Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Les parodontites sont des infections polymicrobiennes aux étiologies et pathogénies variées qui se traduisent par des destructions plus ou moins sévères des tissus parodontaux. Parmi plus de 500 espèces microbiennes dénombrées dans la plaque sousgingivale, un complexe bactérien nommé complexe rouge, composé de Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola et Tannerella forsythia, a été fortement associé aux lésions parodontales avancées. L'évolution des parodontites- dépend à la fois de la virulence des bactéries parodontopathogènes et de l'intensité de la réponse immunologique de l'hôte. Certains patients atteints de parodontite chronique répondent d'une façon inadéquate au traitement classique de cette maladie consistant à éliminer la plaque bactérienne sous-gingivale. Par conséquent, des solutions thérapeutiques complémentaires visant à moduler la réponse de l'hôte ou à atténuer la virulence des bactéries parodontopathogènes pourraient être utiles pour traiter ces patients. Le but de cette étude était d'investiguer la capacité des bactéries parodontopathogènes à favoriser la réponse immunodestructrice de l'hôte ainsi que d'évaluer l'effet des constituants de la canneberge sur les mécanismes pathogéniques des parodontites. La capacité de P. gingivalis à moduler la production de médiateurs inflammatoires a été mise en évidence dans un modèle de co-culture de cellules épithéliales et de macrophages et dans un modèle ex vivo de sang complet. Nous avons aussi rapporté que les bactéries du complexe rouge agissaient de concert pour induire la production de cytokines, de prostaglandine E2 (PGE2) et de métalloprotéinase matricielle 9 (MMP-9). L'ensemble de ces résultats met en évidence le potentiel des bactéries parodontopathogènes à favoriser la réponse immunodestructrice de l'hôte. De plus, des effets synergiques entre l'hémoglobine et le lipopolysaccharide (LPS) de bactéries parodontopathogènes sur la réponse inflammatoire des macrophages ont été mis en évidence. Par ailleurs, la capacité d'une fraction de canneberge de haut poids moléculaire à diminuer la production de médiateurs inflammatoires (cytokines, chimiokines et PGE2), de MMP-3 et de MMP-9 par des macrophages et des fibroblastes gingivaux stimulés avec le LPS de bactéries parodontopathogènes a été démontrée. De plus, cette fraction de canneberge s'est avérée capable d'inhiber l'activité de la MMP-3, de la MMP-9 et de l'élastase. Enfin, cette fraction a également démontré une capacité à inhiber la formation du biofilm et l'adhérence de P. gingivalis aux protéines humaines ainsi que les activités protéolytiques des bactéries du complexe rouge. L'ensemble de ces résultats suggère que les polyphénols de la canneberge pourraient contribuer à atténuer la réponse immunodestructrice de l'hôte et la virulence des bactéries parodontopathogènes, offrant ainsi des perspectives prometteuses pour le développement d'un traitement complémentaire pour les parodontites. / Periodontitis are polymicrobial infections leading to destruction of the tooth supporting tissue. Among 500 bacterial species enumerated in the subgingival plaque, members of the red complex, which includes Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, and Treponema denticola, are strongly related to more advanced periodontal lesions. Two major factors are involved in the pathogenesis of periodontitis, bacteria themselves and the host immune response to these periodontopathogens. Some patients with periodontitis do not respond correctly to conventional therapy consisting in the removal of the subgingival plaque. Consequently, adjunctive therapeutic solutions based on the attenuation of periodontopathogens virulence or of host response may be useful for periodontitis treatment. The aim of this study was to investigate the capacity of periodontopathogens to favor the host immunodestructive response and to evaluate the potential beneficial effects of cranberry constituents on the pathogenic mechanisms of periodontitis. The capacity of P. gingivalis to modulate inflammatory mediator production was characterized in a macrophage/epithelial cell co-culture model as well as in a whole blood model. We have also reported that bacteria of the red complex act in concert to induce the production of cytokines, prostaglandin E2 (PGE2) and matrix metalloproteinases 9 (MMP-9). Moreover, synergistic effects between hemoglobin and lipopolysaccharides (LPS) from periodontopathogens on the macrophage inflammatory response were demonstrated. In addition, the capacity of a high molecular weight cranberry fraction to reduce the production of inflammatory mediators (cytokines, chemokines and PGE2) and MMPs (MMP-3 and MMP-9) by macrophages and fibroblasts stimulated with periodontopathogen LPS was shown. This fraction also inhibited the activity of MMP-3, MMP-9 and elastase. Finally, this cranberry fraction showed the capacity to inhibit adhesion and biofilm formation of P. gingivalis as well as proteolytic activities of bacteria of the red complex. These results suggest that cranberry polyphenols may contribute to limit the host immunodestructive response and periodontopathogen virulence, offering thus promising perspectives for the development of an adjunctive treatment for periodontitis.

La canneberge (Vaccinium macrocarpon) et ses produits dérivés renferment de fortes teneurs en composés phénoliques qui sont reconnus pour leurs bienfaits sur la santé buccodentaire. Cependant, la richesse en acides organiques du jus de canneberge lui confère une faible palatabilité et peut provoquer des effets secondaires indésirables. Le procédé d'électrodialyse avec membrane bipolaire (EDMB) permet le retrait sélectif des acides organiques du jus, et la production d'un jus pouvant être consommé sans dilution préalable. Ainsi, le projet de recherche visait à évaluer l'effet de la désacidification du jus de canneberge par EDMB sur les facteurs étiologiques des deux principales infections buccodentaires, soit la carie dentaire et la parodontite. À cet égard, les propriétés antibactériennes des jus brut et désacidifiés ont été évaluées vis-à-vis des colonisateurs primaires des tissus dentaires (Streptococcus gordonii, Streptococcus oralis, Streptococcus salivarius), des streptocoques cariogènes (Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus) et des bactéries parodontopathogènes clés (Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis). De même, l'impact de la désacidification du jus de canneberge sur les défenses de l'hôte (la barrière épithéliale gingivale et la réponse immunitaire) a été évalué dans des modèles in vitro. Les résultats de ces travaux ont montré que le retrait des acides organiques du jus de canneberge diminue ses propriétés bactéricides contre certaines espèces bactériennes à l'étude. Cependant, consommer un jus désacidifié plutôt qu'un jus brut dilué pourrait diminuer l'adhésion des bactéries aux tissus buccodentaires. D'autre part, la désacidification du jus a préservé l'intégrité de la barrière épithéliale gingivale comparativement au produit brut. Néanmoins, bien que les jus de canneberge non dilués aient démontré des propriétés anti-inflammatoires, ces dernières sont réduites suite à la désacidification du produit. Les résultats indiquent que la désacidification modérée du jus de canneberge par EDMB représente une stratégie prometteuse pour la production d'un jus favorisant le maintien d'une bonne santé buccodentaire. / The high content in phenolic compounds found in cranberry (Vaccinium macrocarpon) is associated with well-known beneficial effects on oral health. However, cranberry juice (CJ) is rich in organic acids, which are responsible for the low palatability of the product and can cause gastrointestinal discomfort. Electrodialysis with bipolar membrane (EDBM) is an ecoefficient process that can be used for the deacidification of CJ, thus removing the requirement to dilute the product prior to consumption. This study aimed to evaluate how the deacidification of CJ by EDBM impacts its effects against the etiological factors of dental caries and periodontitis. The antibacterial activities of the raw and deacidifed CJ samples were assessed on commensal streptococci (Streptococcus gordonii, Streptococcus oralis, Streptococcus salivarius), cariogenic streptococci (Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus), and key periodontopathogenic bacteria (Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis). Moreover, the impact of CJ deacidification on the host oral defenses (oral epithelial barrier function and host inflammatory response) was investigated in in vitro models. It appears from the results that removing organic acids from the product reduced the bactericidal activities of CJ against some bacterial species included in the study, though it should be noted that deacidified CJ had generally higher anti-adherence properties compared to its raw diluted counterpart. On the other hand, deacidification of CJ helped preserve the integrity of the oral epithelial barrier compared to the raw beverage. However, even though all undiluted CJ samples exerted anti-inflammatory properties, exposition to deacidified CJ appears to lower this property in an oral epithelial cell model. Overall, this work brought evidence that a moderate deacidification of CJ by EDBM could allow the production of cranberry juice that provides benefits with respect to the maintenance of oral health.

La canneberge (Vaccinium macrocarpon) et ses produits dérivés renferment de fortes teneurs en composés phénoliques qui sont reconnus pour leurs bienfaits sur la santé buccodentaire. Cependant, la richesse en acides organiques du jus de canneberge lui confère une faible palatabilité et peut provoquer des effets secondaires indésirables. Le procédé d'électrodialyse avec membrane bipolaire (EDMB) permet le retrait sélectif des acides organiques du jus, et la production d'un jus pouvant être consommé sans dilution préalable. Ainsi, le projet de recherche visait à évaluer l'effet de la désacidification du jus de canneberge par EDMB sur les facteurs étiologiques des deux principales infections buccodentaires, soit la carie dentaire et la parodontite. À cet égard, les propriétés antibactériennes des jus brut et désacidifiés ont été évaluées vis-à-vis des colonisateurs primaires des tissus dentaires (Streptococcus gordonii, Streptococcus oralis, Streptococcus salivarius), des streptocoques cariogènes (Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus) et des bactéries parodontopathogènes clés (Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis). De même, l'impact de la désacidification du jus de canneberge sur les défenses de l'hôte (la barrière épithéliale gingivale et la réponse immunitaire) a été évalué dans des modèles in vitro. Les résultats de ces travaux ont montré que le retrait des acides organiques du jus de canneberge diminue ses propriétés bactéricides contre certaines espèces bactériennes à l'étude. Cependant, consommer un jus désacidifié plutôt qu'un jus brut dilué pourrait diminuer l'adhésion des bactéries aux tissus buccodentaires. D'autre part, la désacidification du jus a préservé l'intégrité de la barrière épithéliale gingivale comparativement au produit brut. Néanmoins, bien que les jus de canneberge non dilués aient démontré des propriétés anti-inflammatoires, ces dernières sont réduites suite à la désacidification du produit. Les résultats indiquent que la désacidification modérée du jus de canneberge par EDMB représente une stratégie prometteuse pour la production d'un jus favorisant le maintien d'une bonne santé buccodentaire. / The high content in phenolic compounds found in cranberry (Vaccinium macrocarpon) is associated with well-known beneficial effects on oral health. However, cranberry juice (CJ) is rich in organic acids, which are responsible for the low palatability of the product and can cause gastrointestinal discomfort. Electrodialysis with bipolar membrane (EDBM) is an ecoefficient process that can be used for the deacidification of CJ, thus removing the requirement to dilute the product prior to consumption. This study aimed to evaluate how the deacidification of CJ by EDBM impacts its effects against the etiological factors of dental caries and periodontitis. The antibacterial activities of the raw and deacidifed CJ samples were assessed on commensal streptococci (Streptococcus gordonii, Streptococcus oralis, Streptococcus salivarius), cariogenic streptococci (Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus), and key periodontopathogenic bacteria (Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis). Moreover, the impact of CJ deacidification on the host oral defenses (oral epithelial barrier function and host inflammatory response) was investigated in in vitro models. It appears from the results that removing organic acids from the product reduced the bactericidal activities of CJ against some bacterial species included in the study, though it should be noted that deacidified CJ had generally higher anti-adherence properties compared to its raw diluted counterpart. On the other hand, deacidification of CJ helped preserve the integrity of the oral epithelial barrier compared to the raw beverage. However, even though all undiluted CJ samples exerted anti-inflammatory properties, exposition to deacidified CJ appears to lower this property in an oral epithelial cell model. Overall, this work brought evidence that a moderate deacidification of CJ by EDBM could allow the production of cranberry juice that provides benefits with respect to the maintenance of oral health.

Introduction: Les infections urinaires (UTI) sont parmi les infections bactériennes les plus communes chez les femmes. Actuellement, les antibiotiques sont le traitement de choix pour la prévention des UTIs. Pourtant, les produits dérivés de la canneberge sont souvent utilisés avec peu d’évidence de leur efficacité. Notre objectif était d’évaluer l’efficacité d’un extrait de canneberge standardisé en proanthocyanidines de type A (PAC) sur la prévention des UTI à répétition. Méthodes: 145 femmes âgées de 18 ans et plus avec antécédents d’UTI à répétition, définie par ≥ 2 UTIs dans les derniers 6 mois ou ≥ 3 UTIs dans les derniers 12 mois, ont participé à notre essai clinique randomisé à double insu. Soixante-douze femmes ont reçu une dose optimale d’extrait de canneberge quantifié et standardisé en PACs (2 x 18,5 mg PACs par jour) et 73 ont reçu une dose contrôle (2 x 1 mg PACs par jour). L’issue principale était le nombre moyen de nouvelles UTIs symptomatiques chez les participantes durant une période d’intervention de 6 mois. Les issues secondaires étaient : 1) évaluer le nombre moyen d’UTI avec pyurie et avec confirmation microbiologique; 2) décrire les effets secondaires d’une dose quotidienne d’extrait de canneberge. Résultats: Sur la période de suivi de 6 mois, le risque d'UTIs symptomatiques n’était pas significativement différent entre les deux groupes (rapport de taux d’incidence 0,76, 95% IC 0,51-1,11 ; rapport de taux d’incidence ajusté pour l’âge 0,85, 95%IC 0,57-1,26). Parmi les participantes ayant eu moins de 5 UTIs dans l’année précédant leur participation, la prise de 2x18,5 mg était associée à une diminution des UTIs symptomatiques comparativement à une prise de 2x1 mg PACs (rapport de taux d’incidence ajusté pour l’âge 0,57,, 95%IC 0,33-0,99). Aucun effet secondaire majeur n’a été rapporté. Conclusion: La prise d’un extrait de canneberge en teneur élevée de proanthocyanidins n’a pas été associée à une réduction du taux d’incidence d'infections urinaires symptomatiques par rapport à un extrait de proanthocyanidines à faible dose. Nos résultats post-hoc suggèrent que la prise d’une dose de 2x18,5 mg PAC par jour pourrait prévenir les UTIs symptomatiques chez les femmes ayant moins de 5 UTIs par année. / Background: Urinary tract infections (UTI) are amongst the most common bacterial infections affecting women. Although antibiotics are the treatment of choice for prevention of UTI, cranberry-derived products are often used by women to prevent UTIs, with limited evidence as to their efficacy. Our objective was to assess the efficacy of a cranberry extract capsule standardized in A-type linkage proanthocyanidins (PACs) for the prevention of recurrent UTI. Methods: 145 women aged 18 years or more with a history of recurrent UTI, defined as ≥ 2 UTIs in the past 6 months or ≥ 3 UTIs in the past 12 months were recruited in this randomized, controlled, double-blind clinical trial. Seventy-three women received an optimal dose of cranberry extract standardized in PACs (2 x 18.5 mg PACs daily) and 72 women received a control dose (2 x 1 mg PACs daily). The primary outcome for the trial was the mean number of new symptomatic UTIs in women during a 6-month intervention period. Secondary outcomes were: 1) To evaluate the mean number of new symptomatic UTIs with pyuria and with microbiological confirmation; 2) To describe the side effects of daily intake of cranberry extract. Results: No significant difference in the risk of UTI during the 24-week follow-up period was found between treatment groups (incidence rate ratio 0.75, 95%CI 0.51-1.11, age-adjusted incidence rate ratio 0.85, 95%CI 0.57-1.26). In women who experienced less than 5 UTIs in the year preceding enrolment, the daily consumption of 2x18.5 mg PACs was associated with a decrease in the risk of symptomatic UTIs reported compared to the control dose (age-adjusted incidence rate ratio 0.57, 95% confidence interval 0.33-0.99). No major side effects were reported. Conclusion: High dose twice daily proanthocyanidin extract was not associated with a reduction in the number of symptomatic urinary tract infections when compared to a low dose proanthocyanidin extract. Our post-hoc results reveal that this high dose of proanthocyanidins may have a preventive impact on symptomatic urinary tract infection recurrence in women who experienced less than 5 infections per year.

L'objectif du présent projet de recherche était de déterminer la biodisponibilité de métabolites de polyphénols (PP) et de l'acide abscissique (ABA) suite à la consommation d'un breuvage à base d'extraits de fraises et de canneberge (fournissant 333mg de polyphénols et 200µg d'ABA) chez 17 sujets (hommes et femmes) en surpoids et résistants à l'insuline. Pour atteindre cet objectif, une analyse de corrélation a été réalisée entre les concentrations sanguines de divers métabolites de PP et d'ABA et différents paramètres du métabolisme du glucose chez ladite cohorte. Les paramètres concernant le métabolisme du glucose ont été mesurés par un clamp hyperinsulinémique-euglycémique et par un test oral de tolérance au glucose (OGTT) dans le cadre d'une étude plus large réalisée dans notre laboratoire. Dans le contexte de mon projet de maîtrise, des mesures de biodisponibilité ont été réalisées grâce à l'extraction, l'identification et la quantification de métabolites de polyphénols et d'ABA dans les échantillons du breuvage ainsi que dans les échantillons du plasma des participants après la consommation du breuvage. Par la suite, l'analyse de corrélation entre les métabolites plasmatiques mesurés et le métabolisme du glucose a été réalisée par régression linéaire multiple robuste. Les résultats ont montré que les concentrations plasmatiques de certaines molécules sont significativement supérieures dans le groupe traité par rapport au groupe contrôle, notamment la concentration plasmatique d'acide p-coumarique, d'acide m-coumarique, d'acide férulique, d'acide hydroxyhippurique, de cis-ABA, d'acide dihydroxyphaséique et d'ABA glucuronide. Seule la teneur en acide p-coumarique a été associée avec la prévention de l'hyperinsulinémie compensatoire lors de la première phase de sécrétion d'insuline, suggérant que cet acide organique serait impliqué dans le métabolisme du glucose chez des sujets résistants à l'insuline.