Impact de l'hypoxie intermittente chronique sur la cicatrisation dans des modèles expérimentaux d'ulcères du pied diabétique

Impact of chronic intermittent hypoxia on wound healing in experimental models of diabetic foot ulcers

• Auteur / Autrice : Clément Calissi
• Direction : Matthieu Roustit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement
• Date : Soutenance le 30/05/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Hypoxie : physiopathologie cardiovasculaire et respiratoire (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Luc Cracowski
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Carole Planès, Anne-Laure Borel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Guillaume Walther, Wojciech Trzepizur

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles animaux

Microangiopathies

Microcirculation

Ulcères

Pied diabétique

Mots clés libres

Ulcères du pied diabétique

Hypoxie intermittente chronique

Fonction endothéliale

Microcirculation

Cicatrisation

Microangiopathie

Diabetic foot ulcers

Chronic intermittent hypoxia

Endothelial dysfunction

Microcirculation

Wound healing

Microangiopathy

Résumé

En 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.