Impact des micro et nano plastiques sur les processus de calcification vasculaire et valvulaire. Conséquences pour les pathologies cardiovasculaires. // Impact of micro and nanoplastics on the calcification of interstitial valve cells. Consequences for va

En 2023, l'ONU (a axé sa journée mondiale pour l'environnement sur la crise de la pollution aux plastiques. Chaque année, l'humanité produit plus de 430 millions de tonnes de plastique. Les microplastiques sont des particules de plastique dont la taille est inférieure à cinq millimètres, ils pénètrent dans le corps humain principalement par ingestion (aliments, boissons) et inhalation voire par contact dermique. Récemment, une étude clinique publiée dans la revue New England Journal of Medicine a établi un lien entre la présence de microplastiques (polyvinylchloride et polyethylene) dans les plaques d'athérome carotidiennes et la survenue plus fréquente d'événements cardiovasculaires majeurs. Cette accumulation s'accompagne d'une augmentation des marqueurs pro-inflammatoires (interleukin-18, interleukin-1β, interleukin-6, TNF-α) et d'une infiltration macrophagique (CD3, CD68). En dehors de ces modifications, aucun mécanisme à ce jour n'est proposé pour relier l'accumulation des microplastiques à la survenue d'événements cardiovasculaire. Or, il est maintenant clairement admis que l'étendue et la sévérité des calcifications vasculaires et valvulaires constituent des facteurs de risque majeurs, prédictifs de morbidité et de mortalité cardiovasculaires. La calcification est définie comme résultant d'un dépôt pathologique de minéral au niveau du système cardiovasculaire. La présence de ces calcifications augmente la rigidité artérielle, altère l'hémodynamique cardiovasculaire et augmente le risque de développer des pathologies cardiovasculaires comme l'hypertension artérielle et l'insuffisance cardiaque. Concernant plus précisément les calcifications valvulaires, les valves touchées développent une incapacité à réguler le flux sanguin augmentant le risque de mortalité cardiovasculaire, même chez les patients asymptomatiques. Bien que de nombreuses études ont été menées ces dernières années sur les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la survenue des calcifications cardiovasculaires, beaucoup de facteurs pro-calcifiants restent à identifier. C'est pourquoi nous souhaitons, dans le cadre de ce travail de thèse, tester l'hypothèse selon laquelle l'augmentation du risque cardiovasculaire pourrait être liée, au moins en partie, à une modification des capacités pro-calcifiantes des cellules vasculaires et valvulaires par les microplastiques. Il s'agit donc dans ce travail d'évaluer l'impact des micro- et nano-plastiques sur la calcification des cellules musculaires lisses humaines et des cellules interstitielles de la valve aortique et d'évaluer leur implication dans le développement des plaques athérosclérotiques aortiques et du rétrécissement aortique calcifié. Ce travail sera réalisé en développant des approches in vitro par l'étude des effets des micropollulants sur des cultures primaires humaines de cellules vasculaires et valvulaires établies à partir du recueil d'échantillons d'exérèse chirurgicale. Les mécanismes pro-calcifiants, notamment l'impact des microplastiques sur les changements phénotypiques des cellules seront évalués. Des analyses de transcriptomique (RNA Seq) et protéomique seront menées pour tenter d'identifier les facteurs impliqués. Grâce à l'utilisation de cohortes de patients atteints de rétrécissement aortique calcifié, disponibles au laboratoire, un lien sera recherché entre les concentrations circulantes des microplastiques et les niveaux de calcification valvulaire et la progression de la maladie. Ce travail bénéficiera de l'expertise établie par le laboratoire MP3CV depuis de nombreuses années dans le domaine des calcifications cardiovasculaires. Il bénéficiera également d'une collaboration internationale avec le laboratoire LEMON (O Laboratório para o Estudo Mineral e Ósseo em Nefrologia), UNICAMP, université d'état de São Paulo, Brésil ; spécialiste de l'impact des microplastiques sur la santé osseuse.
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In 2023, the UN focused its World Environment Day on the plastic pollution crisis. Every year, humanity produces over 430 million tons of plastic. Microplastics are plastic particles smaller than five millimeters, and they enter the human body primarily through ingestion (food, drinks), inhalation, and even through dermal contact. Recently, a clinical study published in the New England Journal of Medicine established a link between the presence of microplastics (polyvinyl chloride and polyethylene) in carotid atheromatous plaques and the more frequent occurrence of major cardiovascular events. This accumulation is accompanied by an increase in pro-inflammatory markers (interleukin-18, interleukin-1β, interleukin-6, TNF-α) and macrophage infiltration (CD3, CD68). Apart from these changes, mechanism to link microplastic accumulation with higher occurrence of cardiovascular events are still to, be discovered. However, it is now widely accepted that the extent and severity of vascular and valvular calcifications are major risk factors that predict cardiovascular morbidity and mortality. Calcification is defined as the pathological deposition of minerals within the cardiovascular system. The presence of these calcifications increases arterial stiffness, alters cardiovascular hemodynamics, and raises the risk of developing cardiovascular diseases such as hypertension and heart failure. Regarding valvular calcifications, affected valves develop an inability to regulate blood flow, increasing the risk of cardiovascular mortality, even in asymptomatic patients. While many studies have been conducted in recent years on the pathophysiological mechanisms involved in cardiovascular calcifications, many pro-calcifying factors remain to be identified. Therefore, in the context of this doctoral research, we aim to test the hypothesis that the increased cardiovascular risk could be linked, at least in part, to a modification of the pro-calcifying abilities of vascular and valvular cells by microplastics. The objective of this work is to evaluate the impact of micro- and nano-plastics on the mineralization of human smooth muscle cells and interstitial aortic valve cells and to assess their role in the development of aortic atherosclerosis and calcified aortic stenosis. This research will be carried out by developing in vitro approaches to study the effects of micropollutants on primary human vascular and valvular cell cultures originated from surgically excised samples. Pro-calcifying mechanisms, particularly the impact of microplastics on phenotypic changes in cells, will be evaluated. Transcriptomic (RNA Seq) and proteomic analyses will be performed to identify the involved factors. Using patient cohorts with calcified aortic stenosis, available in the laboratory, a link will be sought between circulating microplastic concentrations and valvular calcification levels as well as disease progression. This work will benefit from the expertise established by the MP3CV laboratory over many years in the field of cardiovascular calcifications. It will also benefit from international collaboration with the LEMON laboratory (Laboratório para o Estudo Mineral e Ósseo em Nefrologia), São Paulo state university Brazil, specialized in the impact of microplastics on bone health
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Début de la thèse : 01/10/2025

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université de Picardie - Jules Verne

585 Sciences, Technologie, Santé

Candidat avec une expertise dans le domaine de la culture cellulaire et sachant utiliser les outils classiques de la biologie moléculaire (Western blot, PCR, RNA seq...). Une expertise des modèles animaux sera un plus.
Candidate with expertise in the field of cell culture, skilled in using classical molecular biology tools (Western blot, PCR, RNA seq...). Expertise in animal models would be a plus.