L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie orpheline, progressive, incurable, caractérisée par un remodelage intense de la paroi des artérioles pulmonaires résistives conduisant à l’augmentation des résistances vasculaires pulmonaires. Des anomalies génétiques associées à des mutations du gène codant pour le récepteur de type 2 de morphogenèse osseuse (BMPR2) ont été mises en évidence chez près de 70% des formes héréditaires d’HTAP. Dans le présent travail et ce à l’aide de cultures cellulaires primaires réalisées à partir de biopsies pulmonaires collectées chez des patients souffrant d’HTAP idiopathique et des sujets contrôles, nous nous sommes intéressés aux mécanismes responsables de l’hyperplasie des cellules musculaires lisses présente dans l’HTAP, plus particulièrement à l’implication de la voie angiopoîétine (Ang)/Tie2 dans la communication intercellulaire existant entre cellules endothéliales (CE) et cellules musculaires lisses artérielles pulmonaires (CML-AP), ainsi qu’à la voie des BMP/BMPR2 chez des patients HTAP porteurs de mutations BMPR2. <p>Contrairement aux expressions inchangées des Ang1 et Ang2, l’expression du récepteur endothélial Tie2 est augmentée tant au niveau pulmonaire que cellulaire dans l’HTAP. Les CML-AP isolées à partir de patients souffrant d’HTAP présentent in vitro un phénotype prolifératif accru et ce d’autant plus en présence de surnageants de culture collectés à partir de CE pulmonaires (CE-P). Cet effet prolifératif est d’autant plus intense que les CE-P proviennent de patients HTAP et qu’elles ont été préalablement stimulées par l’Ang1. La fluoxétine, un inhibiteur du transporteur de la sérotonine (5-HT) inhibe ces effets prolifératifs, alors que le bosentan, un antagoniste non sélectif des récepteurs A et B à l’endothéline (ET) n’a pas d’effet. De plus, l’activation du récepteur Tie2 induit la synthèse et la libération de 5-HT et d’ET1 par les CE-P isolées à partir de patients souffrant d’HTAP. La voie angiopoïétine/Tie2 joue donc un rôle central dans le dialogue croisé existant entre l’endothélium et le muscle lisse vasculaire pulmonaire et son activation contribue à la prolifération accrue des CML-AP responsable du remodelage vasculaire pulmonaire chez les patients souffrant d’HTAP idiopathique. <p>L’expression du BMPR2 est diminuée tant au niveau pulmonaire, que cellulaire chez les patients souffrant d’HTAP et porteurs de mutations BMPR2. Dans ces CML-AP mutées, le BMP4 ne freine pas la prolifération et n’induit pas l’apoptose, normalement induites dans les cellules isolées à partir de contrôles et de patients souffrant d’HTAP non porteurs de mutations BMPR2. Ces particularités fonctionnelles sont associées à une activation de la voie p38MAPK et un défaut d’activation de la voie Smad. Parmi les 9 mutations BMPR2 étudiées, seule la mutation par délétion de 22 paires de bases dans le domaine transmembranaire ne présente pas ces particularités fonctionnelles. Des anomalies génétiques, telles les mutations BMPR2 concourent donc à une perte du contrôle de la prolifération cellulaire associé à l’activation de la voie p38MAPK, présentant les mutations BMPR2 étudiées, comme des facteurs de risque supplémentaires au développement de l’hyperplasie médiale dans l’HTAP. <p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La décompensation cardiaque se manifeste par une symptomatologie de dyspnée et de fatigue, et par une diminution de l’aptitude aérobie. La décompensation cardiaque peut être globale ou gauche (DCG), ou droite comme dans le cas de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Les mesures fonctionnelles de repos (fonction ventriculaire gauche ou pression artérielle pulmonaire moyenne) sont peu corrélées à l’aptitude aérobie, qui est cependant un élément important de la mise au point et du suivi clinique des patients atteints de DCG ou d’HTAP. <p>\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

No abstract / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une pathologie affectant les artères pulmonaires de petit calibre entraînant une augmentation des résistances artérielles pulmonaires aboutissant à une défaillance cardiaque droite. La vasoconstriction, le remodelage des artères pulmonaires distales, l’inflammation et le stress oxydant sont de facteurs clés de la pathogénèse de l'HTAP. Nous avons testé les potentiels de la formulation EPA:DHA 6:1 à prévenir l’hypertension pulmonaire et les altérations cardiovasculaires et pulmonaires induites par l’injection de monocrotaline chez le rat. Le traitement des rats monocrotaline avec l’EPA:DHA 6:1 (500 mg/kg/j, p.o) prévient significativement l’élévation de la pression artérielle pulmonaire moyenne, la pression systolique du ventricule droit, diminue le débit cardiaque, l’hypertrophie et la dilatation du ventricule droit. L’EPA:DHA 6:1 réduit également les résistances vasculaires pulmonaires, le remodelage des artérioles pulmonaires et les infiltrations lymphocytaires et macrophagiques. De plus, l’EPA:DHA 6:1 inhibe la production des espèces réactives de l’oxygène, diminue la surexpression des sous-unités p22phox et p47phox de la NADPH oxydase, des cyclooxygénases 1 et 2, des récepteurs ETA et ETB de l’endothéline-1, de la eNOS découplée et améliore la dysfonction endothéliale des artères pulmonaires. L’EPA:DHA 6:1 exercent des effets anti-inflammatoires, antioxydants et vasoprotecteurs et prévient le développement de l’HTAP induite par l’injection de monocrotaline chez le rat. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is characterized by remodeling of the small pulmonary arteries leading to a progressive increase in pulmonary vascular resistance and right ventricular failure. Pulmonary endothelial dysfunction, inflammation and oxidative stress promote the development of pulmonary hypertension. Omega-3 polyunsaturated fatty acids such as eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acids (DHA) have been shown to protect the cardiovascular system and reduce inflammation and oxidative stress. The present study evaluate the potential of EPA:DHA 6:1 to prevent monocrotaline-induced PAH in rats. EPA:DHA 6:1 treatment (500 mg/kg/d, p.o) prevented the MCT-induced mean pulmonary arterial pressure, right ventricular systolic pressure and decreased cardiac output. EPA:DHA 6:1 also attenuated right ventricular hypertrophy by reducing Fulton’s index and pulmonary arterial remodeling, decreased lymphocytes T and macrophages infiltration. EPA:DHA 6:1 treatment significantly reduced MCT-induced vascular oxidative stress and improved endothelial function in pulmonary arteries. The protective effect of EPA:DHA 6:1 was associated with the prevention of the MCT-induced upregulation of NADPH oxidase subunits (p22phox and p47phox), COX-1 and COX-2, endothelin A and B receptors and uncoupled eNOS in pulmonary arterioles. Our studies show that the EPA:DHA 6:1 formulation exerts anti-inflammatory, anti-oxidant and has a protective vascular effect in the pulmonary arteries, which may contribute to prevent and potentially cure pulmonary hypertension induced by MCT in rat.

Ce travail a eu pour but (1) de comparer les différentes méthodes d'évaluation de la balance sympatho-vagale (BSV) actuellement utilisées chez le rat, et (2) d'évaluer les effets d'une altération de la BSV en faveur d'une prédominance vagale sur l'instabilité électrique atriale spontanée chez le rat spontanément hypertendu (SHR) vieillissant. L'électrocardiogramme a été mesuré chez les rats éveillés grâce à une sonde télémétrique chroniquement implantée. La méthode de référence pour l'estimation de la BSV repose sur le calcul du rapport de la fréquence cardiaque (FC) de repos à la FC intrinsèque. Selon que l'index est supérieur ou inférieur à 1, on peut conclure respectivement à une prédominance sympathique ou à une prédominance vagale. La FC intrinsèque est obtenue par l'administration combinée d'antagonistes sélectifs des deux branches du système nerveux autonome, c'est-à-dire un bloqueur β-adrénergique (aténolol) et un antagoniste des récepteurs muscariniques (méthylatropine). Les autres méthodes (mesure séparée des tonus autonomes, index extraits de l'analyse de la variabilité sinusale) fournissent des résultats incohérents ou contradictoires. L'administration chronique d'un inhibiteur de l'acétylcholinestérase (pyridostigmine) chez des rats SHR vieillissants induit une hypertonie vagale relative (BSV=0,81±0,02) par rapport aux rats non traités (BSV=1,06±0,01) qui s'accompagne d'une bradycardie sinusale et d'une augmentation de la fréquence et de la durée des épisodes de tachyarythmie atriale. Ces études démontrent l'intérêt de la méthode de référence pour l'estimation de la BSV chez le rat éveillé. La potentialisation de l'activité vagale endogène aggrave l'instabilité électrique atriale chez le rat SHR vieillissant, ce qui confirme le rôle pathogénique du système nerveux parasympathique dans ce modèle / The aim of the present work was (1) to compare the different methods currently used to assess sympathovagal balance (SVB) in rats, and (2) to assess SVB alterations towards vagal predominance on atrial electrical instability in aging spontaneously hypertensive rats (SHR). The electrocardiogram was measured in conscious rats using chronically implanted telemetric probes. The reference method to estimate SVB is based on the calculation of the ratio of intrinsic heart rate (HR) to resting HR. Depending on whether the index is greater or lower than 1, one can conclude to sympathetic or vagal predominance, respectively. Intrinsic HR is obtained after the combined administration of selective antagonists of both branches of the autonomic nervous system, i.e. β- adrenergic blocker (atenolol) and muscarinic receptor antagonist (methylatropine). Other methods (autonomic tones measured separately, calculation of indices derived from heart rate variability analysis) provide inconsistent or conflicting results. The chronic infusion of an acetylcholinesterase inhibitor (pyridostigmine) in aging SHRs induced relative vagal hypertonia (SVB=0.81±0.02) in comparison with untreated rats (SVB=1.06±0.01) along with sinus bradycardia and increased frequency and duration of atrial tachyarrhythmia episodes. These studies highlight the value of the reference method for evaluating SVB in conscious rats. Potentiation of endogenous vagal activity aggravates atrial electrical instability in aging SHRs, consistent with a pathogenic role of the parasympathetic nervous system in this model

Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale primaire la plus fréquente et agressive chez l’adulte. Son traitement, une exérèse chirurgicale maximale suivi d’un traitement adjuvant (radiothérapie et témozolomide [TMZ]), n’offre qu’un bénéfice modeste de survie médiane (14.6 mois vs. 12.1 mois pour radiothérapie post-chirurgie seule) (STUPP et al., 2005). Le TMZ demeure l’agent de choix pour le traitement du GBM. Malgré sa biodisponibilité approchant 100% suivant son administration per os (PO) (Diez et al., 2009), sa pénétration dans le liquide céphalorachidien n’est que de 20% (Ostermann et al., 2004). Ainsi, il se peut que les limites thérapeutiques du TMZ soient reliées aux barrières hémato-encéphalique (BHE) et hémato-tumorale (BHT). Plusieurs stratégies alternatives tentent de contourner ces barrières comme l’administration intra-artérielle (IA) avec une ouverture osmotique de la BHE (OBHE). Cette technique permet une plus grande distribution d’agent thérapeutique au système nerveux central (SNC). L’utilisation de cette stratégie avec le témozolomide n’a jamais été étudiée à ce jour. Nous avons émis l’hypothèse que son utilisation permettra d’augmenter la concentration de TMZ dans le SNC et que, lorsque combiné avec la radiothérapie, permettra de rehausser son activité anti-tumorale. Les objectifs du projet sont : (1) l’évaluation de la sensibilité des cellules F98 au TMZ in vitro; (2) la caractérisation de la neuropharmacocinétique du TMZ in vivo, selon différents modes d’administration; et (3) l’évaluation de l’effet anti-tumoral du TMZ in vivo, selon différents modes d’administration. Les expérimentations in vivo ont été exécutées dans le modèle syngénique Fischer-F98, porteur de tumeur gliale. L’expérimentation in vitro a démontré une résistance importante des cellules F98 au TMZ. La méthodologie développée a permis de démontrer que l’infusion IA avec et sans OBHE augmente la concentration maximale et l’aire sous la courbe du TMZ dans la tumeur cérébrale et dans le parenchyme cérébral ipsilatéral du rat Fischer-F98. Par contre, aucun bénéfice de survie n’a été observé en utilisant ces stratégies alternatives. Au contraire, l’acheminement augmenté du TMZ au SNC semble toxique. Un bénéfice de survie a été mesuré suite à l’ajout d’un traitement de radiothérapie, mais de façon indépendante au mode de livraison de TMZ ou de solution saline normale (groupe contrôle). Enfin, nos résultats témoignent de l’impact du mode d’acheminement sur la distribution d’un agent thérapeutique au SNC. En détournant la BHE, l’utilisation judicieuse d’approches alternatives combinée à un agent thérapeutique approprié a un grand potentiel clinique dans le traitement des GBM. / Abstract : Glioblastoma (GBM) is the most frequent and aggressive primary brain tumor in adults. Its’ standard treatment, maximal surgical resection followed by an adjuvant treatment (radiotherapy and temozolomide [TMZ]) offers only a modest median survival benefit of 14.6 months (vs. 12.1 months with post-surgery radiotherapy alone) (Stupp et al., 2005). TMZ remains the therapeutic agent of choice for the treatment of GBM. Despite its bioavailability approaching 100% after a per os administration (Diez et al., 2009), its cerebrospinal fluid penetration is only of 20% (Ostermann et al., 2004). Thus, TMZ’s therapeutic limitations could be due to the blood-brain barrier (BBB) and blood-tumor barrier (BTB). Alternative routes of drug delivery attempt to bypass these barriers. For example, intra-arterial (IA) administration with an osmotic blood-brain barrier disruption (OBBBD) allows greater drug distribution to the central nervous system (CNS). Its use with TMZ, with or without radiotherapy, has never been studied. We hypothesized that it will increase TMZ concentration in the CNS and that, when combined to radiotherapy, it will intensify its anti-neoplastic activity. The project was divided in three parts: (1) the evaluation of F98 cells’ in vitro sensitivity to TMZ; (2) the in vivo caracterization of TMZ’s neuropharmacokinetics, following different routes of administration; and (3) the in vivo evaluation of TMZ’s anti-tumoral effect, following different routes of administration. The syngenic glioma Fischer-F98 model was used in all in vivo experiments. Our results showed the F98 cells to be resistant to TMZ in vitro. The methodology developed showed that an IA infusion with and without OBBBD increased TMZ’s peak concentration and area under the curve in the brain tumor and ipsilateral brain parenchyma in the Fischer-F98 rat. All the while limiting systemic exposure. However, no survival benefit was observed with the use of these alternative strategies. More so, TMZ’s enhanced delivery to the CNS seemed toxic. A survival benefit was measured following the addition of radiotherapy. This was independent of the route of delivery of TMZ or normal saline. In summary, our results provide evidence that the method of TMZ administration does impact its CNS delivery. By bypassing the BBB, the judicious use of local delivery approaches combined with the appropriate therapeutic agent can have a great clinical potential in the treatment of glioblastomas.

Affectant près d'un milliard de personnes dans le monde, l'hypertension artérielle représente un facteur de risque majeur de pathologies cardiovasculaires et d'insuffisance rénale et constitue l'une des principales causes de mortalité. L'identification de traitements anti-hypertenseurs efficaces et tenant compte des particularités des différentes populations du globe présente ainsi un intérêt capital en termes de santé publique. Notre travail a été consacré à l'étude de plantes anti-hypertensives de la Pharmacopée ouïghoure, principale ethnie de la Région autonome du Xinjiang, vaste territoire montagneux et désertique situé au Nord-Ouest de la Chine. L'objectif de la thèse a été d'apporter des arguments scientifiques, phytochimiques et pharmacologiques, permettant de valider et valoriser l'utilisation traditionnelle de ces plantes. La première partie du travail a démontré sur le modèle d'aortes isolées de rat l'effet vasodilatateur de Ziziphora clinopodioides Lam. (Lamiaceae). L'étude des mécanismes impliqués a permis d'identifier une action indépendante de l'endothélium vasculaire et secondaire à une modification des conductances calciques et potassiques. La réalisation d'un fractionnement bioguidé a permis l'identification de 7 métabolites vasoactifs d'origine phénolique. Dans une deuxième partie, les propriétés vasodilatatrices et hypotensives des fruits Nitraria sibirica Pall. (Nitrariaceae) ont été démontrées. L'endothélium vasculaire et la voie du monoxyde d'azote ont été identifiés comme les éléments fondamentaux de cette action vasodilatatrice. Dans une troisième partie, nos travaux ont étudié pour la première fois les effets vasorelaxants et la composition chimique d'Echinops integrifolius Kar. & Kir. (Asteraceae) et ont permis de caractériser 11 métabolites incluant des triterpènes, des flavonoïdes ainsi qu'une coumarine. En conclusion, notre travail de thèse a permis d'apporter, pour la première fois, des arguments expérimentaux soutenant l'usage anti-hypertensif des espèces Ziziphora clinopodioides et Nitraria sibirica. L'étude phytochimique d'Echinops integrifo/ius a également offert des informations chimiotaxonomiques utiles concernant cette espèce et le genre Echinops / Affecting nearly one billion people worldwide, hypertension is the most important risk factor for cardiovascular disease and kidney failure and it is also one of the leading causes of death. The identification of efficient antihypertensive treatments taking into account the specificities of different populations of the world is an important public-health challenge. Our work has been dedicated to the study of anti-hypertensive plants from the Uighur Pharmacopoeia, one of the major ethnie groups in the Xinjiang Autonomous Region, a large desert and mountainous area from the northwestern China. The aim of this work was to provide phytochemical and pharmacological evidences to validate and to enhance the traditional use of these plants. First, the vasodilating properties of Ziziphora clinopodioides Lam. (Lamiaceae) have been shown by using the in vitro model of isolated rat aortic rings. Our data reported an endothelium-independent effect related to changes in calcium and potassium conductances. ln addition, a bioguided fractionation has been carried out and led to the identification of seven vasorelaxant phenolic compounds. Second, the vasodilating and the hypotensive effects of the fruits of Nitraria sibirica Pail. (Nitrariaceae) have been demonstrated and the contribution of vascular endothelium and nitric oxide pathway has been pointed out. Finally, the vasorelaxant properties and the chemical composition of Echinops integrifolius Kar. & Kir. have been investigated for the first time. Eleven secondary metabolites have been isolated including triterpenes, flavonoids and coumarins. ln conclusion, our results provide scientific evidences supporting the traditional use of Ziziphora clinopodioides and Nitraria sibirica as antihypertensive therapy. Additionaly, the phytochemical study of Echinops integrifolius gives chemotaxonomical data about that species and Echinops genus

La rupture de plaque athérosclérotique est une complication grave, menant à des conséquences mortelles. En raison de la complexité du processus, les mécanismes de rupture de la plaque sont encore mal connus. Dans cette thèse, l'approche technique innovante pour mesurer la force d'adhérence développée précédemment sera appliquée à des souris. Elle comprend un protocole de délamination à petite échelle pour mesurer la résistance adhésive des plaques d'athérosclérose. Notre équipe à USC a été la première à effectuer ce type de mesures sur des souris. Une autre innovation de notre travail impliquera l'application d'un modèle de zone cohésive pour décrire le comportement de délamination des plaques athérosclérotiques dans une gamme de conditions physiologiques et physiopathologiques, en utilisant un modèle numérique 2D. Bien que l'approche de la zone cohésive ait été largement utilisée pour modéliser la mécanique des fractures, elle a rarement été appliquée pour décrire la rupture des plaques athérosclérotiques. L'étude de la délamination des plaques (Leng.2015) a été conçue pour tester l'utilisation de zones cohésives en mettant en œuvre une loi de séparation de traction spécifique, en supposant les valeurs des paramètres des lois de comportement de la plaque et de la zone cohésive en utilisant des valeurs de la littérature. L'innovation dans notre approche est d'utiliser une simple loi de séparation de la traction pour étudier le comportement des plaques et identifier leurs propriétés. Des résultats expérimentaux de délamination des plaques ont été utilisés dans la définition des lois de traction-séparation de la zone cohésive. / Atherosclerosis is the underlying cause of many cardiovascular diseases. Plaque rupture is a serious complication of advanced atherosclerosis, leading to life-threatening consequences. The mechanisms of atherosclerotic plaque progression and formation have been widely studied. However, due to the complexity of the process, plaque rupture mechanisms are still poorly understood. In this thesis, the innovative technical approach to measure the adhesive strength developed previously, will be applied to mice. It includes a micro-scale peel experiment protocol to measure adhesive strength of mouse atherosclerotic plaques during delamination from the underlying vessel wall. Our team at USC was the first to perform these types of measurements on mice. Another innovation of our work will involve application of a cohesive zone model to describe delamination behavior of atherosclerotic plaques under a range of physiological and pathophysiological conditions, using a 2D numerical model. While the cohesive zone approach has been widely used to model fracture mechanics, it was rarely applied to describe failure of atherosclerotic plaques. The study of plaque delamination (Leng.2015) was designed to test the use of cohesive zones by implementing a specific traction separation law, assuming the parameter values of the behavior laws of the plaque and the cohesive zone using values from the literature. Innovation in our approach is to use a simple traction separation law to study the behavior of plaques and identifying their properties. Experimental results of delamination of the plaques were used in the definition of traction-separation laws of the cohesive zone.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La syncope est une perte brusque de conscience. Bien qu'elle ne soit pas généralement mortelle, elle présente un impact économique sur le système de soins et sur la vie personnelle de personnes en souffrant. L'objet de la présente étude est de réduire la durée du test clinique (environ 1 heure) et d'éviter aux patients de développer une syncope en la prédisant. L'ensemble de travail s'inscrit dans une démarche de datamining associant l'extraction de paramètres, la sélection des variables et la classification. Trois approches complémentaires sont proposées, la première exploite des méthodes d'analyse non-linéaires de séries temporelles extraites de signaux acquises pendant le test, la seconde s'intéresse aux relations cardiovasculaires en proposant des indices dans le plan temps-fréquence et la troisième, plus originale, prendre en compte leurs dynamiques temporelles. / Syncope is a sudden loss of consciousness. Although it is not usually fatal, it has an economic impact on the health care system and the personal lives of people suffering. The purpose of this study is to reduce the duration of the clinical test (approximately 1 hour) and to avoid patients to develop syncope by early predicting the occurrence of syncope. The entire work fits into a data mining approach involving the feature extraction, feature selection and classification. 3 complementary approaches are proposed, the first one exploits nonlinear analysis methods of time series extracted from signals acquired during the test, the second one focuses on time- frequency (TF) relation between signals and suggests new indexes and the third one, the most original, takes into account their temporal dynamics.