Les maladies valvulaires aortiques représentent la troisième affection cardiovasculaire la plus prévalente et la seconde indication la plus commune de chirurgie à coeur ouvert. Malgré des avancées médicales majeures, la seule option thérapeutique démontrée efficace pour réduire la mortalité demeure l’implantation d’une prothèse valvulaire. Deux grandes familles de prothèses existent, chacune d’elles présentant leurs propres avantages et inconvénients. Les valves mécaniques, en raison de leur structure en alliage métallique, comportent un haut risque thrombogénique et nécessitent l’instauration d’une anticoagulation permanente. Malheureusement, en plus d’être difficile à contrôler adéquatement, ce traitement pharmacologique augmente le risque de souffrir de saignements. Les prothèses mécaniques ont cependant démontré une excellente longévité, dépassant généralement les 25 ans. Les bioprothèses, quant à elles, ne nécessitent pas d’anticoagulation, mais sont connues pour dégénérer progressivement au fil des années et doivent typiquement être remplacées après 15 à 20 années. Conséquemment, les valves mécaniques demeurent préférables chez les patients présentant une longue espérance de vie, alors que les bioprothèses sont préférées chez les patients plus âgés (>65 ans). Néanmoins, aucune option parfaite n’existe et une controverse demeure quant au choix de la prothèse optimale pour les jeunes adultes (<60 ans). Dans le but d’éviter les désavantages significatifs des prothèses classiques, une troisième option chirurgicale a été proposée : la procédure de Ross. Elle consiste en un remplacement de la valve aortique dégénérée par la translocation de la valve pulmonaire native du patient en position aortique. Le chirurgien insère enfin une homogreffe en position pulmonaire pour compléter la procédure. Cette technique offre les meilleurs résultats hémodynamiques et permet d’éviter la médication anticoagulante. Cependant, elle augmente les risques de complications en nécessitant une double greffe et affecte un organe sain et fonctionnel, soit la valve pulmonaire. L’hypothèse principale à l’origine de ce projet de maîtrise était que la dégénérescence de l’autogreffe et de l’homogreffe est liée à des facteurs cliniques et les risques peuvent être prédits. Par conséquent, les objectifs principaux de cette étude étaient, dans un premier temps, d’évaluer l’intégrité des greffons valvulaires issus de la procédure de Ross lorsqu’effectuée chez une population de jeunes adultes atteints de maladies valvulaires aortiques sévères et, dans un second temps, d’identifier les déterminants et prédicteurs de mauvaise évolution postopératoire de l’autogreffe et de l’homogreffe pulmonaire. / Aortic valve diseases represent the third most prevalent cardiovascular disease and the second most common indication for open-heart surgery. Despite major breakthroughs in modern medicine and technologies, the only therapeutic option proved efficient in reducing mortality and morbidity remains the implantation of a valvular prosthesis. There are two major classes of prostheses, each presenting their own advantages and disadvantages. Mechanical valves, due to their alloy-based structure, hold a high thrombogenic risk profile and thus patients require a lifetime anticoagulating therapy. Unfortunately, beyond being a well-known clinical challenge to adequately control, this treatment significantly increases the risks of suffering from major bleeding events. However, mechanical valves have shown prolonged lifeexpectancy generally exceeding 25 years. As for bioprostheses, they do not require any anticoagulation but are widely known to degenerate progressively throughout the years and must typically be replaced after 15 to 20 years. Consequently, mechanical valves are currently preferred in patients with long estimated life-expectancy and bioprostheses are preferes in older patients (>65 years). Nonetheless, there are no perfect option and a strong controversy remains regarding the optimal prosthesis in young adults patients (<60 years). In order to overcome the significant drawbacks of the traditional prostheses, a third surgical option was proposed: the Ross procedure. It consists in replacing the degenerated aortic valve by translocating the native pulmonary valve in aortic position. The surgeon then uses a homograft in pulmonary position to complete the procedure. This technique offers the best hemodynamic profiles of all prostheses and allows a bypass of the anticoagulation therapy. On the downside, though, it increases complications risks and surgically affects a fully healthy and functional organ being the pulmonary valve. The main hypothesis at the root of this Master degree project was that the deterioration of autografts and homografts are linked to clinical factors and the risks can therefore be predicted. Therefore, the main objectives of this study were, first of all, to evaluate the integrity of Ross procedure grafts when performed in a young adult population suffering from severe aortic valve diseases and, secondly, to identify determinants and predictors of poor post-operative evolution of both the pulmonay autograft and homograft.

Le projet vise à déterminer si l’utilisation d’une plaque palatine en acrylique faite sur mesure réduit la douleur post-opératoire en comparaison à un pansement de cyanoacrylate. Les patients ont été randomisés en deux groupes, l’un avec le port d’une plaque palatine et l’autre avec la mise en place du pansement de cyanoacrylate. Nous cherchons à déceler une diminution de la douleur de 50% afin de vérifier si l’utilisation de la plaque est justifiée. Nous avons évalué ce paramètre à l’aide d’un questionnaire, d’une échelle à gradation numérique (EGN) et de la prise de médicaments analgésiques. Selon nos résultats, l’utilisation d’une plaque palatine suite à une greffe autogène libre (GAL) n’est pas supérieure pour la réduction de la douleur en comparaison au pansement de cyanoacrylate. De plus, l’utilisation de la plaque ne permet pas de réduire la consommation de la médication analgésique post-opératoire. En conclusion, on ne peut justifier l’utilisation d’une plaque palatine pour la réduction significative de la douleur au palais.

En urologie clinique, les malformations congénitales et les traumas constituent des cas de figure où il est parfois nécessaire de procéder à des reconstructions urétrales. Afin de palier au manque de tissu disponible pour effectuer des chirurgies adéquates, le génie tissulaire permet de développer un biomatériau autologue, vivant et sans matériaux exogènes, constitué à partir de cellules de lapin. Après avoir optimisé la méthode d'auto-assemblage pour les cellules de lapin, des tissus manipulables ont pu être fabriqués grâce à une production accrue de matrice extracellulaire. Ces tissus ont permis de construire des substituts urétraux tubulaires mécaniquement résistants, suturables et greffables. Lors des tests préliminaires, quatre lapins ont été greffés et les résultats ont permis de valider notre modèle, puis de découvrir ses forces et faiblesses afin de poursuivre son optimisation. Lors des études à long terme chez le lapin, le substitut urétral reconstruit par auto-assemblage pourra être amélioré pour éviter les sténoses.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2014-2015 / La media vasculaire est au coeur des processus physiopathologiques qui entraînent le développement de l’athérosclérose. L’utilisation d’une media reconstruite par génie tissulaire permet d’étudier les cellules musculaires lisses (CML) humaines dans un environnement plus physiologique que les cellules en culture monocouche. Les travaux présentés dans cette thèse sont orientés autour de la media vasculaire reconstruite par génie tissulaire comme modèle d’étude pharmacologique et prothèse vasculaire autologue. La première partie des travaux porte sur l’étude des interactions de cette tunique avec les microparticules (MP) circulantes. D’abord, nous avons montré que la présence de l’adventice modifie la réponse de la media aux MP produites in vitro à partir des lymphocytes T. Ensuite, l’étude de l’effet des MP isolées du sérum de patients en choc septique sur la media humaine a démontré que ces MP sont en mesure d’augmenter la contraction de la media par un mécanisme impliquant une diminution du NO et une augmentation de l’expression de l’ARN messager de l’interleukine-10. L’incubation de la media reconstruite avec cette cytokine anti-inflammatoire bloque l’hyporéactivité induite par les lipopolysaccharides. Le même phénomène a été reproduit in vivo, chez le rongeur. Ces résultats suggèrent que les SMP auraient un effet protecteur sur la fonction vasculaire, en potentialisant la contraction de la media. Ensuite, nous avons optimisé l’approche de reconstruction de prothèses vasculaires par auto-assemblage proposée initialement pour l’adapter au contexte particulier des CML. L’objectif principal était de permettre l’étude physiopathologique de la media à partir de toutes les lignées de CML; indépendamment de leur capacité de synthèse de matrice extracellulaire. Pour ce faire, nous avons développé un échafaudage de matrice extracellulaire produit par auto-assemblage à partir de fibroblastes humains. L’utilisation de cet échafaudage génère une media plus résistante et plus contractile que la technique initiale. Enfin, une anisotropie a été créée dans cet échafaudage pour permettre une orientation physiologique des CML. La media reconstruite devient ainsi plus résistante et plus contractile. Ces améliorations permettent de reconstruire des media à partir des cellules de plus de patients et mèneront à des études pharmacologiques plus représentatives de la population. Cet échafaudage facilitera la translation clinique de ce modèle de media reconstruite par génie tissulaire. / The pathological processes that result in the development of atherosclerostic lesions take place in the vascular media layer. This condition is responsible for half of cardiovascular associated fatalities. The development of a tissue-engineered blood vessel can contribute to the in vitro study of the human media in a 3-dimensional environment. This blood vessel can also be used as a prosthesis for arterial bypasses. The work presented here focus on the reconstructed vascular media as a pharmacological model and a potential vascular substitute. The vascular media reconstructed by self-assembly was used to study the interactions between this layer and circulating microparticles (MPs). We demonstrated that the adventitia layer can influence the response of the media to T-Lymphocytes derived MPs. Next, we investigated the influence of MPs isolated from whole blood of septic shock patients (SMPs), on the human engineered media. This study demonstrated that the SMPs decrease nitric oxide (NO) production and increase interleukin-10 (IL-10) messenger RNA in the media layer. Incubation of reconstructed media with this anti-inflammatory cytokine blocks the hyporeactivity induced by lipopolysaccharides. This finding was confirmed in vivo, in rodents. Therefore, the elevation of MP levels in sepsis is potentially probeneficial to the cardiovascular function in this pathology. We then investigated the feasibility of improving the reconstructed media in order to facilitate the physiopathological studies of this layer and improve the potential of a smooth muscle cell (SMC)-containing substitutes to be implanted in human. Therefore, the self-assembly approach was used to generate an extracellular matrix (ECM) scaffold, produced in vitro by fibroblasts, in which SMCs can be seeded. After a week of culture in a decellularised matrix scaffold, the SMC-containing sheets were rolled around a mandrel to form a media layer. This engineered media demonstrated an increase mechanical resistance and contractility as compared with the original technique. Finally, we created an anisotropic ECM scaffold that can direct the orientation of SMCs to reproduce the physiological orientation of that layer. Reconstructed media produced using those anisotropic scaffolds were more resistant and contractile than the ones reconstructed using isotropic scaffolds. These improvements will facilitate the reconstruction of a media layer using pathological cells from patients and could lead to more representative pharmacological study of this layer. Moreover, this scaffold will facilitate the clinical translation of the model from bench to bedside.

Titre de l'écran-titre (visionné le 15 avril 2024) / Introduction : Le traitement des patients souffrant de brûlures extensives constitue un défi au niveau médical puisqu'ils font face à une paucité de sites donneurs pour réaliser le traitement conventionnel de greffe cutanée d'épaisseur partielle (STSG : split-thickness skin graft). La peau reconstruite bilamellaire autologue (PRBA), un produit développé au Laboratoire d'Organogenèse Expérimentale (LOEX) et évalué précédemment dans une série de cas, est une alternative potentielle. Les qualités physiques de la PRBA suivant sa greffe chez le patient brûlé doivent être évaluées. Méthode : Dans le cadre de l'étude clinique SASS-2 (Self-Assembled Skin Substitute for the Autologous Treatment of Severe Burn Wounds in Acute Stage of Burn Trauma), la PRBA a été greffée côte à côte à la STSG. La qualité de la cicatrice a été évaluée quantitativement à l'aide de trois instruments de mesure : le Dermascan (épaisseur du derme), le Cutomètre® (élasticité et fermeté de la peau), et le Mexamètre® (érythème et mélanine). Les cicatrices ont aussi été évaluées par l'échelle de Vancouver modifiée. Les patients ont été évalués à trois, six, 12, 24 et 36 mois post-greffe. Chaque donnée recueillie par les appareils de mesure était obtenue à trois reprises. Résultats : Aucune différence de l'érythème, l'épaisseur du derme, et des propriétés viscoélastiques n'a été objectivée entre les deux greffes. Le contenu en mélanine était significativement plus bas suite aux greffes de PRBA. Le score de Vancouver était similaire pour les deux substituts. Aucune cicatrice pathologique n'a été diagnostiquée cliniquement. Conclusion : La peau à la suite des greffes de PRBA avait une épaisseur et des propriétés viscoélastiques similaires à celle obtenue suite à la greffe de STSG. Le contenu de mélanine était inférieur, comme on pouvait s'y attendre en raison de la croissance limitée des mélanocytes pendant la production des PRBA. Ces résultats indiquent que la PRBA pourrait être une alternative intéressante à la STSG chez les patients souffrant de brûlures graves. / Introduction: Severely burned patients present great medical challenges as viable skin used for conventional Split Thickness Skin Graft (STSG) gets scarce. Self-Assembled Skin Substitute (SASS), a skin substitute created at the Laboratoire d'Organogenèse Expérimentale (LOEX) and used in a previous case series, could become an alternative for such patients. The physical properties of SASS following its graft in burn victims must be evaluated. Methods: Within the SASS-2 clinical trial (Self-Assembled Skin Substitute for the Autologous Treatment of Severe Burn Wounds in Acute Stage of Burn Trauma), SASS has been grafted next to the STSG. Long term scar quality was evaluated using three devices: the Dermascan (dermal thickness), the Cutometer® (firmness and elasticity), and the Mexameter® (melanin and erythema). Measurements of both test sites and other sites were performed at three-, six-, 12-, 24- and 36-months post-graft. All measurements were repeated 3 times. The modified Vancouver Scar Scale (mVSS) was also used inthe follow-up appointments. Results: No difference has been detected in dermal thickness, skin firmness or elasticity between the scars of the areas grafted with SASS and the areas grafted with STSG. Erythema values were similar between sites and diminished with time in all patients. Melanin levels were significantly lower in the sites grafted SASS than the sites grafted withSTSG. mVSS scores were lower in the sites grafted with STSG. No skin graft met the required criteria for pathologic scar at the end of their evaluation.