Le lymphome folliculaire (FL) est le lymphome non-hodgkinien indolent le plus fréquent qui représente 20 à 25% des cas. Le FL est dans 90% des cas caractérisé par la translocation chromosomique t(14;18) des lymphocytes B, qui entraine la surexpression de BCL-2. Pour se développer, le FL est dépendant de son microenvironnement qui fournit notamment des signaux de survie et de prolifération aux lymphocytes B. Ce microenvironnement est composé en partie de cellules stromales lymphoïdes (LSC), qui, dans un contexte physiologique, structurent l’organe et soutiennent la mise en place de réactions immunitaires dans les centres germinatifs. En revanche, dans un contexte pathologique, ces cellules vont acquérir un phénotype pro-tumoral et sécréter des chimiokines telle que CXCL12, dérégulant l’homéostasie du tissus. Les mécanismes impliqués dans la transition de ces cellules vers un phénotype de type fibroblaste associé au cancer ne sont, à ce jour, pas connus. Au cours de mon projet de thèse, j’ai mis en évidence le rôle de KDM6B, une déméthylase spécifique de la marque H3K27, dans la différenciation des LSC physiologiques et pathologiques. J’ai également identifié une nouvelle voie de signalisation impliquée dans la différenciation pathologique des LSC, impliquant le facteur de transcription STAT1 sous l’influence de l’IL-4 sécrétée par les lymphocytes TFH. L’impact de l’activation de cette voie sur les lymphocytes B de FL reste encore à décrire.

Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le contexte clinique visant à optimiser le geste lors des interventions endoventriculaires cardiaques. Cette recherche se concentre principalement sur le guidage en vue du diagnostic et du traitement des affections endoventriculaires à l’aide de cathéters. L’intervention considérée est la biopsie endoventriculaire utilisée pour diagnostiquer les patients atteints de sarcoïdose cardiaque. En effet, le cathéter doit être guidé avec précision vers la zone de fibrose. Cependant, l’absence d’informations visuelles précises sur la localisation de la fibrose pendant l’intervention accroît le risque de faux négatifs pour les échantillons prélevés. De plus, il existe un risque de complications telles que la perforation myocardique, également appelée tamponnade cardiaque. Les objectifs de cette thèse sont articulés en deux parties distinctes : La première partie, préopératoire, consiste à élaborer un modèle 3D du cœur, englobant le ventricule gauche, le ventricule droit et le myocarde. Ce modèle est construit à partir de segmentations d’images d’IRM, notamment des séquences ciné pour les structures principales et LGE pour localiser les zones de fibrose. Les méthodes de segmentation développées reposent sur l’apprentissage profond, et la méthode de segmentation de la fibrose fait l’objet d’une publication en cours. La seconde partie, peropératoire, vise à assis- ter la procédure en fournissant des informa- tions précises sur l’anatomie et la localisation de la zone fibrosée. Cela permet d’optimiser le positionnement du cathéter en périphérie de cette zone fibrosée, contribuant ainsi à améliorer la précision et l’efficacité de l’intervention. Enfin, l’ensemble de la chaîne de traitement a été expérimenté avec succès sur trois patients, procurant ainsi un retour d’expérience du clinicien. Ces avancées visent à réduire les risques liés à la biopsie endoventriculaire et à accroître la précision du diagnostic de la sarcoïdose cardiaque, ouvrant ainsi la voie à des progrès significatifs dans la prise en charge de cette pathologie.

La Stimulation Cérébrale Profonde est une thérapie symptomatique de la maladie de Parkinson qui vise à améliorer la qualité de vie du patient. Pour être efficace, cette procédure chirurgicale dépend de la mise en place d'électrodes de stimulation dans des régions sous-corticales de taille submillimétrique. Cette thèse se concentre sur l'optimisation de la localisation d'une de ces neuroanatomies d'intérêt, à travers le développement d'outils d'assistance. Plus spécifiquement, la première contribution de cette thèse concerne le développement d'une méthode automatique d'interprétation des signaux électrophysiologiques enregistrés par des électrodes pendant l'opération. Cette initiative répond à notre volonté de fournir un outil d'aide à la décision basé sur une approche probabiliste et cohérent avec les besoins cliniques. La seconde contribution concerne le développement et l'évaluation d'une intelligence artificielle générative pour la simulation de ces signaux électrophysiologiques, constituant la première étape du développement de simulateurs didactiques pour la formation d'internes en médecine qui s'intéressent à l'analyse neurophysiologique interventionnelle.

Le glioblastome (GBM) est la plus fréquente des tumeurs cérébrales malignes. Son pronostic reste très mauvais malgré des thérapeutiques multimodales, la médiane de survie étant d’environ 15 mois. Le reticulum endoplasmique (RE) est un organite intracellulaire aux rôles multiples, notamment la production et le repliement des protéines. Dans certaines conditions de stress cellulaire, le RE peut être soumis à une accumulation de protéines mal repliées et déclencher l’Unfolded Protein Response (UPR). L’UPR est un processus adaptatif permettant soit de rétablir l’homéostasie protéique, soit de déclencher une apoptose. Dans cette thèse, nous proposons d’étudier le rôle de l’UPR dans l’agressivité du glioblastome, et d’essayer de déterminer dans quelle mesure son ciblage par des agents pharmacologiques innovants a un impact sur le pronostic oncologique. Pour cela, nous avons commencé par démontrer que IRE1, une protéine senseur de l’UPR, a um impact sur l’agressivité tumorale, notamment par son activité d’épissage de l’ARNm codant pour XBP1. La signalisation induite par xpb1 entraine une infiltration macrophagique, une néo- angiogénèse et um profil invadif des GBM. Ensuite, nous proposons de definir une drogue ciblant l’axe IRE1/xpb1, la drogue candidate retenue étant le MKC8866, un inhibiteur sélectif de l’activité RNase d’IRE1. Enfin, nous proposons d’évaluer l’impact de cet inhibiteur sur le développement tumoral, par le biais d’un ciblage intracérébral, couplé à une exérese et une radio-chimiothérapie, dans un modele syngénique murin innovant. Ce ciblage nous a permis de mettre en évidence un bénéfice oncologique à cibler IRE1 en plus des thérapeutiques conventionnelles. Ce travail constitue une preuve de concept préclinique de l’efficacité du ciblage de l’UPR, et propose um modele préclinique de l’efficacité du ciblage de l’UPR, et propose um modele préclinique innovant pouvant servir à l’étude d’autres voies de signalisation d’intérêt.

La fibrose hépatique est une réponse de cicatrisation excessive induite par des lésions chroniques. Elle se caractérise par une accumulation de matrice extracellulaire (MEC), principalement constituées de collagène 1 (COL1), qui augmente la rigidité des tissus et entraîne un grave dysfonctionnement du foie. L'activation des cellules étoilées du foie (CEF), induite par le facteur de croissance TGFB1, est le principal processus à l'origine de la fibrose hépatique. Afin d'étudier la dynamique des CEF durant le développement et la réversion de la fibrose, nous avons développé un modèle multi-échelle intégrant les différents états des CEF ainsi que leur production de COL1, sous influence du TGFB1. Ce modèle est implémenté avec le langage Kappa, qui est un langage de réécriture de graphes à sites. En plus d'être le premier modèle multi-échelle de Kappa, ce modèle nous a permis de capturer la plasticité des cellules étoilées durant le développement et la réversion la fibrose. Les prédictions du modèle montrent que l'état d'inactivation des CEF joue un rôle essentiel dans le développement de la fibrose. Le modèle a été validé par de nouvelles expériences chez la souris et les prédictions ont été validées avec des données de RNAseq chez des patients fibrotiques.

Le développement fœtal est une période particulièrement vulnérable aux déséquilibres du milieu dans lequel il se déroule. Le testicule fœtal joue un rôle capital dans la masculinisation des organes reproducteurs via sa fonction endocrine, et toute altération peut engendrer un spectre de malformations pouvant impacter la fertilité future de l’homme. Au cours du développement, l’embryon puis le fœtus va être exposé à un l’environnement chimique complexe qu’est l’exposome maternel. Parmi les familles de substances constituant l’exposome se trouvent les médicaments que la femme enceinte consomme pour soigner une pathologie chronique ou de façon aigue pour traiter un symptôme lié à la grossesse. Nous nous sommes intéressés à deux classes de médicament : les antiépileptiques (AEs) d’une part, et les antalgiques d’autre part car des études épidémiologiques ont rapporté un risque accru d’hypospadias chez les nouveau-nés exposés in utero à l’acide valproïque, un AE, et de malformations de l’appareil reproducteur chez ceux exposés au paracétamol et à l’ibuprofène notamment. Or la survenue de ces altérations pourrait être liée à des perturbations de l’équilibre hormonal. Nous avons utilisé un modèle de culture organotypique d’explants testiculaires fœtaux humains afin de comparer les profils de perturbation générés par une exposition courte, de 3 jours, aux antalgiques et une exposition courte et longue - 28 jours - pour les AEs. Pour cela, nous avons adapté et optimisé notre modèle pour nous rapprocher de la chronicité du traitement in vivo. Ces études utilisant des cultures organotypiques de testicules fœtaux humains ont permis de démontrer que trois AEs pouvaient à plus ou moins longue échéance induire une altération de la fonction endocrine de cet organe, ce qui laisse ouverte la possibilité qu’avec un traitement chronique, l’imprégnation androgénique du fœtus puisse être affectée, et que cela puisse avoir des conséquences sur les organes cibles. Pour les antalgiques de la famille des AINS étudiés, s’ils semblent avoir des effets moins spectaculaires sur la fonction endocrine du testicule fœtal humain en développement, leur utilisation pendant la grossesse continue de présenter un risque sur d’autres organes dont le développement est sensible ou dépend des prostaglandines.

L'objectif de la thèse était d'évaluer le potentiel thérapeutique d'un nouveau pseudopeptide antimicrobien, nommé Pep16, à la fois in vitro et in vivo pour le traitement de l'arthrite septique causée par Staphylococcus aureus. Sept isolats cliniques de S. aureus (dont 1 SARM et 5 SASM) ont été étudiés. Les CMI de Pep16 et des comparateurs (vancomycine, teicoplanine, daptomycine et lévofloxacine) ont été déterminées par la méthode de microdilution en bouillon. L'activité intracellulaire de Pep16 et de la lévofloxacine a été évaluée en utilisant deux modèles d'infection, avec des cellules phagocytaires non-professionnelles (ostéoblastes MG-63) ou professionnelles (macrophages THP-1). L'impact de Pep16 sur la dynamique de croissance du biofilm a été évalué. Un modèle murin d'arthrite septique a été utilisé pour évaluer l'efficacité in vivo de Pep16. Une analyse PK préliminaire a été effectuée en mesurant la concentration plasmatique par LC-MS/MS après une seule injection sous-cutanée de Pep16. Les CMI de Pep16 étaient de 8 mg/L pour tous les isolats cliniques de S. Aureus (de 2 à 32 fois supérieures à celles des comparateurs) tandis que les ratios CMB/CMI confirmaient une activité bactéricide. Tant Pep16 que la lévofloxacine (à 2 x CMI) ont réduit de manière significative la charge bactérienne de tous les isolats testés (2 SASM et 2 SARM) à la fois dans les ostéoblastes et les macrophages. Pep16 a réduit de manière significative les charges bactériennes dans les articulations des genoux des souris infectées par SASM. L'analyse PK après une seule administration sous-cutanée de Pep16 (10 mg/kg) a montré une augmentation lente des concentrations plasmatiques jusqu'à 12 heures (Cmax à 5,6 mg/L).

L’arthrose de l’articulation temporo-mandibulaire (ATM) est une pathologie chronique principalement traitée de manière symptomatique. Face aux cas les plus sévères, une chirurgie invasive peut s’avérer nécessaire puisqu’il n’existe actuellement aucune stratégie efficace pour réparer et régénérer une ATM endommagée. L’analyse de la littérature révèle une absence de modèle de référence pour l’étude de l’arthrose. Le développement d’un modèle fiable est donc une étape nécessaire, afin de pouvoir décrypter les mécanismes de cette pathologie et mettre au point des traitements curatifs. L’objectif de ce travail était de développer un modèle tridimensionnel in vitro, à partir de chondrocytes cultivées en trois dimensions sous forme de sphéroïdes, et de comparer cette technique à la culture en culot, qui est actuellement la méthode de référence. Dans un premier temps, des cellules souches mésenchymateuses (CSM) d’origine dentaire ont été cultivées en deux (témoin négatif) et en trois dimensions sous forme de sphéroïdes et de culots. La différenciation chondrocytaire a été induite et évaluée par PCR quantitative et coloration histologique (bleu Alcian). Dans un second temps, l’arthrose a été induite en exposant les CSM différenciées, ainsi qu’une lignée établie de chondrocytes (lignée C20A4) à de l’interleukine 1 bêta. Ce travail a mis en évidence une supériorité des sphéroïdes par rapport aux culots, pour la différenciation chondrocytaire des cellules souches mésenchymateuses et pour l’induction de l’arthrose. Ces deux modèles de sphéroïdes (différenciation chondrocytaire et modèle d’arthrose) pourront être utilisés pour tester des verres bioactifs innovants en ingénierie tissulaire du cartilage.

La mise en adéquation des moyens déployés avec le niveau de gravité de chaque patient est un enjeu important pour la pérennisation et l’amélioration du système de santé. L’essor simultané de l’interopérabilité des bases de données permettant la collecte de données normalisées et des statistiques prédictives ouvre de nouvelles perspectives dans ce domaine en laissant supposer qu’il serait possible d’entrainer des modèles prédictifs permettant à la fois d’améliorer le service rendu aux patients en individualisant leur parcours de soin tout en rationalisant l’effort collectif nécessaire à leur prise en charge. Cette thèse avait pour objectif de de prédire la survenue d’évènements critiques chez les patients ayant recours aux urgences en utilisant des modèles basés sur l’apprentissage automatique. Trois articles composent ce travail de recherche. Le premier visait à détecter les arrêts cardiaques préhospitaliers en utilisant les enregistrements vocaux des appels des témoins au SAMU. Dans cette optique, plusieurs modèles ont été développés pour détecter les arrêts cardiaques en se basant sur les caractéristiques acoustiques de la voix de l’appelant. Le deuxième article se concentrait sur l’optimisation du diagnostic de COVID-19 en intégrant les tests diagnostiques de référence de type RT-PCR à d’autres éléments clinico-biologiques. Les modèles d’apprentissage automatique développés permettaient une augmentation des performances diagnostiques en ce contexte de pandémie débutante dans l’hypothèse d’une stratégie « zero-COVID ». Le troisième article avait pour objectif la prédiction de quatre évènements critiques chez les patients hospitalisés après un passage aux urgences : la survenue d’un décès, la nécessité d’ intubation, la réanimation cardiopulmonaire et la décision de réaliser des soins palliatifs. Des modèles de forêt aléatoire y ont été développés en intégrant des données les plus exhaustives possibles afin d’établir un profil détaillé des patients : dates d’amission, temps de passages, antécédents, observations médicales, constantes vitales, examens biologiques et compte rendus d’imagerie. Une excellente performance pour la prédiction des quatre événements d’intérêt à été retrouvée dans cet article. Des limites ont par ailleurs été identifiées, comme la nécessité de valider ces approches dans des contextes cliniques réels et d’explorer davantage leur interprétabilité en pratique quotidienne. Ce travail de recherche apporte une contribution significative pour la prédiction des évènements critiques et permettra le développement d’ applications visant à améliorer le parcours de soin des patients confrontés à une situation clinique susceptible de mettre en jeu leur pronostic vital.

Lors de la fabrication des aliments pour animaux, une contamination croisée peut se produire entre les aliments médicamenteux et les non médicamenteux, ce qui peut emmener à la présence non maîtrisée d’antibiotiques dans ces derniers. L’exposition des animaux à des faibles concentrations d’antibiotiques questionne sur les risques d’un potentiel transfert de résidus vers les denrées d’origine animale, ainsi que d’une possible sélection d’antibiorésistance. L’objectif de ces travaux de thèse a été d’étudier ces deux risques. Le risque de résidus dans les denrées d’origine animale a été évalué à travers des expérimentations animales où des porcs ont été exposés à un aliment contaminé à des taux tolérés par les Bonnes Pratiques de Fabrication. Les antibiotiques étudiés ont été l’association sulfadiméthoxine/triméthoprime et l’oxytétracycline. Des échantillons de plasma, de fèces et de tissus ont été prélevés et dosés. Pour étudier le risque de sélection d’antibiorésistance, une expérimentation animale a été faite sur deux groupes de porcs, un groupe témoin et un groupe recevant l’oxytétracycline aux taux de contamination acceptés. Des prélèvements fécaux ont été effectués avant et pendant le traitement afin d’étudier l’évolution des populations E. coli totales et résistantes. Les résultats de ces travaux montrent le besoin de limiter l’exposition des animaux à des aliments contaminés du fait du risque de dépassement des Limites Maximales de Résidus dans les denrées, ainsi que de sélection d’antibiorésistance.