Lors de maladies cardiovasculaires avancées, telle que l’athérosclérose, les patients doivent subir une chirurgie, plus précisément un pontage artériel, afin de rétablir le flux sanguin. Cette opération consiste à remplacer l’artère malade, obstruée par des dépôts, par un substitut. Cependant, des complications post-implantation telles que la thrombose et l’hyperplasie intimale, subsistent et entrainent l’échec de la greffe vasculaire Pour palier à ce problème, l’approche proposée serait d’avoir une endothélialisation rapide du substitut vasculaire. Pour ce faire, la méthode proposée dans cette thèse est d’enrichir les substituts vasculaires avec une molécule pro-endothélialisation et de valider par la suite leurs propriétés biologiques. La pléiotrophine (PTN), une cytokine de croissance / différenciation, a été spécifiquement choisie dans ce travail, car elle est décrite comme un puissant facteur pro-angiogénique. Cependant, ses effets réels sur l'endothélialisation ne sont pas encore complètement connus. Aussi, afin d’avoir un effet efficace et à long terme, il apparait crucial de rechercher le meilleur moyen d’obtenir un substitut chargé en PTN, tout en conservant et maximisant son activité biologique. Les systèmes d'administration de médicaments à base de polymères naturels représentent une option intéressante pour une telle application. De plus, les gels de collagène de type 1 sont couramment utilisés comme échafaudages pour l'ingénierie des tissus vasculaires et pour le développement de systèmes à libération contrôlée grâce à leurs propriétés biologiques favorables. Pour mieux contrôler la libération de PTN, des interactions spécifiques non covalentes peuvent être utilisées pour stabiliser et immobiliser des médicaments dans l’échafaudage de collagène, grâce à l’utilisation d’agents de liaison. L'héparine apparait comme molécule de liaison idéale, déjà largement utilisée dans la formulation de systèmes d'administration de médicaments, en raison de sa capacité à séquestrer, à stabiliser et à protéger les facteurs de croissance et les cytokines. En se basant sur les travaux précédents du Laboratoire des Biomatériaux et de la Bioingénierie de l'Université Laval, l'objectif de ce travail était donc de développer un système de libération contrôlée de PTN à base de gels de collagène de type I modifiés par l'héparine. Dans un premier temps, les effets de la PTN sur la viabilité et la capacité de migration des cellules endothéliales ont été étudiés, et seront comparés aux effets de ceux du facteur 1, dérivé du stroma (SDF-1), facteur d’endothélialisation couramment utilisé lors de greffes vasculaires. Ensuite, un gel de collagène de type I a été utilisé comme échafaudage pour le développement d’un système à libération contrôlée pour la PTN. Pour augmenter son interaction avec le gel et prolonger sa libération dans le temps, de l'héparine en solution a été ajoutée à la formulation de gel standard. Des évaluations mécaniques et structurelles ont été ensuite réalisées afin d’évaluer les effets de l'addition d'héparine sur les propriétés du gel de collagène. La PTN libérée à partir des gels de collagène modifiés par l'héparine a été d’abord quantifiée puis son effet sur la viabilité des cellules endothéliales et des cellules musculaires lisses a été évalué. Enfin, des tests d'hémocompatibilité ont été effectués pour analyser les effets combinés de l'héparine et PTN sur les propriétés thrombogènes des gels de collagène. / Arterial bypass graft is the primary therapy for patients with advanced vascular occlusion diseases such as atherosclerosis. Post-implantation vascular graft failure is mainly caused by in-graft thrombosis and intimal hyperplasia. A fast endothelialization has the benefit of reducing these adverse events. Grafts enrichment with pro-endothelialization molecule has been proposed as an effective solution. Pleiotrophin (PTN) is a growth/differentiation cytokine that has been described as a potent pro-angiogenic factor. However, its proendothelialization effects have not been fully explored, and efficient ways to deliver PTN for graft enrichments have to be studied. Natural polymer-based drug delivery systems represent an interesting option for such an application. Type 1 collagen gels are commonly used as scaffolds for vascular tissue engineering and for the development of controlled release systems thanks to their favorable biological properties. To better control the release of PTN, specific non-covalent interactions can be used to stabilize and immobilize drugs within the collagen scaffold, through the use of binding agents. Heparin has been widely used in the formulation of drug delivery systems due to its ability to sequester, stabilize and protect growth factors and cytokines. Based on previous work of the Laboratory for Biomaterials and Bioengineering at Laval University, the objective of this work was to develop a controlled release system for PTN based on a heparin-modified Type I collagen gels. At first, the effects of PTN on the viability and migration ability of endothelial cells have been studied by comparing them with the effects exerted by stromal derived factor 1 (SDF1), a known pro-endothelialization factor already used for vascular graft enrichment. Following, a type I collagen gel was used as scaffold for the development of a controlled release system for PTN. To increase its binding to the gel and to prolong its release over time, heparin have been freely added to the standard gel formulation. Mechanical and structural assessments were performed to evaluate the effects of the addition of heparin. Quantification of the released PTN from the heparin-modified collagen gels was studied along with the effects of the released PTN on the viability of endothelial and smooth muscle cells. Finally, hemocompatibility tests have been performed to analyze the effects of the addition of both heparin and PTN on the thrombogenic properties of the collagen gels.

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Les objectifs du projet présenté dans ce mémoire étaient de valider l'utilisation de la mesure de circonférence thoracique chez les veaux laitiers pendant la période précédant le sevrage afin d'estimer leur poids corporel et leur gain moyen quotidien, et de vérifier si d'autres mesures corporelles seraient efficaces pour prédire le poids. Pour ce faire, le poids à la balance et les différents paramètres liés à la taille du corps (circonférence thoracique, hauteur au garrot, hauteur aux hanches et largeur aux hanches) de 329 génisses laitières Holstein ont été recueillies à partir de deux fermes laitières situées au Québec. Les mesures ont été prises trois fois par semaine pendant les trois premières semaines de vie et toutes les deux semaines jusqu'à la semaine suivant le sevrage qui avait lieu à 76 jours de vie. Les résultats de cette étude confirment la possibilité d'utiliser la circonférence thoracique ou d'autres paramètres corporels pour prédire le poids corporel avant le sevrage des veaux laitiers. L'équation de prédiction pour le poids corporel résultant en la plus haute corrélation et le plus bas pourcentage de l’erreur quadratique moyenne prédite utilisait la circonférence thoracique. Cette équation ne présentait aucun biais de prédiction contrairement aux équations actuellement utilisées qui présentaient un léger biais de prédiction. Cependant, les résultats suggèrent une meilleure prédiction du gain moyen quotidien des veaux laitiers en période pré-sevrage avec l’équation actuellement utilisée localement. / The objectives of the project presented in this thesis were to validate the use of heart girth measurement in dairy calves during the pre-weaning period to estimate body weight and average daily gain, as well as to verify if other body measurements would also be effective in predicting body weight. Scale body weight and various parameters related to body size (heart girth, withers height, hip height and hip width) of 329 dairy Holstein heifers were collected from two dairy farms located in Quebec. The measurements were taken three times a week during the first three weeks of life and every two weeks until the week following weaning, which was at 76 days of life. The results of this study confirmed the feasibility of using heart girth or other body parameters to predict body weight before weaning of dairy calves. The resulting body weight prediction equation with the highest correlation and the lowest root mean squared percentage error used the heart girth. This equation showed no predictive bias compared to the main equations actually used, which showed slight bias when predicting calf body weight. However, the results suggest a better prediction of the average daily gain of pre-weaning dairy calves with the equation used locally.

L'objectif de cette étude est de vérifier la distribution racinaire de trois espèces d'arbres implantées en haies brise-vent, soit, le peuplier hybride (Populus sp.), le saule (Salix sp.) et l'épinette (Picea sp.) selon deux types de sol: un sol léger et un sol lourd. La densité racinaire (nombre de racines/dm²) et le nombre de racines par classe de diamètre ont été comptabilisés jusqu'à une profondeur d'un mètre, et ce, à une distance de deux, six et neuf mètres des arbres dans la parcelle agricole. Les résultats obtenus démontrent que le nombre de racines diminue rapidement après 40 cm de profondeur. Les plus hautes densités racinaires sont observées dans les 30 premiers cm. Le type de sol a eu un léger effet (p=0,1043) sur la densité d'enracinement dans les 50 derniers cm de profondeur pour l'ensemble des classes de racines, de plus hautes densités ont été obtenues en sol léger en comparaison au sol lourd. Le peuplier hybride se démarque de façon significative en obtenant un nombre de racines plus élevé que les autres espèces pour les classes 2, 3 et 4. Nous avons observé une étendue limitée à l'intérieur des parcelles agricoles puisque peu de racines ont été comptabilisées à six et à neuf mètres des arbres.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Les nerfs et les vaisseaux sanguins sont souvent associés. De plus, il a été démontré que les nerfs périphériques peuvent induire les vaisseaux sanguins cutanés à se différencier dans un phénotype artériel. Nous avons développé par génie tissulaire le premier modèle d'étude tridimensionnel permettant l'analyse in vitro de la formation de pseudocapillaires (capillary-like tubule; CLT) sur un réseau nerveux préétabli. Les cellules neurales ont induit une augmentation de 27 % du nombre de pseudocapillaires formé dans les tissus reconstruits. Cet effet était aboli par l'utilisation de K252a, un inhibiteur de TrkA, B, et C, les récepteurs respectifs du NGF, du BDNF et du NT-3. De plus, nous avons démontré qu'en ajoutant 10 ng/ml de NGF, 0.1 ng/ml de BDNF, 15 ng/ml de NT-3 et 50 ng/ml of GDNF en absence de cellules neurales, une augmentation majeure de 40 à 80% du nombre de CLT était induite. Collectivement, nos résultats suggèrent que les cellules neurales peuvent induire l'angiogenèse en sécrétant des facteurs neurotrophiques. De plus, nous démontrons pour la première fois que le NT-3 et le GDNF peuvent induire l'angiogenèse in vitro.

La maturité pulmonaire des garçons est retardée par la présence de niveaux plus élevés d'androgènes durant la grossesse. Dans le but d'étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents à cette régulation androgénique, un protocole d'accouplement avec une précision de plus ou moins 30 minutes sur l'âge gestationnel et permettant la détection de la grossesse avant la mi-gestation a été mis au point chez la souris. Aussi, une méthode utilisant la spectroscopie infrarouge pour mesurer la maturité pulmonaire à partir du liquide amniotique fœtal a été élaborée. En plus de rendre disponibles les outils nécessaires à la poursuite du projet de recherche, ces travaux permettront l'étude de l'effet d'un traitement administré à la mi-gestation et portant sur n'importe quel aspect du développement survenant plus tard en gestation. De plus, l'achèvement de la méthode permettra la détermination de façon quantitative de la maturité pulmonaire fœtale individuelle chez la souris. / Male's pulmonary maturity is delayed by the presence of high androgen levels during gestation. To study molecular mechanisms responsible for this androgenic regulation, a mating protocol with a precision of plus or minus 30 minutes on gestational age and early detection of gestation have been set up. In addition, a method using infrared spectroscopy to measure pulmonary maturity with fetal amniotic fluid has been developed. In addition to making available necessary tools for the pursuit of this research project, these results will allow the study of a mid-gestation administrated treatment effect on any developmental aspects occurring later in gestation. Moreover, the method completion will make possible quantitative determination of individual fetal pulmonary maturity in mice.

Ce mémoire se situe dans l'école de pensée économique hétérodoxe qui étudie la croissance économique sous l'angle des lois de la thermodynamique. Cette approche soutient que l'exergie, soit le travail effectivement accompli au sens physique par l'énergie, est un élément crucial manquant à la théorie de la croissance économique.Ce mémoire fait une analyse économétrique des données historiques américaines afin de vérifier la contribution de l'exergie. Le modèle retenu est une version modifiée de la fonction Cobb-Douglas avec termes à correction d'erreur. Il montre que la croissance de la disponibilité et de la consommation d'exergie effective explique une grande part de la croissance du niveau de vie observée entre 1950 et 2008 et que le rôle joué par le progrès technique est bien moindre que celui qu'on lui attribue habituellement. La disponibilité et l'abordabilité futures des différentes sources d'énergie sont ensuite analysées de façon approfondie. Nous introduisons aussi une méthode systémique pour évaluer les rendements énergétiques des installations de toutes natures. Cette revue amène à la conclusion qu'à moins d'importantes percées techniques aléatoires, l'abordabilité de l'exergie sera grandement réduite au cours des prochaines décennies, ce qui viendra possiblement compromettre la croissance future du niveau de vie.

Le manque d’outils diagnostiques et thérapeutiques efficaces font de l’adénocarcinome ductal pancréatique le cancer le plus létal pour les Canadiens, avec son taux de survie à 5 ans de 8 %. Il est caractérisé par une fréquence élevée de mutations de RAS (90 %) qui est requise pour l’initiation et le maintien de la carcinogenèse. De plus, il a été démontré qu’une activation aberrante de la voie de signalisation NOTCH coopère avec la signalisation RAS dans la promotion de la carcinogenèse pancréatique. La famille NOTCH comprend quatre récepteurs transmembranaires qui subissent une série de clivages protéolytiques suite à la liaison avec leurs ligands. Ces clivages permettent la libération du domaine intracellulaire de NOTCH (NIC) dans le cytosol. NIC transloque ensuite au noyau pour s’associer avec ses partenaires transcriptionnels CSL et MAML1 et favoriser l’expression de gènes cibles tels qu’HES1. Nous avons récemment démontré que l’activation des sérine/thréonine kinases ERK1/2, en aval de RAS, promeut l’expression d’HES1 de façon NOTCH-dépendante dans les cellules pancréatiques tumorales humaines. Bien que cela suggère une interaction entre les voies ERK et NOTCH, les mécanismes sous-jacents cette interaction restent à être identifiés. Il a été suggéré que PIN1, une prolyl-isomérase qui reconnait spécifiquement des résidus proline lorsque ceux-ci sont précédés d’une sérine ou d’une thréonine phosphorylée, interagit avec NIC1. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que la prolyl-isomérase PIN1 régule l’activité de la voie NOTCH et a un effet positif sur la croissance des cellules pancréatiques tumorales humaines. Pour y répondre, un modèle stable de cellules pancréatiques tumorales humaines MIAPaCa2 exprimant un shARN dirigé contre PIN1 a été généré. Nous avons démontré que PIN1 et la voie RAS/RAF/MEK/ERK régulent positivement les niveaux d’expression de NIC1. De plus, les niveaux d’expression de PIN1 régulent positivement les niveaux d’expression du récepteur NOTCH1 et du ligand DLL3 sans influencer les niveaux d’expression du récepteur NOTCH3 et des ligands JAGGED 1 et JAGGED 2. PIN1 a une influence positive sur les niveaux d’expression des gènes cibles de la voie NOTCH c-MYC et cycline D1 et une influence négative sur les niveaux d’expression d’HES1. Cette étude a également démontré que les niveaux d’expression de PIN1 influencent positivement la croissance en 2D ainsi que certains régulateurs du cycle cellulaire. Lorsque les cellules MIAPaCa2 sont ensemencées à faible densité, la taille des clones formés est influencée à la fois par les niveaux d’expression de PIN1 et par la voie RAS/RAF/MEK/ERK. Cependant, dans un contexte de croissance en indépendance d’ancrage, PIN1 influence négativement la croissance des cellules MIAPaCa2. Cette étude a démontré que PIN1 pouvait influencer le phénotype des cellules pancréatiques humaines. De plus, l’étude des mécanismes de régulation de la voie NOTCH a révélé une régulation complexe impliquant PIN1.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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