatisation des données médicales et l’interopérabilité croissante des systèmes d’information, le RGCPC a développé et expérimenté sur 10 ans un système d’information multi-sources associant des méthodes innovantes de traitement et de représentation de l’information fondées sur la réutilisation de données standardisées produites pour d’autres finalités. Dans une première partie, ce travail présente les principes fondateurs et l’implémentation d’un système capable de rassembler des volumes élevés de données, hautement qualifiantes et structurées, et rendues interopérables sur le plan sémantique pour faire l’objet d’approches algorithmiques. Les données sont collectées pluri annuellement auprès de 110 partenaires représentant sept sources de données (cliniques, biologiques et médico-administratives). Deux algorithmes assistent l’opérateur du registre en dématérialisant une grande partie des tâches préalables à l’enregistrement des tumeurs. Un premier algorithme crée les tumeurs et leurs caractéristiques (publication), puis un 2ème algorithme modélise le parcours de soin de chaque individu selon une séquence ordonnée d’évènements horodatés consultable au sein d’une interface sécurisée (publication). Des approches de machine learning sont testées pour contourner l’éventuelle absence de codification des prélèvements anatomopathologiques (publication). La deuxième partie s’intéresse au large champ de recherche et d’évaluation rendu possible par la disponibilité de ce système d’information intégré. Des appariements avec d’autres données de santé ont été testés, dans le cadre d’autorisations réglementaires, pour enrichir la contextualisation et la connaissance des parcours de soins, et reconnaître le rôle stratégique des registres du cancer pour l’évaluation en « vie réelle » des pratiques de soins et des services de santé (preuve de concept) : dépistage, diagnostic moléculaire, traitement du cancer, pharmaco épidémiologie (quatre publications principales). L’appariement des données du RGCPC à celles du registre REIN (insuffisance rénale chronique terminale) a constitué un cas d’usage veillant à expérimenter un prototype de plateforme dédiée au partage collaboratif des données massives en santé (publication). La dernière partie de ce travail propose une discussion ouverte sur la pertinence des solutions proposées face aux exigences de qualité, de coût et de transférabilité, puis dresse les perspectives et retombées attendues pour la surveillance, l’évaluation et la recherche à l’ère des données massives en santé.

Le calcium est un second messager qui participe à de nombreux processus cellulaires tels que la prolifération, la migration, la différenciation, l’apoptose et la transmission de messagers neuronaux. Dans le modèle musculaire squelettique, le calcium est un acteur important dans le processus du couplage excitation-contraction. Il est également impliqué dans la myogenèse et dans les processus de réparation. Une dérégulation du calcium dans les cellules musculaires participe à leur dégénérescence comme il a été observé dans la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). L’objectif de cette thèse a été par des approches innovantes d’optogénétique, d’explorer et de moduler des mécanismes fondamentaux dépendants du calcium tels que la migration, la fusion, la différenciation et la contraction dans différents modèles musculaires.
1- Dans un premier temps, l’effet de la stimulation de l’halorhodopsine (eNpHR) sur le contrôle du potentiel de membrane et sur le processus de migration de myoblastes C2C12 a été étudié. La transfection de eNpHR3.0 dans des myoblastes C2C12 a permis de générer des courants sortants diminuant le potentiel de membrane vers des valeurs stabilisées tout le long de la stimulation. Cette polarisation membranaire induit des élévations transitoires de calcium cytosolique, dépendant du canal TRPV2 localisé à la membrane plasmique. Après avoir démontré l’implication de TRPV2 dans les processus migratoires des myoblastes, les entrées de calcium induites par la stimulation lumineuse ont permis d’augmenter la migration TRPV2-dépendante des myoblastes C2C12.
2- Dans un second temps, l’impact de la stimulation par le canal rhodopsine 2 (ChR2) a été évalué pour le contrôle de l’activité calcique et sur les processus de différenciation dans des cultures primaires de myotubes murins. Après avoir caractérisé la signature calcique des cultures primaires de myotubes en différenciation avec la protéine fluorescente sensible au calcium GCaMP, un protocole de simulation optique a été développé pour reproduire la signature calcique spontanée de myotubes différenciés. En premier lieu, le contrôle de l’activité calcique par la stimulation optique de ChR2 a été confirmé au niveau d’une cellule unique ainsi qu’à l’échelle d’une culture entière. Par la suite, l’application d’un protocole de stimulation optique en culture pendant la différenciation a permis de moduler les processus de différenciation tels que la fusion et la contraction des myotubes primaires.
3- La signature calcique de cellules dystrophiques représentatives de la DMD a été explorée dans deux modèles cellulaires différents composés de cultures primaires isolées de souris mdx et de cellules musculaires humaines dérivés d’hiPSCs provenant de patients DMD. Des dérégulations de la signature calcique ont été observées dans ces deux modèles dystrophiques. Une exploration fonctionnelle a été réalisée sur les cellules musculaires dérivées d’hiPSCs au travers de stimulations électriques, pharmacologiques et optiques démontrant leur capacité à développer un phénotype musculaire et confirmant leur intérêt potentiel pour la modélisation de maladies telles que la DMD.
Ces travaux ouvrent des perspectives sur l’utilisation de l’optogénétique pour évaluer la fonctionnalité des cellules et pour moduler certains processus cellulaires pour de futures applications thérapeutiques.

Du fait du manque de nouveaux antibiotiques et de l’augmentation des résistances, il est important de comprendre les mécanismes et la dynamique de ces phénomènes. La modification du lipopolysaccharide (LPS) est le principal mécanisme contribuant à la résistance des bactéries aux polymyxines. Le plasmide portant le gène MCR-1 (Mobile Colistin Resistance) retrouvé chez Escherichia coli et Klebsiella pneumoniae code une phosphoethanolamine transférase capable de modifier le LPS par une addition de phosphoethanolamine sur le lipide A du LPS alors que chez Acinetobacter baumannii résistant aux polymyxines il a été décrit à la fois des modifications du LPS par une phosphoethanolamine et une perte du LPS. Cependant, les interactions entre les différents mécanismes exprimés par ces bactéries à Gram-négatif pour devenir résistantes à la colistine et à la polymyxine B sont encore peu décrit. Les courbes de bactéricidies séquentielles ont étés utilisées comme une approche alternative pour discriminer l’héterorésistance de la population bactérienne (2 sous populations S/R) d’une résistance adaptative (AR) durant le traitement par la colistine ou la polymyxine B. Au cours de ce travail de thèse, nous avons: 1. Confirmé que l’approche des courbes de bactéricidies séquentielles peut discriminer deux modèles pharmacocinétique/pharmacodynamique (PK/PD) semi-mécanistiques décrivant soit une population stable héterorésitante (S/R) soit une population bactérienne instable et homogène dont la résistance s’adapte au cours du temps (AR). 2. Déterminé l’impact de la présence du plasmide MCR-1 sur les mécanismes de résistance chromosomique impliqués dans la résistance adaptative de E. coli and K. pneumoniae aux polymyxines. 3. Déterminé les mécanismes impliqués dans la résistance aux polymyxines dans deux souches cliniques d’A. baumannii, isolées avant et après traitement d’un patient à la colistine. Dans ce travail, une nouvelle approche de courbes de bactéricidies séquentielles a été utilisée et validée afin de pouvoir différencier différents modèles PK/PD semi-mécanistiques. De plus, ce travail a montré que la présence du plasmide MCR-1 favorisait l’activation d’autres mécanismes chromosomiques conduisant à de hauts niveaux de résistances aux polymyxines. Enfin, la polymyxine B montrait une plus faible capacité à induire ces mécanismes chromosomiques conduisant à de hauts niveaux de résistance.

Pseudomonas aeruginosa (PA) et Acinetobacter baumannii (AB) sont responsables d'infections pulmonaires chroniques souvent associées à la formation de biofilms, i.e. des agrégats bactériens piégés dans une matrice riche en polymères anioniques tels que l'alginate ou l’ADN. Au sein de ces biofilms, la diffusion des antibiotiques cationiques (ATB), tels que la tobramycine (TOB) et la colistine (COL), est en partie réduite due aux interactions avec les polymères de la matrice. Les principaux objectifs de cette thèse ont été dans un premier temps de développer un modèle de biofilm pulmonaire mimant ceux retrouvés dans les infections pulmonaires chroniques des patients atteints de mucoviscidose (CF), l'une des principales maladies pulmonaires dans laquelle ces biofilms se développent. Un nouveau système d’administration d'ATB, composé de nanoparticules lipidiques chargées de COL, a été par la suite développé et testé grâce à ce modèle de biofilms pulmonaires. Chez les patients atteints de CF, PA forme des biofilms constitués d'agrégats (50-100 μm) incorporés dans leur mucus pulmonaire. Un modèle de biofilm pulmonaire in vitro composé des polymères présents in vivo (alginate, mucines, ADN) et constitué de PA piégés dans des billes d'alginate, a été développé et évalué à l'aide de la COL et de la TOB. Ce modèle a été optimisé en évaluant l'effet de la taille des billes et du milieu de croissance dans lequel elles ont été dispersées. La modification de la taille des billes de 60 à 1200 µm et l'utilisation d'un milieu de dispersion simulant la composition du mucus pulmonaire ont permis de réduire davantage l'efficacité de la TOB dans ce modèle. Pour des concentrations élevées en TOB, des variants de PA formant de très petite colonies (SCV), également trouvés chez les patients atteints de CF, ont été observés dans le modèle, ce qui suggère une bonne imitation des conditions in vivo. Dans ce modèle, l'efficacité de la COL a été moins affectée que celle de la TOB, et aucune SCV a été observé. Des nanoparticules lipidiques PEGylées chargées de COL et contenant un adjuvant lipophile à la COL tel que le farnésol ont été développées pour augmenter son efficacité contre les biofilms. L'encapsulation de la COL a amélioré son efficacité par un facteur deux dans le modèle de biofilm pulmonaire à PA précédemment développée. Ces nanoparticules ont permis également de restaurer la sensibilité à la COL d'une souche résistant d’AB et ont amélioré son efficacité dans un modèle de biofilm d’AB formé sur une surface abiotique.

La dermatite atopique (DA) est une maladie chronique inflammatoire de la peau qui se caractérise par une altération de la barrière cutanée, une dysfonction dans la réponse immunitaire et une dysbiose du microbiote cutanée associée à une forte colonisation par Staphylococcus aureus. De plus, les patients atteints de DA ont un risque de développer des infections virales, notamment l’eczéma herpétique (EH) causé par le virus herpes simplex (HSV). Cependant, la physiopathologie de l’EH ainsi que le rôle des facteurs de virulence de S. aureus sont peu connus et le lien entre infections virales et bactériennes est non déterminé. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés au rôle des toxines Phenol-Soluble Modulines (PSMs) de S. aureus en utilisant le PSMα3 synthétique et purifié et les sécrétomes de 3 souches de S. aureus, une qui exprime tous les PSMs, une délétée pour les PSMα et une délétée pour l’ensemble des PSMs. Nous avons ainsi mis en évidence, à la fois dans un modèle in vitro de kératinocytes primaires humains et ex vivo d’explants de peau, une induction de l’expression et de la production de médiateurs pro-inflammatoires par les PSMα à des concentrations non lytiques. En revanche, les PSMs de S. aureus ne semblent pas favoriser la réplication de l’HSV. D’autres part, nous étudions les interactions entre les cytokines pro-inflammatoires surexprimées dans la DA et les infections par HSV-1. Ainsi, nous avons mis en évidence, que dans un modèle 3D, trois combinaisons de cytokines surexprimées dans la DA favorisaient la réplication d’HSV-1 ce qui en fait donc des facteurs prédisposant à l’EH. Enfin, à ce jour, peu de traitements contre les infections par HSV existent et de nombreuses résistances à l’acyclovir, traitement le plus fréquent, apparaissent. Nous avons identifié deux cathélicidines, l’une issue du python birman (PB-Cath) et l’autre du rat taupe glabre (HG-Cath) comme de potentiels candidats puisqu’ils réduisent significativement la réplication d’HSV-1 dans des kératinocytes primaires humains.

L’augmentation de l’incidence des cancers et la mortalité qui en résulte sont un enjeu de santé publique, accentuées par le vieillissement de la population. Parmi les comorbidités liées au vieillissement, nous avons souhaité préciser le poids du diabète, en particulier de type 2 (DT2) en raison, comme le cancer, de sa forte prévalence en population âgée et de ses conséquences multi-systémiques. Ce travail explore la relation entre le diabète, ses complications vasculaires (CV) et le cancer, avec un intérêt particulier pour la situation gériatrique. Cette thèse s’appuie sur plusieurs publications finalisées et en cours : Article 1 : Comprehensive geriatric assessment in older patients with cancer: an external validation of the multidimensional prognostic index in a French prospective cohort study. BMC Geriatr. 2020;20:295. doi: 10.1186/s12877-020-01692-8 L’hétérogénéité de l’état de santé des personnes âgées appelle à l’identification des facteurs de fragilité influençant l’espérance de vie lors du diagnostic oncologique et du suivi. L’évaluation onco-gériatrique permet d’identifier la fragilité du patient âgé cancéreux. Cette étude onco-gériatrique portait sur 433 patients inclus pendant deux ans (femmes 42% ; âge moyen 83±5 ans). Elle a mis en exergue une association entre le score de comorbidités (exploré par le Cumulative Illness Rating Scale for Geriatrics dans le cadre de l’index gériatrique multidimensionnel MPI Multidimensional Prognostic Index) et la mortalité à 12 mois. Par rapport au groupe 1, les sujets des groupes MPI 2 et 3 avaient un risque de mortalité plus élevé (HR ajusté 1,56 [IC à 95% 1,70–2,09] et 1,72 [1,33–2,22], respectivement). Article 2 : Frailty and diabetes status in older patients with cancer : impact on mortality in the ANCRAGE cohort. Aging Clin Exp Res. 2020. doi: 10.1007/s40520-019-01362-9. Quelle est la relation entre diabète, fragilité onco-gériatrique et mortalité chez des patients âgés atteints de cancer ? Dans la cohorte monocentrique ANCRAGE, nous avons analysé les facteurs associés au pronostic chez 1092 sujets âgés atteints de cancer (47% femmes, âge moyen 82±5 ans) dont 20 % étaient diabétiques. La prévalence de la fragilité est élevée dans cette cohorte onco-gériatrique (84 %). Au cours du suivi (médiane 15 mois [6-29], 60% décès), le risque de mortalité était plus élevé chez les patients diabétiques présentant des complications vasculaires (aHR 1,75 [1,15-2,66]), en comparaison avec les sujets non diabétiques et diabétiques sans complication vasculaire. Article 3 : Diabetes phenotypic characteristics and incident cancer: A cohort approach in French patients with type 2 diabetes - The SURDIAGENE study (manuscrit en cours de préparation) Les complications vasculaires (CV) majorent l’évolution de la maladie cancéreuse et la mortalité. Pourtant la relation entre le décès et les CV du DT2 n’a jamais été explorée dans un contexte oncologique. Nous nous sommes focalisés sur la relation entre CV du DT2 et cancer : incidence, progression, décès. Cette étude de la cohorte locale SURDIAGENE incluait 1468 patients diabétiques (42% femmes, âge moyen 65±11 ans, 8% cancer prévalent, 14% cancer incident au cours du suivi moyen de 7±4 ans). Nos résultats confirmaient le sur-risque de mortalité globale chez les patients diabétiques avec une histoire ancienne ou actuelle de cancer (n=313), d’autant plus marqué en présence de CV (HR 1,73 [1,25-2,38]). Nos analyses n’identifiaient pas d’association entre les CV du DT2 et cancer (prévalent et incident), la progression ganglionnaire et/ou métastatique, et le décès lié au cancer. Il n’existait pas non plus de relation entre le cancer et plusieurs biomarqueurs plasmatiques de voies métaboliques impliquées dans l’apparition des CV : le stress oxydant et l’inflammation systémique. Nos résultats ouvrent des pistes pour une amélioration de la prise en charge oncologique des personnes âgées avec diabète.

Nous avons récemment identifié chez l’Homme une nouvelle sous population lymphocytaire T constituée par les lymphocytes T (LT) CD8 innés. Ils possèdent un TCRαβ, expriment le facteur de transcription Eomesodermine, les récepteurs membranaires KIR/NKG2A et sont dotés de fonctions de type « Natural Killer » (NK-like). Leurs caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles sont compatibles avec leur définition comme potentiel équivalent humain des LT CD8 « innate memory » décrits chez la souris, dont la génération dépend de la sécrétion de l’IL-4 par les LT exprimant le facteur de transcription « promyelocytic leukemia zinc finger protein » (PLZF), notamment les lymphocytes « invariant Natural Killer T » (iNKT). Nous avons pris appui sur le modèle physiopathologique de la leucémie myéloïde chronique (LMC) pour tester l’implication potentielle des LT CD8 innés dans l’immunosurveillance antitumorale chez l’Homme. Ce choix repose sur le fait qu’en matière de cancers, la LMC constitue un modèle d’étude du rôle du système immunitaire, comme l’attestent les données de la littérature documentant que les lymphocytes sont capables de contrôler la maladie. La LMC est une hémopathie maligne de la famille des syndromes myéloprolifératifs qui résulte de la formation d’un gène chimérique BCR-ABL1, lequel est responsable de l’expression d’une protéine dont l’activité tyrosine kinase est dérégulée. Le traitement de la LMC repose sur une thérapie ciblée non curative : les inhibiteurs de tyrosine kinase (ITK) dont le chef de file est l’imatinib. Nous avons précédemment montré que les lymphocytes iNKT, une sous population T innée dont l’implication dans l’immunosurveillance antitumorale est clairement établie chez l’Homme et la Souris, sont anergiques chez les patients en LMC au diagnostic de la maladie. Leur défaillance fonctionnelle, notamment en termes de sécrétion d’IL-4, est corrigée chez les patients obtenant une rémission cytogénétique complète sous traitement par imatinib. Tout comme pour les lymphocytes iNKT, nos résultats montrent au diagnostic de la maladie un déficit numérique profond des LT CD8 innés, auquel s’ajoute une altération sévère de leurs fonctions NK-like (capacité de sécrétion d’IFN-γ en réponse à une combinaison de cytokines pro-inflammatoires IL-12+IL-18 et de cytotoxicité via CD16). De manière intéressante, nous avons observé chez les patients traités par imatinib et en rémission moléculaire majeure (RMM), une restauration numérique et fonctionnelle partielle en termes de sécrétion d’IFN-γ de type inné des LT CD8 innés. Les données collectées chez les témoins sains, les patients au diagnostic de la maladie et en RMM sous ITK, en mettant en évidence une association entre la fréquence des lymphocytes iNKT et celle des LT CD8 innés, renforcent l’hypothèse de l’existence chez l’Homme, à l’instar de chez la Souris, d’un axe iNKT/ LT CD8 innés. Pour éprouver notre hypothèse que les LT CD8 innés participent au contrôle de la LMC, nous avons analysé leur statut chez des patients en rémission prolongée après arrêt de leur ITK en dépit de la persistance d’une maladie résiduelle tumorale. Chez ces patients, un taux significativement plus élevé de LT CD8 innés est mis en évidence comparativement aux patients en RMM sous ITK et aux témoins sains. Leurs capacités fonctionnelles sont, de plus, restaurées de manière complète en référence aux sujets sains. L’ensemble de ces résultats qui plaide en faveur d’une implication des LT CD8 innés dans l’immunité anti-leucémique au cours de la LMC, nous conduits à émettre l’hypothèse qu’ils pourraient constituer un biomarqueur potentiel du succès d’arrêt du traitement par ITK dans la LMC et nous encouragent à explorer des stratégies d’immunothérapie antitumorale visant à valoriser leurs propriétés fonctionnelles.

Introduction : Le manque de sommeil, un trouble fréquent dans nos modes de vie actuels, est de plus en plus étudié et ses effets sur l’organisme humain sont de mieux en mieux connus. Cependant, même si l’impact négatif de la privation de sommeil sur les capacités d’endurance face à l’exercice physique commencent à être établies, très peu d’études ont porté spécifiquement sur l’endurance des muscles inspiratoires. Celles l’ayant fait ont systématiquement mis en évidence une diminution de l’endurance inspiratoire après une privation expérimentale de sommeil. Le mécanisme de ce phénomène n’a pas été élucidé, même si récemment il a été observé des indices forts d’altération de la commande centrale, pouvant être à l’origine du déficit d’endurance inspiratoire lié à la privation de sommeil. Ces éléments ont des implications cliniques potentielles, notamment en réanimation où le sevrage de la ventilation assistée nécessite une endurance suffisante des muscles inspiratoires, alors que les patients concernés souffrent de privation de sommeil sévère. Objectifs : Explorer les mécanismes de l’impact de la privation de sommeil sur l’endurance inspiratoire, par deux approches : étudier les corrélats neurophysiologiques de la fatigue inspiratoire chez l’être humain et créer un modèle animal pour explorer la commande cérébrale lors l’une tâche d’endurance inspiratoire. Méthodes : Chez l’être humain, la variabilité de la fréquence cardiaque (HRV) a été mesurée comme reflet de l’activité du système nerveux autonome durant une tâche d’endurance inspiratoire, les hautes fréquences (HF) étant considérées comme reflétant l’activité parasympathique cardiaque et les basses fréquences (LF) l’activité sympathique. Chez le rat de laboratoire, il a été mis en place un modèle d’endurance inspiratoire par contrainte mécanique externe, appliquée sur rat vigile contraint dans un pléthysmographe, précédée d’une privation de sommeil automatisée, pour évaluer l’existence d’un effet d’une privation de sommeil sur l’endurance inspiratoire. Résultats : L’analyse de l’HRV chez l’être humain a permis de retrouver une absence d’augmentation de la puissance des HF lors de la tâche d’endurance inspiratoire chez les sujets en privation de sommeil par rapport à la condition de sommeil normal, la puissance des LF n’étant pas affectée. Le modèle mis en place chez le rat de laboratoire a permis d’obtenir une privation de sommeil satisfaisante, avec une diminution de moitié de l’efficience de sommeil. Lors de l’épreuve d’endurance inspiratoire, les rats en privation de sommeil ont atteint plus rapidement le critère d’arrêt déterminant une fatigue inspiratoire que les rats en condition de sommeil normal. Conclusion : Chez l’être humain, nos résultats indiquent que la privation de sommeil induit une absence d’adaptation du système nerveux parasympathique cardiaque à l’effort imposé par une contrainte inspiratoire, ce qui pourrait participer à la diminution d’endurance inspiratoire observée. Nous avons reproduit chez le rat de laboratoire l’effet de la privation de sommeil sur l’endurance inspiratoire obtenu chez l’être humain, ouvrant la voie à une exploration plus précise des mécanismes mis en jeu, en particulier celui d’un défaut de la commande ventilatoire cérébrale.

Les infections à Staphylococcus aureus représentent un enjeu majeur en santé humaine et en médecine vétérinaire. L’usage excessif d’antibiotiques pour traiter ces infections a conduit à l’émergence de souches multirésistantes et incite à développer d’autres méthodes préventives comme la vaccination. A ce jour aucun vaccin n’est approuvé en médecine humaine et seulement 2 vaccins, peu satisfaisants, sont utilisés dans le contrôle de la mastite bovine. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles formulations vaccinales plus efficaces. L’objectif de ce travail de thèse est de tester de nouvelles formulations liposomales incluant des antigènes de S. aureus et différents agents immunostimulants tels que des oligodésoxynucléotides (ODN)- CpG, l’hydroxyde d’Aluminium (Al(OH)3), des protéolipides de type gemini (AG2-C16) ou des oligosaccharides modifiés dérivés de mannane (OPM). Les capacités adjuvantes de ces molécules ont été testées dans plusieurs modèles animaux. Dans le modèle bovin, l’immunisation de veaux, de génisses et de vaches enceintes montrent l’efficacité de formulations liposomales incluant l’antigène de S. aureus associé aux ODN-CpG, induisant une réponse immune humorale forte par la production d’anticorps spécifiques de type IgG1 et IgG2, capables d’inhiber les toxines de S.aureus. Dans le modèle murin, l’injection intradermique de formulations vaccinales a révélé l’efficacité des adjuvants ODN-CpG, AG2-C16 et OPM à la fois dans l’induction d’une réponse humorale forte (production d’anticorps spécifiques) mais aussi le développement d’une réponse cellulaire impliquant notamment des lymphocytes T CD8+ sécréteurs d’IFN-γ, qui jouent un rôle important dans les mécanismes de défense contre les bactéries intracellulaires. Enfin dans le but d’étudier le potentiel des vaccins liposomaux à traverser la peau, considérée comme un site d’immunisation d’intérêt, des études in vitro ont été menées sur des épidermes reconstruits de souris montrant que l’adjuvant protéolipidique AG2-C16 associé aux liposomes favorise leur passage transcutané, permettant d’envisager une utilisation en topique de ces vaccins. D’autres expériences réalisées sur des cultures de kératinocytes et de fibroblastes murins ont également montré la capacité de l’adjuvant oligosaccharidique OPM à stimuler les fibroblastes pour la production de chimiokines et de cytokines proinflammatoires, conduisant au développement d’une réponse immunitaire au vaccin plus forte. L’ensemble des résultats présentés dans cette thèse démontre que les liposomes cationiques constituent un système polyvalent de vectorisation permettant une sélection de substances immunostimulantes appropriées en fonction des caractéristiques de la réponse immunitaire souhaitées.