L‟athérosclérose est un processus inflammatoire chronique à l‟origine des accidents cardiovasculaires quiconstitue l‟une des premières causes de mortalité en France. L‟inflammation est le facteur essentiel dansl‟initiation, la progression et l'instabilité des lésions athéromateuses à l‟origine des accidents aigus. Lesdonnées récentes suggèrent que l‟activation des récepteurs nucléaires PPAR (Peroxysome-ProliferatorActivated Receptor) par des ligands pharmacologiques prévient le développement et la progression del‟athérosclérose et diminue de manière importante la mortalité cardiovasculaire. À côté de ces traitementspharmacologiques, l‟exercice physique prévient aussi la mortalité cardiovasculaire de manière significative.L‟objectif de notre premier travail a été d‟explorer les effets de l‟exercice physique de natation, sur le développementdes lésions athéromateuses d‟une part et d‟autre part, sur l‟expression des récepteurs nucléairesPPAR. Nos résultats montrent que l’exercice physique de natation diminue la progression del’athérosclérose et stimule l’expression des PPAR-γ vasculaires. De manière intéressante, lorsque lePPAR-γ est inhibé avec l'antagoniste BADGE, les effets antiathérogènes de l’exercice physique sontabolis.L‟hypertension est à l‟origine des complications graves telles que la rupture de plaque d‟athérosclérose.L‟objectif de notre deuxième travail a été d‟explorer l‟implication des PPAR dans la progression et la stabilitédes lésions athéromateuses chez des souris ApoE-/- hypercholestérolemiques et hypertendues (2K1C),soumises à des exercices physiques (volontaire ou imposé) ou traités avec le telmisartan, un antihypertenseur.Nos résultats montrent que l’exercice physique possède différents mécanismes protecteurs. Demanière similaire, l‟exercice physique favorise la stabilité de lésions athéromateuses de manière comparableau traitement pharmacologique. De plus, nos résultats montrent que les souris traitées avec l‟exerciceimposé ou le telmisartan présentent un mécanisme comparable qui permet de réduire significativementl‟expression des cytokines pro-inflammatoire et d‟activer les PPAR-γ vasculaires. L‟exercice volontairefavorise l‟expression des marqueurs des macrophages alternatifs Mβ et des cytokines anti-inflammatoires(CD 206, IL-1Ra). L‟exercice volontaire diminue significativement l‟extension des lésions athéromateuses demanière comparable au telmisartan. Ces résultats montrent que l’exercice physique volontaire etl’exercice physique imposé ont deux mécanismes d’actions distincts. De plus, la surexpression des M2en réponse à l‟exercice volontaire modifie la balance inflammatoire en faveur des Mβ. Ce renversement dela balance au profit des macrophages alternatifs M2 est significativement corrélé à la diminution dela progression des lésions athéromateuses.Les exercices imposé et volontaire possèdent des mécanismes d‟action distincts. L‟exercice soumis diminuel‟expression des cytokines pro-inflammatoires tandis que l‟exercice volontaire augmente l‟expression descytokines anti-inflammatoires et favorise un phénotype anti-inflammatoire des macrophages M2 quis‟accompagne d‟une réduction des lésions athéromateuses / Atherosclerosis is a complex inflammatory process, leading cause of morbidity and mortality in France.Inflammation is essential in initiation, progression and atherosclerosis plaque destabilization leading to acutecardiovascular events. Recent studies suggest that pharmacological PPAR activation prevents ATH developpementand progression and decreased cardiovascular mortality. Compared to pharmacological treatment,physical exercise also significantly prevents cardiovascular mortality.The aim of the first study was to investigate the influence of physical exercise on ATS development andPPAR expression in arterial wall. Our results had shown that physical exercise decrease ATH progressionand increase PPAR-γ expression in arterial wall. Interestingly, PPAR-γ inhibition with BADGE, a PPAR-γantagonist abolishes these antiatherogenic effects. Hypertension increase ATH complication such as plaque rupture. The aim of the second study were to investigatePPAR-γ implication in progression and stabilization of ATH lesions in hypercholesterolemic and hypertensiveApoE-/- mice (2K1C) submitted to different exercises (voluntary wheel running and submitted treadmillrunning) or treated with telmisartan an anti-hypertensive drug. Our results shown that, physical exerciseprevents ATS cardiovascular events by several mechanisms. Similarly to telmisartan, physical exercisesstabilize ATH lesion. Moreover results shown that, submitted exercise and telmisartan have an comparablemechanism. In fact, they significantly decrease pro-inflammatory cytokines expression and in the same timeactivated PPAR-γ expression in arterial wall. Contrary to submitted exercise, voluntary exercises increasesexpression of anti-inflammatory cytokines IL-1ra and increase M2 marker CD206. These results suggestthat voluntary and submitted exercise have two different mechanism of action. Moreover, M2 surexpressionin response to voluntary exercise shift the inflammatory balance in favor to M2. Further, this change of balancein favor to M2, is significantly correlated to decrease of ATH progression. Voluntary exercises significantlydecreases ATH progression in the same levels like telmisartan treatment.Voluntary and submitted exercise has two different mechanisms, submitted exercise decrease proinflammatory

L’inflammasome NLRP3, un complexe protéique pro-inflammatoire, joue un rôle essentiel dans le processus pathologique de l’athérosclérose et du diabète de type 2 (DT2). Il est responsable de la maturation de la pro-IL-1β et de la pro-IL-18 respectivement en IL-1β et IL-18 biologiquement actives. L’objectif de cette étude consiste à identifier et caractériser un inhibiteur spécifique de l’inflammasome NLRP3 qui pourrait contribuer à limiter l’évolution des plaques d’athérome et l’installation du DT2. Au cours de cette thèse, nous avons isolé l’Arglabine d’une plante, Artemisia glabella, connue pour ses vertus anti-tumorales. L’effet de l’Arglabine a été étudié au niveau des macrophages et des cellules β-pancréatiques, et chez des souris ApoE2.Ki et ApoE2.Ki/NLRP3-/- placées sous régime High Fat Diet (HFD). Les résultats in vitro montrent que l’Arglabine réduit, d’une façon dose-dépendante, l’activité de l’inflammasome NLRP3 et inhibe l’expression des protéines Nlrp3, IL-1β et caspase-1. Elle induit l’autophagie en augmentant significativement l’expression de la LC3-II au niveau des macrophages murins en culture. L’injection intra-péritonéale de deux doses journalières d’Arglabine (2.5 ng/g de m.c.) à des souris ApoE2.Ki placées sous régime HFD, normalise le profil lipidique et réduit l’oxydation des LDL au niveau du plasma des souris. Elle réduit le nombre des monocytes pro-inflammatoires (Ly-6Chigh) et augmente le nombre des monocytes anti-inflammatoires (Ly-6Clow). Au niveau des lésions artérielles, l’Arglabine oriente les macrophages présents vers un phénotype anti-inflammatoire M2. L’ensemble de ces résultats montre un rôle athéroprotecteur de l’Arglabine : elle réduit la surface des lésions artérielles au niveau du sinus aortique ainsi qu’au niveau de la totalité de l’aorte des souris ApoE2.Ki placées sous régime athérogène. De plus, le traitement par l’Arglabine normalise le profil glycémique et insulinémique des souris ApoE2.Ki. Elle réduit également l’activité de la caspase 3 au niveau des îlots de Langerhans et augmente de manière dose-dépendante l’expression de la protéine Bcl-2 au niveau des cellules β-pancréatiques. Par ailleurs, nous avons montré une augmentation de l’expression de protéines impliquées dans l’autophagie telles que la Becline 1 et la LC3-II sous l’effet de l’Arglabine. Ainsi, l’Arglabine réduit non seulement l’activité de l’inflammasome NLRP3 mais améliore aussi la survie des cellules β-pancréatiques. L’Arglabine constitue donc une molécule très prometteuse dans le traitement des maladies cardiovasculaires et le DT2. / The NLRP3 inflammasome activity is abnormally elevated in many human inflammatory diseases, including cardiovascular and metabolic diseases such as atherosclerosis and type 2 diabetes mellitus (T2DM) respectively. Therefore, there is considerable interest in the identification of effective therapeutics that selectively inhibit the NLRP3 inflammasome pathway. In this study, we have identified Arglabin as a potential small molecule inhibitor that targets the NLRP3 inflammasome activity in cell culture and in an animal model, the ApoE2.Ki mice fed a high-fat Western-type diet (HFD). Arglabin, a plant sesquiterpene lactone, has been used extensively as an herbal remedy that proved effective in treating cancer of the liver, lungs and breast at early stages. Arglabin inhibited, in a concentration-dependent manner, IL-1β and IL-18 production in lipopolysaccharide and cholesterol crystal-activated cultured mouse peritoneal macrophages. In addition, Arglabin activated autophagy as evidenced by the increase in LC3-II protein. Intraperitoneal injection of Arglabin (2.5 ng/g body weight twice daily for 13 weeks) into female ApoE2.Ki mice fed a HFD resulted in a decreased IL-1β plasma level and reduced plasma levels of total cholesterol and triglycerides. Treatment of ApoE2.Ki mice fed a HFD with Arglabin significantly reduced the plasma concentration of anti-oxLDL antibodies. Moreover, Arglabin oriented the proinflammatory M1 macrophages into the anti-inflammatory M2 phenotype in spleen and arterial lesions. Consequently, a marked reduction in atherosclerotic lesions was observed in the median areas in the sinus and whole aorta. In comparison to vehicle-treated mice, Arglabin reduced plasma levels of glucose and insulin. Immunohistochemical analysis revealed the presence of active caspase 3 in Langerhans islets of ApoE2.Ki mice fed a HFD that was significantly inhibited by Arglabin treatment. Moreover, Arglabin reduced susceptibility to apoptosis in cultured INS-1 cells by increasing concentration-dependently Bcl-2 levels, which led to concomitantly decreased Bax/Bcl-2 ratio. In cultured INS-1 cells, Arglabin increased the expression of the autophagic markers Becline 1 and LC3-II in a concentration-dependent manner. Consequently, our results indicate survival-promoting properties of the Arglabin molecule in pancreatic β-cells.In conclusion, our findings demonstrate that Arglabin may represent a promising new drug to treat atherosclerosis and T2DM.

Au cours de ma thèse, j’ai étudié la fonction cytotoxique des cellules dendritiques (DC) de patients cancéreux comparée à celle de sujets sains. Nous avons montré que les DC générées à partir des monocytes du sang périphérique peuvent acquérir des capacités cytotoxiques importantes après activation par des faibles doses de LPS. Le potentiel cytotoxique des DC générées à partir de patients cancéreux est comparable à celui de sujets sains. Nous avons identifié le mécanisme de cytotoxicité qui fait intervenir la production de peroxynitrite. Après avoir tué les cellules tumorales, les DC phagocytent des fragments tumoraux, surexpriment des molécules de costimulation et induisent la prolifération des lymphocytes. Un deuxième axe de recherche au cours de ma thèse a consisté en l’étude des macrophages inflammatoires et de leur implication dans l’athérosclérose. Les macrophages sécrètent la CETP (cholesteryl ester transfert protein), protéine-cible des récepteurs LXR (liver X receptor). Nous avons montré que l’expression de la CETP, en réponse aux agonistes LXR, n’est pas augmentée dans les macrophages inflammatoires. Ceci suggère que les macrophages inflammatoires ne participeraient pas à l’augmentation du pool plasmatique de CETP en cas de traitement par des agonistes LXR. / During my thesis, I studied the cytotoxic function of dendritic cells (DC) from cancer patients and compared it to DC from healthy donors. Our results indicate that human monocyte-derived DC can acquire strong cytotoxic activity toward tumor cells after activation with low dose of LPS. The cytotoxic potential of DC derived from cancer patients was almost the same as the one generated from healthy donors. We identified the tumor cell killing mechanism which involves peroxynitrite release. After killing of cancer cells, DC are capable of engulfing dead tumor cell fragments and overexpress the costimulatory molecules necessary for T cell proliferation. A second study consisted in an analysis of inflammatory macrophages and their significance in atherosclerosis. Macrophages produce CETP (cholesteryl ester transfert protein), a target for LXR (liver X receptor) receptors. Our results show that LXR-mediated induction of CETP expression is lost in inflammatory macrophages. Our study suggests that inflammatory macrophages may not increase the circulating CETP pool on LXR agonist treatment.

La récente découverte de nouvelles classes de petits ARN a ouvert la voie permettant l’exploration de nouvelles régulations des évènements physiopathologiques. Nous avons récemment démontré que les petits ARN dérivés des RNY (s-RNY) forment une classe indépendante de biomarqueurs permettant la détection de lésions coronariennes et sont associés au fardeau athérosclérotique. Ici, nous étudions le rôle des s-RNY dans les monocytes/macrophages humains et murins et avons démontré que dans les monocytes/macrophages chargées en graisse l’expression des s-RNY est corrélée dans le temps avec l’activation de la mort cellulaire dirigée par les caspases et de l’inflammation via la voie NF-κB. Des expériences de gain ou de perte de fonction ont démontré que l’expression même des s-RNY active la caspase 3 et l’activation de NF-κB. Etant donné que, dans les maladies cardiovasculaires, les s-RNY sont associés à Ro60 et circulent dans le sang de patients, nous avons étudié la fonction extracellulaire du complexe Ro60/s-RNY. Nos données démontrent que ce complexe induit la mort cellulaire ainsi que l’inflammation, lorsqu’il est ajouté au milieu de culture de monocytes/macrophages. Enfin, nous démontrons aussi que la fonction des s-RNY se fait par l’intermédiaire du récepteur de type Toll, TLR7. En utilisant un inhibiteur spécifique des TLR7, nous avons bloqué les effets intracellulaires aussi bien que les effets extracellulaires des s-RNY. Ces résultats positionnent les s-RNY en tant que molécules significatives qui vont impacter la physiopathologie des macrophages, indiquant leur rôle potentiel en tant que médiateur des maladies inflammatoires comme l’athérosclérose / The recent discovery of new classes of small RNAs has opened unknown territories to explore new regulations of physiopathological events. We have recently demonstrated that RNY-derived small RNAs (referred to as s-RNYs) are an independent class of clinical biomarkers to detect coronary artery lesions and are associated to atherosclerosis burden. Here, we have studied the role of s-RNYs in human and mouse monocytes/macrophages and have shown that in lipid-laden monocytes/macrophages s-RNY expression is timely correlated to the activation of both NF-κB and caspase 3-dependent cell death pathways. Loss- or gain-of- function experiments demonstrated that s-RNYs activate caspase 3 and NF-κB signaling pathways ultimately promoting cell death and inflammatory responses. Since, in atherosclerosis, Ro60-associated s-RNYs generated by apoptotic macrophages are released in the blood of patients, we have investigated the extracellular function of the s-RNY/Ro60 complex. Our data demonstrated that s-RNY/Ro60 complex induces caspase 3-dependent cell death and NF-κB-dependent inflammation, when added to the medium of cultured monocytes/macrophages. Finally, we have shown that s-RNY function is mediated by Toll-like receptor 7 (TLR7). Indeed using chloroquine, which disrupts signaling of endosome-localized Toll-like receptors (TLRs) or a more specific TLR7 antagonist, we blocked the effect of either intracellular or extracellular s-RNYs. These results position s-RNYs as relevant novel functional molecules that impacts on macrophage physiopathology, indicating their potential role as mediators of inflammatory diseases, such as atherosclerosis

L'hypercholestérolémie familiale autosomique dominante (ADH) est un trouble génétique caractérisé par des taux élevés de lipoprotéine de basse densité (LDL) plasmatique. Un niveau élevé de LDL plasmatique est connu pour contribuer au développement de l’athérosclérose, une cause majeure des crises cardiaques et des accidents vasculaires cérébraux. Le récepteur des LDL (LDLR) est la principale voie d’élimination des particules de LDL. En revanche, la proprotéine convertase subtilisine/kexine de type 9 (PCSK9), une glycoprotéine sécrétée par le foie, se lie au LDLR et augmente sa dégradation dans les lysosomes, ce qui entraîne une augmentation de LDL plasmatique et un risque plus élevé de maladie cardiovasculaire. En outre, des mutations de-perte-de fonction de PCSK9 peuvent considérablement réduire les niveaux de LDL plasmatiques et réduire le risque de maladie coronarienne jusqu'à ~ 88%. Toutes ces découvertes ont fait de PCSK9 une cible importante pour le traitement de l'hypercholestérolémie. Des anomalies génétiques du LDLR, de PCSK9 ou de l’apolipoprotéine B (apoB), le ligand du LDLR, peuvent provoquer l'ADH, mais dans certaines familles ADH il n'a pas été possible d'identifier de mutation de ces gènes, suggérant que d'autres anomalies génétiques pourraient également être impliquées dans la maladie. Dans la présente thèse, qui repose sur deux études (articles), nous avons étudié les protéines d’interaction de PCSK9 (premier article, chapitre 2) et l'effet de PCSK9 sur l'athérosclérose (deuxième article, chapitre 3). Dans notre première étude, l'analyse par spectrométrie de masse des protéines interagissant avec PCSK9 a révélé que la Golgi glycoprotéine 1 (GLG1) est une nouvelle protéine d’interaction de PCSK9. Leur co-immunoprécipitation révélée par immunobuvardage et leur co-localisation par microscopie confocale par immunofluorescence ont confirmé que GLG1 est un partenaire de PCSK9. De plus, nos résultats ont montré que GLG1 interagit aussi avec le LDLR et l'apoB. En utilisant un modèle murin, nous avons montré des taux sanguins plus faibles de PCSK9, de cholestérol et de triglycérides chez les souris knockdown GLG1. De plus, le déficit en GLG1 a réduit l'activité de la protéine de transfert des triglycérides microsomales (MTP) et induit l'agrégation périnucléaire de l'apoB, réduisant ainsi la sécrétion d'apoB. Dans notre deuxième étude, nous avons développé un modèle d'athérosclérose chez la souris pour étudier l'effet de l'absence de PCSK9 sur les plaques d’athérosclérose. Nous avons montré que la surexpression d'un mutant gain-de-fonction de PCSK9 dans le foie de souris a accéléré le développement de plaques d'athérosclérose dans la racine aortique et que celles-ci ont ensuite été réduites en induisant la régulation négative de PCSK9 en utilisant le système Tet-on. En conclusion, nous avons contribué à l'identification d'une nouvelle protéine interagissant avec PCSK9, GLG1, qui régule le taux plasmatique de cholestérol et représente une cible potentielle pour le traitement de l'hypercholestérolémie. Nous avons également démontré que la modulation du gène PCSK9 régule directement le niveau de plaques d'athérosclérose dans la racine de l'aorte. Ces études aideront à développer des thérapies efficaces pour réduire l'hypercholestérolémie et le risque de maladie cardiovasculaire / Autosomal dominant hypercholesterolemia (ADH) is a genetic disorder characterized by high plasma low-density lipoprotein (LDL) cholesterol levels. Elevated plasma LDL level is known to contribute to the development of atherosclerosis, a leading cause of heart attack and stroke. Liver LDL receptor (LDLR) acts as a primary pathway for endocytosis and clearance of LDL particles. In contrast, PCSK9, a liver-secreted glycoprotein, binds to LDLR and enhances its lysosomal degradation, resulting in increased plasma LDL concentrations and a higher risk of cardiovascular disease. Genetic defects in LDLR, PCSK9, and apolipoprotein B (apoB), the ligand of LDLR, can cause ADH, but in some ADH-families no mutations can be found in these genes, suggesting that other gene defects may also be involved in ADH. Furthermore, loss-of-function mutations in PCSK9 can greatly reduce plasma LDL levels and lower risk of coronary heart disease by up to ~88%. All these findings have made PCSK9 an attractive target for the treatment of hypercholesterolemia. In the present thesis, which is based on two studies (articles), we investigated protein interactors of PCSK9 (first article, chapter 2) and the effect of PCSK9 on atherosclerosis (Second article, chapter 3). In our first study, mass spectrometry analysis of PCSK9 interacting proteins revealed that Golgi glycoprotein 1 (GLG1) is a novel PCSK9 interactor. Co-immunoprecipitation, Western blotting, and colocalization by confocal immunofluorescence microscopy confirmed that GLG1 is an endogenous PCSK9 binding partner. We also demonstrated that LDLR and apoB interact with GLG1. Using a mouse model, we found lower levels of circulating PCSK9, cholesterol, and triglycerides in Glg1 knockdown mice. Moreover, GLG1 deficiency reduced microsomal triglyceride transfer protein (MTP) activity and induced perinuclear aggregation of apoB, thereby, reducing apoB secretion. In our second study, we developed a mouse model of atherosclerosis to investigate the effect of PCSK9 modulation on the regression of atherosclerotic plaques. We showed that overexpression of a PCSK9 gain-of-function in mouse liver accelerated the development of atherosclerotic lesions in the aortic root, which were then reduced by inducing PCSK9 downregulation using a Tet-on system. In conclusion, we have contributed to the identification of a novel PCSK9 interacting protein, GLG1, which regulates plasma level of cholesterol and represents a potential target for hypercholesterolemia treatment. We also demonstrated that PCSK9 gene modulation directly regulates the level of atherosclerotic plaques in the aortic root. We showed in our study that the wild-type mice, overexpressing PCSK9-D377Y in an inducible manner, is a useful mouse model for understanding the molecular role of PCSK9 on atherosclerotic plaques development. These studies will help to develop effective therapies to reduce hypercholesterolemia and the risk of cardiovascular disease.

L’athérosclérose est un important facteur de risque des maladies cardiovasculaires ischémiques. Cette pathologie est caractérisée par la formation de plaques lipidiques dans l’intima des vaisseaux sanguins. Le récepteur éboueur cluster de differentiation-36 (CD36) est impliqué dans l’internalisation et l’accumulation de lipoprotéines au sein des macrophages qui vont devenir des cellules spumeuses, ce qui est à l’origine de la formation de lésions athérosclérotiques. Notre hypothèse est que les azapeptides, dérivés du peptide de relâche de l’hormone de croissance 6 (GHRP-6), vont interférer avec l’internalisation des lipoprotéines par les macrophages et ainsi réduire la progression des lésions. Nous avons utilisé des souris déficientes en apolipoprotéine E (apoe-/-) qui ont été traitées quotidiennement par une injection sous-cutanée de 300 nmol/kg de MPE-001 ou de MPE-003. Les effets des azapeptides ont été étudiés sous deux régimes alimentaires, soit le maintien d’une diète enrichie en lipides et en cholestérol (HFHC) pendant la durée de l’étude, ou par une diète HFHC suivie d’une diète normale pendant la période de traitement. Nos résultats montrent que les azapeptides ont réduit la progression des lésions à différents sites aortiques et artériels et induit leur régression au niveau des sinus aortiques du coeur. Ces effets ont été associés à une diminution de médiateurs pro-inflammatoires au niveau plasmatique et à une augmentation des marqueurs caractéristiques des macrophages anti-inflammatoires (M2). Nos travaux ont montré que l’effet athéroprotecteur des azapeptides dépend de la présence du récepteur CD36. Ces résultats appuient le développement de ligands sélectifs du récepteur CD36 dans le traitement de l’athérosclérose. / Atherosclerosis is an important risk factor for the development of ischemic heart disease. This pathology is characterized by the formation of lipid plaques in the intima of the blood vessels. The receptor cluster of differentiation 36 (CD36) is involved in the internalization and retention of lipoproteins within macrophages that will become foam cells, which induce the formation of atherosclerotic lesions. Our hypothesis is that azapeptides, derived from growth hormone release peptide-6 (GHRP-6), will interfere with the internalization of lipoproteins by macrophages and thereby reduce the progression of lesions. We used apolipoprotein E-deficient mice (apoe-/-) which were treated daily with a subcutaneous injection of 300 nmol / kg of MPE-001 or MPE-003. The effects of azapeptides were studied under two diets regimen, the mice were either maintained under a diet enriched in fat and cholesterol (HFHC) for the duration of the study or were given a HFHC diet followed by a normal diet during the treatment period. Our results show that azapeptides reduced the progression of lesions at different aortic and arterial sites and induced their regression in the aortic sinuses of the heart. These effects have been associated with a decrease in pro-inflammatory mediators in plasma and an increase in markers characteristic of anti-inflammatory macrophages (M2). Our work has shown that the atheroprotective effect of azapeptides depends on the presence of the CD36 receptor. These results support the development of selective ligands for the CD36 receptor in the treatment of atherosclerosis.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Les patients diabétiques de type 2 développent de manière prématurée et accélérée des lésions athéromateuses. Des études ont démontré que la lipoprotéine lipase (LPL) macrophagique pouvait contribuer, en favorisant l'accumulation de lipides dans les lésions athéromateuses, au développement de l'athérosclérose. Nous avons étudié la régulation de la LPL macrophagique dans le diabète. Nos résultats démontrent que: 1) l'incubation des macrophages murins et humains en présence de concentrations élevées de glucose augmente l'expression génique, la masse immunoréactive et l'activité de la LP. La voie de la protéine kinase C est impliquée dans l'effet modulateur du glucose sur la LPL macrophagique, via la surexpression du facteur de transcription c-fos et la liaison accrue des protéines nucléaires à la séquence AP-1 du promoteur génique de la LPL; 2) le glucose, à des concentrations élevées, stimule in vitro l'expression génique des "peroxisome proliferator-activated receptors" (PP AR) <X et p par les macrophages murins et humains, et diminue celle des PP AR y par les macrophages humains. Une augmentation des niveaux d' ARN messagers macrophagique de PP ARo: et p, et une inhibition de l'expression génique de PP AR y sont aussi observées chez les patients diabétiques de type 2. L'incubation des macrophages murins, en présence de concentrations élevées de glucose, augmente la liaison des protéines nucléaires extraites de ces cellules à l'élément de réponse aux PP ARs situé dans le promoteur du gène de la LPL. Ces données prises dans leur ensemble suggèrent l'implication des PP ARs dans l'effet stimulant du glucose sur l'expression génique de la LPL macrophagique; 3) l'expression, la production et l'activité de LPL macrophagique sont augmentées chez les patients diabétiques et que les facteurs périphériques présents dans le sérum de ces sujets sont en partie responsables de ces anomalies. Une sécrétion macrophagique accrue de facteur de nécrose tumorale-a, tant au niveau basal que stimulé par la LPL, est aussi observée chez les patients diabétiques. En résumé, nos données démontrent une augmentation d'expression de la LPL macrophagique chez le patient diabétique de type 2, au moins partiellement attribuable à l'hyperglycémie. Cette altération de la régulation de la LPL macrophagique associée au diabète pourrait représenter un nouveau mécanisme par lequel l'hyperglycémie favoriserait le développement et la progression de l'athérosclérose, chez le patient diabétique de type 2.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'athérosclérose est une complication majeure du diabète de type 2. La pathogenèse de cette complication demeure obscure mais implique la production, dans la paroi vasculaire, d'un facteur proathérogénique, la lipoprotéine lipase macrophagique. Il est démontré que les macrophages isolés de patients diabétiques de type 2 surproduisent la lipoprotéine lipase. Différentes anomalies métaboliques ou hormonales présentes dans le diabète de type 2 jouent un rôle majeur dans la surexpression de cette enzyme. Des niveaux élevés d'acides gras plasmatiques sont observés chez ces patients. Cette anomalie du métabolisme lipidique pourrait contribuer à l'augmentation de la production de la lipoprotéine lipase macrophagique chez les patients diabétiques de type 2. L'effet de divers acides gras dans le développement de l'athérosclérose a fait l'objet de plusieurs études démontrant un rôle proathérogénique des acides gras saturés et antiathérogénique des acides gras n-3 et monoinsaturés. Nous avons examiné la régulation de la lipoprotéine lipase macrophagique par les acides gras. Nos résultats mettent en évidence que 1) les acides palmitique et stéarique induisent l'expression et l'activité de l'enzyme par un effet transcriptionnel dépendant des facteurs de transcription PP ARa 2) l'acide linoléique augmente la production et l'activité de la lipoprotéine lipase par un effet transcriptionnel dont le mécanisme d'action pourrait faire intervenir le protooncogène c-fos 3) l'acide arachidonique, malgré une inhibition marquée de la transcription de la lipoprotéine lipase, augmente la production et l'activité de l'enzyme par un mécanisme traductionnel 4) l'acide oléique n'affecte pas l'expression ou l'activité de l'enzyme 5) l'acide eicosapentaenoique inhibe la transcription de la LPL et diminue l'activité et la production de l'enzyme lorsque les macrophages sont incubés pendant une période prolongée en présence de cet acide gras. En conclusion, nous avons démontré que les acides gras exercent des effets individuels distincts sur la production et l'activité de la lipoprotéine lipase macrophagique. La modulation de la lipoprotéine lipase macrophagique par les acides gras constitue un nouveau mécanisme par lequel ces facteurs pourraient exercer leurs effets anti- ou pro-athérogéniques. Une meilleure connaissance de la régulation de la lipoproteine lipase macrophagique devrait permettre de développer de nouvelles stratégies nutritionnelles ou pharmacologiques afin de contrer le développement de l'athérosclérose.

Le transport intracellulaire du cholestérol et sa distribution correcte au niveau des différentes membranes sont essentiels pour assurer de nombreuses fonctions cellulaires. Malgré l'importance de ce transport les mécanismes de sa régulation restent encore mal connus. L'objectif de cette thèse était de mieux caractériser les acteurs du transport intracellulaire du cholestérol. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à deux acteurs de ce transport : la dynamine et les Rab GTPases. Dans la première partie de la thèse nous avons utilisé le dynasore, un inhibiteur pharmacologique de la dynamine pour étudier le rôle de la dynamine dans le contrôle du transport endolysosomal dans les cellules HeLa et les macrophages humains. Nous avons ainsi confirmé le rôle de la dynamine dans la sortie du compartiment endolysosomal et la régulation de l'homéostasie du cholestérol. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié le rôle de Rab7 et de Rab9 dans le transport du cholestérol en utilisant la technique d'ARN interférence ainsi que l'expression de mutants dominant négatifs. Nous avons montré qu'en plus de son rôle classique dans les étapes tardives du transport du cholestérol, Rab7 contrôle les étapes précoces du transport endosomal. Enfin, nous avons évalué le rôle de Rab7 dans notre modèle de macrophages humains surchargés. Nous avons mis en évidence un effet limité de l'inactivation de Rab7 sur le contrôle de l'homéostasie du cholestérol mais à l'inverse un effet majeur pour l'efflux du cholestérol vers l'apo AI. En conclusion, notre étude a permis de mieux caractériser le transport vésiculaire du cholestérol et de démontrer son importance dans la régulation de l'homéostasie intracellulaire en cholestérol. Nos résultats permettent également d'établir le rôle critique de Rab7 dans le trafic des LDL au niveau des endosomes précoces.

Les travaux de cette thèse sont consacrés à la détection et le diagnostic des lésions vasculaires, particulièrement dans le cas la maladie coronaire. La maladie coronaire continue à être la première cause de mortalité dans les pays industrialisés. En général, l'identification des lésions vasculaires est abordée en essayant de modéliser les anormalités (lésions). Le principal inconvénient de cette approche est que les lésions sont très hétérogènes, ce qui rend difficile la détection de nouvelles lésions qui n'ont pas été prises en compte par le modèle. Dans cette thèse, nous proposons de ne pas modéliser directement les lésions, mais de supposer que les lésions sont des événements anormaux qui se manifestent comme points avec une faible densité de probabilité. Nous proposons l'utilisation de deux méthodes de classification basées sur les Machines à Vecteurs de Support (SVM) pour résoudre le problème de détection du niveau de densité. Le principal avantage de ces deux méthodes est que la phase d'apprentissage ne requiert pas de données étiquetées représentant les lésions. La première méthode est complètement non supervisée, alors que la seconde exige des étiquettes seulement pour les cas qu'on appelle sains ou normaux. L'utilisation des algorithmes de classification sélectionnés nécessite des descripteurs tels que les anomalies soient représentées comme des points avec une densité de probabilité faible. A cette fin, nous avons développé une métrique basée sur l'intensité de l'image, que nous avons appelée concentric rings. Cette métrique est sensible à la quasi-symétrie des profils d'intensité des vaisseaux sains, mais aussi aux écarts par rapport à cette symétrie, observés dans des cas pathologiques. De plus, nous avons sélectionné plusieurs autres descripteurs candidats à utiliser comme entrée pour les classifieurs. Des expériences sur des données synthétiques et des données de CT cardiaques démontrent que notre métrique a une bonne performance dans la détection d'anomalies, lorsqu'elle est utilisée avec les classifeurs retenus. Une combinaison de plusieurs descripteurs candidats avec la métrique concentric rings peut améliorer la performance de la détection. Nous avons défini un schéma non supervisé de sélection de descripteurs qui permet de déterminer un sous-ensemble optimal de descripteurs. Nous avons confronté les résultats de détection réalisée en utilisant le sous-ensemble de descripteurs sélectionné par notre méthode avec les performances obtenues avec des sous-ensembles sélectionnés par des méthodes supervisées existantes. Ces expériences montrent qu'une combinaison de descripteurs bien choisis améliore effectivement les performances des classifieurs et que les meilleurs résultats s'obtiennent avec le sous-ensemble sélectionné par notre méthode, en association avec les algorithmes de détection retenus. Finalement, nous proposons de réaliser un recalage local entre deux images représentant différentes phases du cycle cardiaque, afin de confronter les résultats de détection dans ces images (phases). L'objectif ici est non seulement d'attirer l'attention du praticien sur les anomalies détectées comme lésions potentielles, mais aussi de l'aider à conforter son diagnostic en visualisant automatiquement la même région reconstruite à différents instants du cycle cardiaque.