Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le gabapentin est une molécule lipophile dérivée de l'acide y-aminobutyrique (GABA). Ce médicament traverse la barrière hémato-encéphalique, se lie à la sous-unité α2β des canaux calciques voltage-dépendents de type Let réduit l'influx de Ca2+ dans les neurones de rat. Le gabapentin diminue la libération de la sérotonine dans le système nerveux central. Par contre, il n'affecte pas directement les récepteurs sérotoninergiques et ne modifie pas la recapture du neurotransmetteur. Des études animales et cliniques ont démontré que le gabapentin possède des propriétés anticonvulsivantes, anxiolytiques et analgésiques. Si l'activité anticonvulsivante du gabapentin peut être, du moins, en partie, expliquée par son effet inhibiteur sur les canaux calciques de type L, son mécanisme d'action anxiolytique est encore inconnu. A l'encontre des benzodiazépines qui influencent la neurotransmission GABAergique, le gabapentin n'affecte pas directement les cibles moléculaires de cette neurotransmission. L'implication de la neurotransmission sérotoninergique dans l'anxiété est supportée par l'efficacité thérapeutique des agonistes 5-HTIA et des inhibiteurs spécifiques de la recapture sérotoninergique, ainsi que par les propriétés anxiogéniques des agonistes 5-HTrn. Considérant ces observations, nous avons émis l'hypothèse que le gabapentin, en diminuant la libération de la sérotonine centrale, induirait des modifications de la densité des récepteurs 5-HT 1A et 5-HT rn, sans affecter pour autant les transporteurs. Pour évaluer cette hypothèse, nous avons étudié les effets de l'administration chronique du gabapentin sur la radio liaison de ligands spécifiques aux récepteurs 5-HT1A, aux récepteurs 5-HTrn et aux transporteurs sérotoninergiques du rat. Le gabapentin fut administré i.p. pendant 21 jours à 30 mg/kg et à 100 g/kg et comparé au salin. Les études topologiques ont été effectuées par autoradiographie quantitative en utilisant le [3H]citalopram pour la radioliaison aux transporteurs sérotoninergiques, le [3H]8-0HDPAT pour marquer les récepteurs 5-HTIA et le [3H]GR 125743 pour la radioliaison aux récepteurs 5-HTrn. La densité des récepteurs et des sites de recapture de la sérotonine a été évaluée par un analyseur d'images informatisé (MCID™) qui permet une haute résolution dans la quantification des densités optiques de films autoradiographiques. Les régions cérébrales analysées ont été les suivantes : le cortex ( cingulaire, frontal, parietal, enthorinal), le septum (latérodorsal et latérointermédiaire), les noyaux raphé (dorsal et médian), l'hippocampe (CAl,2,3 et DG), la substance noire, le globus pallidus, le noyau accumbens et caudéputamen (rostral et caudal). Nous avons trouvé que le traitement au gabapentin diminue la radioliaison du 8-0HDPAT tritié aux récepteurs 5-HT1A de l'hippocampe (le CAl et DG), du cortex frontal et du septum et réduit aussi la radioliaison du GR 125743 tritié aux 5-HTrn du DG hippocampique. Par contre, ce traitement n'affecte pas la radioliaison aux sites de recapture de la sérotonine. Une interprétation possible de nos résultats est que le gabapentin affecte les récepteurs sérotoninergiques de façon indirecte. En diminuant l'influx calcique dans les canaux calciques centraux, au niveau du cortex frontal, de l'hippocampe (CAl et DG) et du septum, le gabapentin pourrait entraîner une réduction de la libération de la 5-HT. La diminution de ce neurotransmetteur induirait alors une régulation à la baisse des autorécepteurs 5-HTrn dans le DG. Par ailleurs, la diminution de l'entrée du calcium provoquée par le gabapentin pourrait induire une baisse d'affinité des récepteurs 5-HT1A postsynaptiques pour leur ligand spécifique.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La grossesse s'accompagne d'une réponse pressive diminuée aux stimuli d'agents vasoactifs. Les mécanismes responsables de ce changement demeurent peu connus. Afin de mieux les comprendre, nous avons évalué la dépendance du muscle lisse vasculaire au calcium extracellulaire lors de sa contraction. Plus spécifiquement, nous avons mesuré la fonction des canaux calciques dépendants du voltage, voie d'entrée importante de calcium extracellulaire, sur des anneaux aortiques de rates gestantes à terme et des rates vierges servant de témoins. Dans un premier temps, différentes concentrations de calcium extracellulaire ont été utilisées afin de mesurer les réponses contractiles à la phényléphrine, un agoniste a-adrénergique. L'effet maximal de la phényléphrine diminue significativement en présence de 0.5 mM et 0.25 mM de calcium dans la solution physiologique chez les témoins. Par contre, chez les gestantes, cette diminution n'apparaît qu'en présence de 0.25 mM de calcium. Ces résultats suggèrent une sensibilité diminuée des vaisseaux sanguins au calcium extracellulaire au cours de la grossesse. Les contractions des anneaux à la phényléphrine, mesurées en l'absence de calcium dans la solution physiologique, s'avèrent plus importantes chez la rate gestante que chez la rate vierge. Ces réponses sont pratiquement absentes chez les deux groupes d'animaux lorsque le KC1, un agent dépolarisant, est utilisé comme stimulant. Dans un deuxième temps, l'effet de différents bloqueurs de canaux calciques a été étudié sur des anneaux aortiques de rates gestantes et vierges. Le D-600, un bloqueur de canaux calciques de la famille des phénylalkylamines, inhibe les réponses au CaC12 dans les deux groupes d'anneaux étudiés. 11 induit une inhibition de la réponse à la phényléphrine et au KC1 proportionnellement à sa concentration dans le milieu physiologique. Cependant, son effet est moins prononcé sur les tissus provenant des rates gestantes que ceux des vierges et ce pour les deux agonistes. La cinnarizine, un bloqueur de canaux calciques, de type pipérazine, est, pour sa part, plus efficace pour bloquer les réponses contractiles au KC1 et à la phényléphrine sur les anneaux aortiques provenant de rates vierges par rapport aux anneaux de rates gestantes. Troisièmement, l'effet de bloqueurs de la phosphodiestérase a été évaluée. L'amrinone, décrite comme un bloqueur des canaux calciques opérés par un récepteur, bloque aussi la phosphodiestérase et engendre une réduction similaire de la contraction maximale à la phényléphrine et au KC1 dans les deux groupes étudiés. L'IBMX (1-methy1-3-isobutylxanthine), un inhibiteur non-spécifique de la phosphodiestérase, s'avère moins apte à diminuer la contraction à la PhE sur les anneaux aortiques de rates gestantes que de rates vierges. Finalement, les taux de captation de 45Ca2+ont été investigués. La captation de 45Ca2+, lorsque mesurée à différents temps, en absence ou en présence d'une stimulation, montre une diminution sur les anneaux aortiques de rates gestantes en comparaison à ceux des rates vierges. Par ailleurs, quand les compartiments intracellulaires de calcium sensibles à la phényléphrine sont vidés, leur remplissage est retardé dans les aortes de rates gestantes. Enfin, la captation de 45Ca2+des deux groupes de tissus, avec ou sans AVP (8arg-vasopressine), n'est pas significativement diminuée. Par contre, l'amrinone induit une diminution de captation de 45Ca2+sur les tissus de rates vierges mais non sur ceux de rates gestantes lorsque la phényléphrine (1 mon) est utilisée. L'ensemble de ces résultats démontre une diminution de l'influx de calcium extracellulaire dans la cellule musculaire lisse vasculaire; résultat d'une possible diminution de l'activité des canaux calciques dépendants du voltage. De plus, nos résultats suggèrent que des mécanismes contrevenants à la contraction semblent inhibés lors de la gestation chez la rate.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le présent travail s'inscrit dans le domaine de la libération contrôlée des médicaments. Un polymère naturel, la chitosane modifiée par acylation, fait l'objet de l'étude en tant que nouvel excipient pour la fabrication des comprimés à libération prolongée de principe actif. La chitosane est un polysaccharide préparé chimiquement à partir de la chitine par un traitement alcalin à haute température (Muzzareli, 1977). Elle ne possède pas la propriété de former un gel dans un milieu aqueux, cependant, lorsque les molécules de ce polymère sont substituées par des chaînes carbonées, cela génère des dérivés de chitosane capables de gonfler dans l'eau ou dans un tampon phosphate. Le mécanisme de gonflement du polymère substitué est dû à l'éloignement des macromolécules les unes des autres entraînant ainsi un espace diffusionnel. Une telle structure est appelée hydrogel. Les propriétés gélifiantes de ces dérivés de chitosane ont été mises à profit pour l'étude de la cinétique de libération des médicaments. La première section de ce mémoire est une revue des différentes formes à libération contrôlée. La deuxième section est divisée en deux parties : la première décrit la synthèse de trois dérivés de chitosane. Ces derniers sont caractérisés par leur capacité à former un gel en milieu aqueux. Dans la deuxième partie, les systèmes réservoir et matriciel ont été choisis comme modèle pour analyser l'influence du poids moléculaire du médicament ainsi que de la géométrie du comprimé sur la cinétique de libération. Pour déterminer le mécanisme de libération, on a utilisé l'équation de PEPPAS (Peppas, 1987) comme modèle mathématique afin d'interpréter les résultats expérimentaux.

Doctor of Philosophy / Department of Diagnostic Medicine/Pathobiology / Ronette Gehring / Milk composition has a dynamic nature, and the composition varies with stage of lactation, age, breed, nutrition and health status of the udder. The changes in milk composition seem to match the changes in the expression of membrane proteins in secretory mammary epithelial cells that are needed for the movement of molecules from blood to milk and vice versa (Nouws and Ziv, 1982). Thus, an understanding of transporter expression, function and regulation in mammary epithelial cells can provide insight into mammary gland function and regulation. The goal of this project was to elucidate (molecularly and functionally) the role of drug transporters in the barrier function of an epithelial monolayer cultured from an immortalized bovine mammary epithelial cell line (BME-UV). To characterize the regulation (expression and function) of these drug transporters in BME-UV cells after exposure to cytokine TNF-α for selected periods of time. Representative members of drug transporters of the SLC (OCT and OAT) and ABC (P-glycoprotein) superfamilies were chosen for this project. In the first study, the involvement of a carrier-mediated transport system in the passage of organic cation (TEA) and anion (EsS) compounds was elucidated across the BME-UV monolayer. In the second study, molecular and functional expression of bOAT isoforms in BME-UV cells were studied. The final study characterized the effects of cytokine TNF-α on the expression and function of P-glycoprotein, an efflux pump, in BME-UV cells. Cytokine TNF-α exposure induced the expression of ABCB1 mRNA and increased P-glycoprotein production in BME-UV cells, resulting in a greater efflux of digoxin, a known P-glycoprotein substrate, back into the apical fluid. The expression, function, and regulation of these transporters in the mammary gland has important implications for understanding the barrier function of the mammary epithelium and, in more specific, for characterizing the role of these transporters in the accumulation and/or removal of specific substrates from milk and/or plasma. Moreover, this study provides an in vitro cell culture model of mammary epithelium to characterize mammary epithelial cell function during inflammation.

Patients with MDD demonstrate impairments in various components of affective processing, which are believed to persist in the remitted phase of the illness and are believed to underlie the vulnerability for future relapse. Despite advances in neuropsychiatry, the neuroanatomical site of action of various treatment modalities remains unclear, leaving clinicians without an algorithm to guide optimal treatment selection for individual patients. This thesis sought to characterize differences in brain activation during affective processing between MDD treatment responders (RS) and non-responders (NR) by combining clinical and neuroimaging variables in a repeat-measure functional magnetic resonance imaging (fMRI) investigation. We induced increases in positive and negative affect using visual stimuli under fMRI conditions in 21 MDD subjects and 18 healthy controls (HC). Based on previous neuroimaging investigations and preclinical animal data, we hypothesized that increased activation of the amygdala and the pregenual cingulate during negative affect induction (NAI), and decreased activity of the ventral striatum during positive affect induction (PAI), would differentiate ultimate NR from RS. Following the first scan, treatment with fluoxetine and olanzapine was initiated in the MDD group, with follow-up scans at one- and six-weeks thereafter. We hypothesized that decreases in depressive symptoms would be associated with decreased activation of the ventromedial prefrontal cortex (PFC) and amygdala during NAI and increased activation of the hippocampus during PAI. Eleven MDD subjects met criteria for clinical remission at study endpoint. Based on trait differences between MDD and HC, we hypothesized that differences observed during NAI would be limited to brain regions involved in regulation of the affective state, including the dorsolateral PFC and the anterior midcingulate cortex. The results of the analyses confirmed the a-prior hypotheses and additionally demonstrated differential activation of the insular, medial temporal, and premotor cortex during repeat PAI and NAI between HC, RS, and NR. These findings provide: i) a neuroanatomical target of successful antidepressant therapy during PAI/NAI; ii) a differential effect of depressive symptoms and dispositional affect on brain activation during PAI/NAI; and iii) an a-prior method to differentiate RS from NR, and iv) demonstrate the need for additional treatment to prevent relapse in the remitted state.

The dopamine D2 receptor exists in vitro in two states of agonist affinity: a high-affinity state mediating dopamine’s physiological effects, and a physiologically-inert low-affinity state. Our primary goal was to determine the in vivo relevance of this two-affinity-state model for the agonist PET radiotracer [11C]-(+)-PHNO, developed for measurement of the D2 high-affinity state. Our second goal was to characterize the regional D2 versus D3 pharmacology of [3H]-(+)-PHNO binding and assess its utility for measuring drug occupancy at both receptor subtypes. Using ex vivo dual-radiotracer experiments in conscious rats, we showed that, contrary to the two-affinity-state model, the binding of [11C]-(+)-PHNO and the antagonist [3H]-raclopride were indistinguishably inhibited by D2 partial agonist (aripiprazole), indirect agonist (amphetamine) and full agonist ((-)-NPA) pretreatment. Furthermore, ex vivo [11C]-(+)-PHNO binding was unaffected by treatments that increase in vitro high-affinity state density (chronic amphetamine, ethanol-withdrawal), whereas unilateral 6-OHDA lesion, which increases total D2 receptor expression, similarly increased the ex vivo binding of [11C]-(+)-PHNO and [3H]-raclopride. These results do not support the in vivo validity of the two-affinity-state model, suggesting instead a single receptor state for [11C]-(+)-PHNO and [3H]-raclopride in conscious rat. Importantly, we also demonstrated that the increased amphetamine-sensitivity of the agonist radiotracers [11C]-(+)-PHNO and [11C]-(-)-NPA, commonly seen in isoflurane-anaesthetized animals and cited as evidence for the two-affinity-state model, is due to the confounding effects of anaesthesia. Using in vitro and ex vivo autoradiography in rat and the D3 receptor-selective drug SB277011, we found that [3H]-(+)-PHNO binding in striatum and cerebellum lobes 9 and 10 was due exclusively to D2 and D3 receptor binding, respectively, but in other extra-striatal regions to a mix of the two receptor subtypes. Surprisingly, the D3 contribution to [3H]-(+)-PHNO binding was greater ex vivo than in vitro. Also surprising, several antipsychotic drugs, at doses producing 80% D2 occupancy, produced insignificant (olanzapine, risperidone, haloperidol) or small (clozapine, ~35%) D3 occupancy, despite similarly occupying both receptor subtypes in vitro. These data reveal a significant discrepancy between in vitro and ex vivo measures of dopamine receptor binding and suggest that the D3 occupancy is not necessary for the therapeutic effect of antispychotic drugs.

Des études antérieures ont démontré que le métabolisme de la rétine, son apport sanguin et sa consommation de l'oxygène sont plus élevés dans le noir (Riva C.E. et al. 1983, Wang L. et al. 1996, Tam B.M. and Moritz O.L. 2007). Les stimuli physiologiques jouent supposément un rôle important dans le développement des différents systèmes nerveux (Arthur W. Spira, David Parkinson 1991). La privation de la rétine de son stimulus physiologique, la lumière, est un moyen valable de démontrer la validité de ce concept. D'autres études ont affirmé que les injections de dichlorure de paraquat dans la cavité vitréenne causent une sévère rétinopathie (Rétinopathie induite par paraquat: RIP). Cette rétinopathie est provoquée par les dérivés réactifs de l'oxygène (DRO) générés par le paraquat (Cingolani C. et al. 2006, Lu L. et al. 2006). Le but de notre premier projet (''Dark rearing project'') était de déterminer si les conséquences nocives de l'hyperoxie postnatale chez les rats albinos SD pourraient être amoindries en élevant une portée de rats au noir. Nos résultats suggèrent qu'une augmentation du métabolisme de la rétine causée par la déprivation de lumière chez les ratons, pourrait protéger ou masquer certains effets néfastes de l'hyperoxie postnatale. Le but de notre deuxième étude (''Paraquat project'') était d'examiner les possibles points de similitude entre RIP et d'autres modèles de rétinopathies oxydatives étudiés présentement par notre équipe, à savoir: Rétinopathie induite par l'oxygène (RIO) et Rétinopathie induite par la lumière (RIL). Nos résultats suggèrent que l'injection de dichlorure de paraquat dans la cavité vitréenne cause des changements sévères de la fonction de la rétine, tandis que sa structure semble intacte. La sévérité de ces changements dépend inversement de la maturité de la rétine au moment de l'injection. / In previous studies it has been shown that retinal metabolism, blood flow and oxygen consumption are significantly higher during dark adaptation (Riva C.E. et al. 1983, Wang L. et al. 1996, Tam B.M. and Moritz O.L. 2007). Physiological stimuli are supposed to play an important role in development of different neural systems (Arthur W. Spira, David Parkinson 1991). One way to demonstrate the accuracy of this statement is depriving the retina of its physiological stimulus: light. It has also been shown that an intravitreal injection of paraquat dichloride causes a severe retinopathy (Paraquat-Induced Retinopathy: PIR) resulting from the reactive oxygen species (ROS) that it generates (Cingolani C. et al. 2006, Lu L. et al. 2006). The purpose of our first project (''Dark rearing project'') was to determine whether the harmful effects of postnatal hyperoxia in albino SD rats could be decreased by dark rearing the rats. Our results would suggest that the increase in the retinal metabolic rate triggered by the dark-rearing period, would protect (or mask) some of the deleterious effects of postnatal hyperoxia. The purpose of our second study (''Paraquat project'') was to examine how the PIR could be compared to the other models of oxidative retinopathy currently studied by our team, namely: Oxygen-induced retinopathy (OIR) and Light-induced retinopathy (LIR). Our results suggest that an intravitreal injection of paraquat causes a severe functional but not structural retinopathy, the severity of which appears to be inversely related to the state of retinal maturation reached at time of injection.

L'Infarctus du myocarde (IM) provoque, chez le rat, une augmentation de l'apoptose dans le système limbique en plus d'induire des symptômes qui s'apparentent à la dépression chez l'humain. Nous avons démontré qu'une diète élevée en oméga-3 ou la prise de probiotiques pouvaient être efficaces pour réduire ces effets si ces interventions débutaient avant l'induction de l'ischémie myocardique. Cette étude a pour objectif de déterminer l'efficacité de ces interventions si elles débutent après l'ischémie myocardique. L’IM a été induit chez le rat mâle Sprague-Dawley par l’occlusion de l’artère coronaire descendante antérieure gauche pendant 40 minutes. À la suite de l’ischémie, les rats ont reçu des probiotiques (1 billion de bactéries vivantes de L. helveticus R0052 et de B. longum R0175) ou un véhicule dans leur eau de boisson en présence d'une diète élevée ou faible en oméga-3. À 3 jours post-IM, l’activité enzymatique de la caspase-3 et le nombre de cellules dUTP nick-end labelling (TUNEL) positives sont diminués dans les régions CA1 et le corps godronné de l’hippocampe ainsi que dans l’amygdale en présence de la diète élevée en oméga-3. La prise de probiotiques atténue également l’activité de la caspase-3 et le nombre de cellules TUNEL positives dans le corps godronné et l’amygdale médiane. À 2 semaines post-IM, le comportement dépressif évalué par 3 tests comportementaux (test d’interaction sociale, test de nage forcée et test d’évitement passif) a été observé chez le groupe recevant la diète faible en oméga-3 sans probiotiques et le comportement dépressif a été atténué avec la diète élevée en oméga-3 et/ou la prise de probiotiques. Les probiotiques ont augmenté les niveaux plasmatiques d’interleukine-4 (IL- 4) tandis que la diète élevée en oméga-3 a montré une diminution de la protéine chimiotactique monocytaire 1 (MCP-1). Ces résultats indiquent qu’une diète élevée en oméga-3 ou la prise de probiotiques, débutant à la suite de l’IM, s’avèrent bénéfiques pour atténuer la dépression et l’apoptose dans le système limbique. / Proinflammatory cytokines play a central role in depressive-like behavior and apoptosis in the limbic system after myocardial infarction (MI). Polyunsaturated fatty acids (PUFA) omega-3 diet or the combination of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 probiotics, when given before ischemic period, reduce circulating proinflammatory cytokines as well as apoptosis in the limbic system. This study was designed to determine if the same nutritional interventions maintain their beneficial effects when started after the onset of the reperfusion period and attenuate depressive-like behavior. MI was induced by the occlusion of the left anterior descending coronary artery for 40 minutes in rats. After the onset of reperfusion, animals were fed with a high or low PUFA omega-3 diet, combined or not with 1 billion live bacteria of L. helveticus R0052 and B. longum R0175. At 3 days post-MI, caspase-3 enzymatic activities and terminal dUTP nickend labelling (TUNEL)-positive cells were decreased in the CA1, dentate gyrus and amygdala with the high PUFA omega-3 diet as compared to the other diet. Probiotics attenuated caspase-3 activity and TUNEL-positive cells in the dentate gyrus and the medial amygdala. At 2 weeks post-MI, depressive-like behaviour, evaluated by 3 behavioural tests (social interaction, passive avoidance and forced swim test), was observed in the low PUFA omega-3 diet without probiotics and this behavior was attenuated with the high PUFA omega-3 diet or/and probiotics. Probiotics increased interleukin-4 plasmatic concentrations while high PUFA omega-3 diet decreased monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1). These results indicate that a high PUFA omega-3 diet or the administration of probiotics, starting iii after the onset of reperfusion, are beneficial to attenuate post-MI depression and apoptosis in the limbic system.

La warfarine est un médicament anticoagulant possédant un faible index thérapeutique et une grande variabilité intra et interindividuelle dans la réponse au traitement. Les facteurs déterminants de la réponse à la warfarine ne sont pas tous connus et la présente étude vise à tester l'hypothèse que la pratique régulière d’activité physique puisse y être associée. Nous avons évalué si l’activité physique, mesurée à l’aide de 2 questionnaires différents, était associée à la dose de warfarine et au pourcentage de temps passé à l'intérieur de l'intervalle thérapeutique ciblé (time in therapeutic range : TTR). L’étude a été menée chez les 1064 participants de la Cohorte warfarine de l’Institut de Cardiologie de Montréal (ICM) et chez 618 utilisateurs de warfarine issus de la Biobanque de l’ICM. Nous avons trouvé que, dans les deux cohortes, les patients actifs nécessitaient une dose hebdomadaire moyenne plus élevée que les patients inactifs. L’association perdurait lorsque le modèle statistique était ajusté pour différentes variables connues pour influencer la réponse à la warfarine, telles que le génotype aux gènes CYP2C9 et VKORC1, l’âge, la taille, le poids, et l’INR ciblé. L’INR ciblé est décidé par le médecin et il correspond généralement à 2,0 – 3,0 ou 2,5 – 3,5. Les patients de la Cohorte warfarine avaient aussi plus de chances d’avoir un TTR inférieur à 60%, donc d’être moins stables. La pratique régulière d’activité physique est donc un facteur déterminant de la dose thérapeutique de warfarine et la pratique d'activité physique intensive est associée à un TTR plus faible. / Warfarin is an oral anticoagulant agent with a narrow therapeutic index. Dosing of warfarin is highly variable among patients and it may also vary in time for the same patient. All factors influencing warfarin response are not known and this study aims to elucidate if regular physical activity is one important factor. We evaluated whether warfarin dosage and the time in therapeutic range (TTR) were associated with RPA. RPA was measured via 2 different questionnaires. The study was conducted by using 1,064 patients in the Quebec Warfarin Cohort (QWC) and 618 patients from the Genetic-Hospital Cohort. Both cohorts are hosted at the Montreal Heart Institute. In both cohorts, we found that active patients required higher weekly doses of warfarin than inactive patients. The association was maintained when the model was adjusted for variables known to influence warfarin response, i.e. CYP2C9 and VKORC1 genotypes, age, height, weight and targeted INR. The targeted INR is fixed by the physicist and is usually between 2.0 and 3.0 or between 2.5 or 3.5. Active patients from the QWC were more susceptible to have a TTR inferior to 60%, i.e. to be unstable. RPA influences warfarin response and intensive RPA is associated with a greater instability in treatment response.

L'hypertension systolique isolée (HSI), amenée par une augmentation de la rigidité vasculaire, est la forme d'hypertension la plus fréquente chez les personnes âgées de plus de 60 ans. L'augmentation de la rigidité vasculaire, causée en partie par la calcification aortique médiale, est accélérée de 15 ans chez les diabétiques. Il est suggéré que la calcification aortique serait responsable de la résistance aux agents antihypertenseurs chez les patients souffrant d'HSI, d'où la nécessité de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la calcification artérielle. La protéine Gla de la matrice (MGP) est une protéine anti-calcifiante dépendante de la vitamine K, qui doit être γ-carboxylée pour être active. Deux enzymes sont responsables de la γ-carboxylation, soit la γ-glutamyl-carboxylase et la vitamine K époxyde réductase (VKOR). Plusieurs études récentes ont indiqué que la calcification vasculaire semblait être associée à une réduction de la γ-carboxylation de la MGP, et à un déficit en vitamine K. La modulation de l'expression et/ou de l'activité de la γ-carboxylase et de la VKOR et l'impact de cette modulation sur la γ-carboxylation de la MGP en présence de diabète n'est pas connue. L'objectif principal de cette thèse était de déterminer les mécanismes impliqués dans l'accélération de la rigidité artérielle causée par la calcification des gros troncs artériels dans le diabète. Nous avons ainsi confirmé, dans un modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète de type 1, que la γ-carboxylation de la MGP était bel et bien altérée au niveau aortique. En fait, nous avons démontré que la quantité de MGP active (i.e. MGP γ-carboxylée, cMGP) au sein de la paroi vasculaire est diminuée significativement. Parallèlement, l'expression de la γ-carboxylase était diminuée de façon importante, alors que ni l'expression ni l'activité de la VKOR n'étaient modifiées. La diminution de l'expression de la γ-carboxylase a pu être reproduite dans un modèle ex vivo d'hyperglycémie. À l'aide de ce modèle, nous avons démontré que la supplémentation en vitamine K dans le milieu de culture prévenait la diminution de l'expression de la γ-carboxylase, alors que les animaux diabétiques de notre modèle in vivo avaient des concentrations plasmatiques de vitamine K pratiquement triplées. D'autre part, l'étude des voies de signalisation impliquées a révélé que la voie PKCβ pourrait être responsable de l'altération de la γ-carboxylase. Ces résultats génèrent de nouvelles pistes de réflexion et de nouvelles idées de recherche. Par exemple, il serait important de vérifier l'effet de la supplémentation en vitamine K dans le modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète pour évaluer l'effet sur la γ-carboxylation de la MGP et par le fait même, sur la calcification vasculaire. De plus, l'évaluation de l'effet de l'administration de molécules ciblant la voie PKC chez ce même modèle animal permettrait de déterminer leur impact sur le développement de la calcification vasculaire et d'évaluer leur potentiel thérapeutique. Selon les résultats de ces études, de nouvelles options pourraient alors être à notre disposition pour prévenir ou traiter la calcification artérielle médiale associée au diabète, ce qui aurait pour effet de ralentir le développement de la rigidité artérielle et d'ainsi diminuer le risque cardiovasculaire associé à l'HSI. / Arterial stiffness contributes to the development of isolated systolic hypertension (ISH), the most prevalent form of hypertension in the elderly. Arterial stiffness, due in part to the calcification of large arteries, is accelerated by 15 years in diabetic patients. It is suggested that vascular calcification could be responsible for the resistance to anti-hypertensive agents in patients suffering from ISH, emphasizing the need of developing new therapies directly targeting vascular calcification. The matrix Gla protein (MGP) is a vitamin K-dependent secretory protein post-transtionnaly modified by the enzyme γ-glutamyl-carboxylase. This post-translational modification renders MGP active, i.e. able to inhibit vascular calcification (cMGP). Another enzyme, the vitamin K oxidoreductase (VKOR) is necessary to ensure the recycling of vitamin K from the epoxide to hydroquinone, the form used by the γ-carboxylase. Recent studies have shown that vascular calcification is associated with increased levels of under-carboxylated MGP (ucMGP), and vitamin K deficiency. However, the modulation of the expression or the activity of the enzymes involved in γ-carboxylation, as well as the impact of this modulation is currently unknown. The goal of this research project was to study the mechanisms involved in the accelerated development of arterial stiffness in diabetes due to increased vascular calcification of large arteries. In a rat model of type 1 diabetes with increased arterial stiffness, we demonstrated that aortic MGP γ-carboxylation was altered. In fact, the amount of active MGP was reduced in the arterial wall, coupled with a marked reduction of γ-carboxylase expression. However, neither VKOR expression nor activity was modified. This alteration of the γ-carboxylase was reproduced in an ex vivo model of hyperglycemia. In this model, vitamin K supplementation prevented the reduction of γ-carboxylase expression, whereas surprisingly, plasma levels of vitamin K were increased in diabetic rats compared to controls. The PKC signaling pathway has been identified as the pathway involved in the γ-carboxylase alteration. Our results provide multiple new research ideas. For instance, it would be important to study the effect of vitamin K supplementation in an animal model of diabetes-associated arterial stiffness, to gain insight into its impact on γ-carboxylase and MGP γ-carboxylation, and ultimately on vascular calcification. Moreover, it would be very interesting to determine the effect of molecules affecting the PKC pathway on vascular calcification in this model, which would allow for a better understanding of their therapeutic potential. Depending on the results of these experiments, we could have at our disposition new therapeutic options to prevent and treat vascular calcification, which would have the potential to slow down the acceleration of arterial stiffness in diabetic patients and reduce the cardiovascular risk associated with ISH.