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The PGI2 pathway to enhance wound healing in diabetic foot ulcers
No full textLes ulcères du pied diabétique (UPD) sont une complication du diabète associée à une morbidité significative. Malgré les traitements disponibles, le diabète est responsable d’une amputation toutes les 30 secondes à l’échelle planétaire. La microcirculation cutanée, en apportant oxygène et nutriments, est essentielle à la survie tissulaire. Des anomalies microcirculatoires structurales et fonctionnelles sont présentes dans la peau de patients atteints d’UPD, suggérant un rôle majeur de la microcirculation cutanée dans la physiopathologie de ces ulcères. Toutefois, les mécanismes demeurent mal connus.La prostacycline (PGI2) est un régulateur majeur de l’homéostasie vasculaire produit par les cellules endothéliales. Elle joue aussi un rôle dans l’angiogenèse et la migration des fibroblastes et kératinocytes. Nous émettons l’hypothèse qu’une dysfonction de la voie de la PGI2 est impliquée dans la physiopathologie des UPD, et que cette voie pourrait ainsi être une cible thérapeutique intéressante.Ce projet a eu pour objectif d'explorer les altérations de la voie de la PGI2 sur des modèles murins diabétiques. Il s’intègre dans un projet de recherche translationnelle comprenant des travaux sur un modèle cellulaire en trois dimensions et des études cliniques sur volontaires sains et patients diabétiques. La voie de la PGI2 a été étudiée via trois différentes techniques :Premièrement, un test de réactivité microvasculaire cutanée in vivo provoquée par un courant électrique de faible intensité a été utilisé sur des souris ayant reçu une modulation pharmacologique de la voie de la PGI2. Sur le plan méthodologique, le choix du modèle s’est appuyé sur la réalisation d’une méta-analyse en réseau comparant les différents modèles murins d’ulcères diabétiques. Par ailleurs, une étude de reproductibilité des méthodes de suivi de la perfusion cutanée in vivo a été effectuée.Deuxièmement, une activation directe des récepteurs de la PGI2 par un analogue de cette molécule a également été réalisée sur un modèle de vaisseaux isolés de petits calibres provenant de souris saines ou diabétiques. Dans ce contexte, l’utilisation d’agonistes et d’antagonistes des récepteurs a permis d’explorer les atteintes fonctionnelles vasculaires liées à cette voie chez les animaux diabétiques.Troisièmement, l’expression des gènes et des protéines de la voie de la PGI2 dans plusieurs tissus chez les animaux sains et diabétiques a également été étudiée.En conclusion, notre travail montre que l’évaluation du suivi de la cicatrisation en imagerie de contraste de laser speckle des souris db/db est un modèle approprié. Nous avons également pu démontrer des changements dans la voie de la PGI2 chez les souris diabétiques, notamment au niveau de l’expression des gènes et des protéines. En revanche, nous n’avons pas mis en évidence de dysfonction de l’effet vasomoteur PGI2 dépendant chez les souris diabétiques, in vivo et ex vivo.Diabetic foot ulcers (DFUs) are a complication associated to diabetes with significant morbidity. Despite available treatments, diabetes is responsible for one amputation every 30 seconds worldwide. The cutaneous microcirculation, by providing oxygen and nutrients, is essential for tissue survival. Structural and functional microcirculatory abnormalities are present in the skin of patients with UPD, suggesting a major role of the cutaneous microcirculation in the pathophysiology of these ulcers. However, the mechanisms remain poorly understood.Prostacyclin (PGI2) is a major regulator of vascular homeostasis produced by endothelial cells. It also plays a role in angiogenesis and migration of fibroblasts and keratinocytes. We hypothesize that a dysfunction of the PGI2 pathway is involved in the pathophysiology of UPD, and that this pathway could thus be an interesting therapeutic target.The objective of this project was to explore the alterations of the PGI2 pathway in diabetic mouse models. It is part of a translational research project including work on a three-dimensional cellular model and clinical studies on healthy volunteers and diabetic patients. The PGI2 pathway was studied via three different techniques:First, an in vivo skin microvascular reactivity assay induced by a low-intensity electric current was used on mice with pharmacological modulation of the PGI2 pathway. Methodologically, the choice of model was based on a network meta-analysis realization comparing different mice models of diabetic ulcers. In addition, a study of the reproducibility of in vivo skin perfusion assessment methods was performed.Secondly, a direct activation of PGI2 receptors by an analogue of this molecule was also performed on a model of isolated small vessels from healthy or diabetic mice. In this context, the use of receptor agonists and antagonists allowed the exploration of vascular functional impairment related to this pathway in diabetic animals.Third, the expression of genes and proteins of the PGI2 pathway in several tissues in healthy and diabetic animals was also studied.In conclusion, our work shows that the evaluation of wound healing monitoring by laser speckle contrast imaging of db/db mice is an appropriate model. We were also able to demonstrate changes in the PGI2 pathway in diabetic mice, particularly on gene and protein expression. In contrast, we did not demonstrate dysfunction of the PGI2-dependent vasomotor effect in diabetic mice, in vivo and ex vivo
Iontophoresis prostacyclin analogue to improve the healing of ulcers associated with dermal microvascular dysfunction
No full textLa cicatrisation est un processus complexe faisant intervenir de nombreux acteurs. En contexte pathologique, ces processus peuvent être altérés, entrainant un retard de cicatrisation et l’augmentation du risque de survenue de complications.Durant cette thèse, par une approche préclinique, nous nous sommes intéressés à la cicatrisation d’ulcères cutanés dans deux pathologies : la sclérodermie systémique et le diabète. La sclérodermie systémique est une maladie relativement rare, caractérisée par une atteinte microvasculaire combinée à une fibrose cutanée. De son côté le diabète est une maladie caractérisée par une hyperglycémie chronique étant à l’origine de nombreuses complications. Bien que ces deux pathologies soient différentes d’un point de vue physiopathologique, elles possèdent toutes deux une altération de leur fonction endothéliale ainsi qu’un retard de cicatrisation. Ce contexte physiopathologique augmente la survenue de complication de la cicatrisation, pouvant dans le pire des cas aboutir à l’amputation du membre atteint.Nous avons tenté dans ce travail de thèse de valider l’utilisation de l’iontophorèse de tréprostinil, un analogue de la PGI2, dans le traitement de ces ulcères cutanés.Succinctement, l’iontophorèse est une technique d’administration locale de molécules chargées au moyen d’un courant électrique. De plus, il est reconnu que le courant électrique a un effet positif propre sur la cicatrisation cutanée. Nous avons doc tenté de combiné l’effet pharmacologique du médicament administré avec cet effet courant.Les deux études principales de ce travail ont pu mettre en évidence la faisabilité et la validation du traitement par iontophorèse d’un analogue de la prostacycline d’ulcères cutanés dans un contexte sclérodermique et diabétique.D’autres études précliniques devront toutefois être menées afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu dans ces améliorations de cicatrisation.Wound healing is a complex processes composed with a lot of actors. In pathological context, these processes could be altered may lead to wound healing delay and increasing incidence of complications.During this thesis, my fundamental works focused on wound healing in two pathologies: systemic scleroderma and diabetes. Systemic scleroderma is a rare pathology characterized by a microvascular alteration and cutaneous fibrosis. On a other hand, diabetes is characterized by chronic hyperglycemia would induced numerous complications. These two pathologies are physio-pathologically differences. However they are both characterized by an endothelial dysfunction and wound healing delay. This context increase incidence of wound healing complications, and sometimes lead to an amputation.My work has tried to validate the use of iontophoresis of treprostinil, a prostacycline analogue, in the treatment on skin wound healing.Briefly, iontophoresis is a local method of drugs administration with electric current. Moreover, it’s well known that current alone has a positive impact on wound healing too.We tried to combine in this thesis the pharmacological effect of an analogue of prostacycline with this of the current alone.Both mains studies showed the feasibility and validation of the treatment by iontophoresis of a prostacycline analogue on wound healing in these two pathologies.Furthers studies will be necessary to highlight mechanisms involved in this improvement
Impact of chronic intermittent hypoxia on wound healing in experimental models of diabetic foot ulcers
No full textEn 2045, on estime la prévalence du diabète à 700 millions d'individus dans le monde. Par l'intermédiaire du stress oxydant et d'une inflammation soutenue, l'hyperglycémie chronique (HC) est responsable d'une dysfonction endothéliale systémique. Dans la microcirculation cutanée, l'HC va entraîner de graves complications telles que la microangiopathie et la neuropathie. Celles-ci vont favoriser l'apparition d'ulcères du pied, cause majeure de morbidité avec près d’une amputation toutes les trente secondes dans le monde. Le syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une maladie respiratoire chronique caractérisée par des obstructions des voies aériennes supérieures, une fragmentation du sommeil et une hypoxie intermittente (HI). L’HI soutenue est elle aussi responsable de dysfonctions endothéliales importantes. Bien que ces deux maladies chroniques soient fréquemment associées, l’impact du SAOS (et plus particulièrement de l'HI) sur la cicatrisation des ulcères du pied diabétique est mal connu. L'objectif de cette thèse est d'évaluer l'impact de l'HI sur la cicatrisation dans des modèles expérimentaux d'ulcères liés au diabète. Nous émettons l'hypothèse qu‘une dysfonction microvasculaire additive potentialise le retard de la cicatrisation lié au diabète.En condition diabétique, nous n'avons pas trouvé d'impact de l'HI sur la dysfonction endothéliale basale, sur la formation des ulcères, leurs tailles maximales de même que sur leur fermeture. La perfusion péri-ulcère au cours de la cicatrisation de même que la quantité de nouveaux vaisseaux dans les peaux cicatrisées sont des paramètres non impactés par l'HI. Dans un modèle d'ulcères par excision, un retard de cicatrisation lié à l'HI a été observé lors de la cicatrisation chez des souris saines. Même si les mécanismes responsables de ce retard ne sont pas élucidés, il semblerait qu'il ne soit pas causé par des dysfonctions microvasculaires (basales et pendant la cicatrisation). En revanche, nous avons mis en évidence une augmentation du nombre de nouveaux vaisseaux dans les peaux cicatrisées et une augmentation de la perfusion péri-ulcère a été observé au cours du processus cicatriciel. Dans un modèle d'ulcères de pression, au vu des changements moléculaires dans les peaux réépithélialisées, nous émettons hypothèse que l'HI puisse être responsable d'une peau nouvellement formée à caractère fibrotique.Pour conclure, il semblerait que l'HI chronique n'ait pas d'effets additifs délétères dans la microcirculation de même que dans la cicatrisation cutanée diabétique. En revanche, dans un modèle murin non diabétique, nos données montrent un retard de cicatrisation chez les souris exposées à l'HI. Enfin, ce retard ne semble pas associé à d'éventuelles dysfonctions microvasculaires.By 2045, the prevalence of diabetes is estimated to be 700 million people worldwide. Through oxidative stress and sustained inflammation, chronic hyperglycaemia (CH) is responsible for systemic endothelial dysfunction. In the cutaneous microcirculation, CH will lead to serious complications such as microangiopathy and neuropathy. These will promote the development of foot ulcers, a major cause of morbidity with nearly one amputation every thirty seconds worldwide. Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is a chronic respiratory disease characterised by upper airway obstructions, sleep fragmentation and intermittent hypoxia (IH). Sustained IH is also responsible for significant endothelial dysfunction. Although these two chronic diseases are frequently associated, the impact of OSAS (and especially IH) on diabetic foot ulcer healing is poorly understood. The aim of this thesis is to evaluate the impact of IH on wound healing in experimental models of diabetic foot ulcers. We hypothesise that additive microvascular dysfunction potentiates diabetes-related delayed wound healing.In diabetic conditions, we found no impact of IH on basal endothelial dysfunction, ulcer formation, maximum ulcer size and closure. Peri-ulcer perfusion during healing as well as the amount of new vessels in healed skin were parameters not impacted by IH. In a model of excisional ulcers, IH-related delayed wound healing was observed during wound healing in healthy mice. Although the mechanisms responsible for this delay are not elucidated, it would appear that it is not caused by microvascular dysfunction (basal and during wound healing). Instead, we found an increase in the number of new vessels in healed skin and an increase in peri-ulcer perfusion was observed during the healing process. In a pressure ulcer model, given the molecular changes in the re-epithelialised skin, we hypothesise that IH may be responsible for newly formed skin with a fibrotic character.In conclusion, it appears that chronic IH does not have deleterious additive effects in the microcirculation as well as in diabetic skin healing. On the other hand, in a non-diabetic mouse model, our data show a delay in wound healing in mice exposed to IH. Finally, this delay does not seem to be associated with any microvascular dysfunction
Assessing cutaneous microvascular function with iontophoresis: Avoiding non-specific vasodilation
No full textIontophoresis of vasoactive agents is commonly used to assess cutaneous microvascular reactivity. However, it is known that iontophoresis can be limited by confounding non-specific vasodilatory effects. Despite this, there is still no standardization of protocols or data expression. Therefore, this study evaluated commonly used protocols of iontophoresis by assessing each for evidence of non-specific vasodilatory effects and examined the reproducibility of those protocols that are free of non-specific responses.Twelve healthy participants were administered doses of acetylcholine (ACh) 1-2% and sodium nitroprusside (SNP) 1%, diluted in sodium chloride 0.9% or deionized water, and insulin 100U/mL in a sterile diluent using iontophoresis coupled with laser speckle contrast imaging (LSCI). Increases in blood flux at a control electrode, containing the diluent only, indicated a non-specific response. Reproducibility of iontophoresis protocols that were free of non-specific vasodilatory effects were subsequently compared to that of post-occlusive reactive hyperemia (PORH), used as a standard, in 20 healthy participants.Iontophoresis of ACh or SNP in sodium choloride (0.02mA for 200 and 400s, respectively) and ACh in deionized water (0.1mA for 30s) mediated the least non-specific vasodilatory effects. Microvascular responses to insulin were mediated mainly by non-specific effects. Compared to PORH, the intraday and interday reproducibility for iontophoresis of ACh and SNP (0.02mA for 200 and 400s, respectively) with LSCI was weaker, but still deemed good to excellent when data was expressed, in perfusion units or cutaneous vascular conductance, as the absolute peak blood flux response to the vascular reactivity test or as the change in blood flux between peak and baseline values.This study provides updated recommendations for assessing cutaneous microvascular function with iontophoresis.Jordan Loader, Matthieu Roustit, Frances Taylor, Richard J.MacIsaac, Simon Stewart, Christian Lorenzen, Guillaume Walthe
Etude de la fonction microvasculaire cutanée dans le syndrome de Raynaud : approches physiopathologique et pharmacologique
No full textThe cutaneous microcirculation has been proposed as a model to study generalized microvascular function in various diseases. Moreover, it is specifically affected in Raynaud’s phenomenon, characterized by transient ischemia in the digits in response to cold. Despite recent advances in methods exploring the cutaneous microcirculation, they still suffer from a lack of standardization. In the first part of this dissertation, we have reviewed the different techniques used to assess skin microvascular reactivity, and studied the reproducibility of reactivity tests. We then used these tests to assess cutaneous microvascular reactivity in Raynaud’s phenomenon, and showed abnormal neurovascular control of the microvasculature in these patients. The third part of this dissertation is dedicated to pharmacological studies targeting the cutaneous microcirculation in Raynaud’s phenomenon. We tested the effect of sildenafil, a phosphodiesterase-5 inhibitor, on digital skin blood flow while cooling locally, and showed increase in cutaneous vascular conductance in patients with Raynaud’s phenomenon. Finally, we assessed in animals and in humans the effect of locally administered vasodilating drugs on the cutaneous microcirculation, by using iontophoresis. This innovative approach may be an interesting treatment in Raynaud’s phenomenon.La microcirculation cutanée a été proposée comme modèle d’étude de la dysfonction microvasculaire globale dans les maladies cardiovasculaires. Par ailleurs, elle est spécifiquement atteinte dans le syndrome de Raynaud, qui est une ischémie paroxystique des extrémités déclenchée notamment par le froid. L’exploration de la fonction microvasculaire cutanée suscite donc un réel intérêt, mais les méthodes d’étude souffrent d’une hétérogénéité importante, et leur variabilité intra-individuelle est mal connue. La première partie de ce travail fait la synthèse des différentes méthodes d’étude la fonction microvasculaire cutanée, et rapporte les résultats de deux études consacrées à leur reproductibilité. Nous avons dans une seconde partie étudié grâce à ces tests la réactivité microvasculaire cutanée dans le syndrome de Raynaud, et mis en évidence des anomalies chez ces patients, notamment du contrôle neuro-vasculaire. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l’étude d’approches pharmacologiques ciblées sur les anomalies de la microcirculation cutanée identifiées chez les patients. Nous avons évalué l’effet du sildenafil, un inhibiteur de la phosphodiesterase-5, sur le flux sanguin digital et montré son effet vasodilatateur lors d’un refroidissement local dans le syndrome de Raynaud. Enfin, nous avons étudiés chez l’animal et chez l’homme l’iontophorèse de vasodilatateurs, une approche innovante d’administration locale de médicaments pour augmenter le flux sanguin cutané
Effect of islet transplantation on the incidence of diabetic complications and mortality of type 1 diabetic patients
No full textDrug Use on Mont Blanc: A Study Using Automated Urine Collection
No full textMont Blanc, the summit of Western Europe, is a popular but demanding high-altitude ascent. Drug use is thought to be widespread among climbers attempting this summit, not only to prevent altitude illnesses, but also to boost physical and/or psychological capacities. This practice may be unsafe in this remote alpine environment. However, robust data on medication during the ascent of Mont Blanc are lacking. Individual urine samples from male climbers using urinals in mountain refuges on access routes to Mont Blanc (Goûter and Cosmiques mountain huts) were blindly and anonymously collected using a hidden automatic sampler. Urine samples were screened for a wide range of drugs, including diuretics, glucocorticoids, stimulants, hypnotics and phosphodiesterase 5 (PDE-5) inhibitors. Out of 430 samples analyzed from both huts, 35.8% contained at least one drug. Diuretics (22.7%) and hypnotics (12.9%) were the most frequently detected drugs, while glucocorticoids (3.5%) and stimulants (3.1%) were less commonly detected. None of the samples contained PDE-5 inhibitors. Two substances were predominant: the diuretic acetazolamide (20.6%) and the hypnotic zolpidem (8.4%). Thirty three samples were found positive for at least two substances, the most frequent combination being acetazolamide and a hypnotic (2.1%). Based on a novel sampling technique, we demonstrate that about one third of the urine samples collected from a random sample of male climbers contained one or several drugs, suggesting frequent drug use amongst climbers ascending Mont Blanc. Our data suggest that medication primarily aims at mitigating the symptoms of altitude illnesses, rather than enhancing performance. In this hazardous environment, the relatively high prevalence of hypnotics must be highlighted, since these molecules may alter vigilance
Effect of islet transplantation on the incidence of diabetic complications and mortality of type 1 diabetic patients
No full textÉvaluation de la pertinence des prescriptions de glycopeptides au centre hospitalier universitaire de Grenoble
No full textMémoire de DES (Diplôme d'Études Spécialisées) tenant lieu de thèse d'exercice. - Contient un article en anglais de 19 p. intitulé : "Evaluation of Glycopeptide Prescriptions and Monitoring in a University Hospital", et un article en français de 18 p. intitulé : "Evaluation pharmacoéconomique des traitements par vancomycine versus teicoplanine : un microcosting des glycopeptides".Les glycopeptides (vancomycine et teicoplanine) sont des antibiotiques indiqués dans les infections sévères à cocci à Gram positif. Leur mésusage conduit à des résistances bactériennes aux conséquences cliniques et épidémiologiques graves. Nous avons évalué la pertinence des prescriptions de glycopeptides, leur suivi thérapeutique pharmacologique, ainsi que leur coût de traitement journalier. Toutes les prescriptions de glycopeptides du CHU de Grenoble ont été recueillies sur une période de 3 mois, et analysées indépendamment par deux experts. La pertinence des indications étaient de 77%, et 36% des prescriptions présentaient un schéma posologique correct. La pertinence était meilleure pour la vancomycine que pour la teicoplanine (p=0.01), avec une hétérogénéité entre les services (p=0.04). Le suivi thérapeutique pharmacologique était réalisé dans 40% des cas, un tiers seulement présentant un taux adéquat. Enfin, le profil pharmacoéconomique était favorable à la vancomycine. La pertinence des prescriptions de glycopeptides est donc satisfaisante dans notre établissement. Toutefois, les efforts éducatifs doivent porter sur leurs modalités de prescription et de surveillance
Regional heterogeneity of the results of GLP-1 receptor agonists trials on cardiovascular outcomes in type 2 diabetes
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